文/张燕翔Zhang Yanxiang

　　The invention of photography declared the beginning of new media, and the rapid development of various subjects catalyzed by computer and electronic mechanics introduces the art a new era of science and technology. Contemporary art of science and technology brings people magic visual feast and an unprecedented multi-sensory and interactive experience by application of comprehensive and in-depth scientific and technological means, such as Mathematics, Physics, Chemistry, Biology, digital information technology, artificial intelligence and artificial life, robot……With the ceaseless development of science and technology, there will be much newer and interesting forms of art. For example, art works will simulate characteristics of life recurring to artificial life technology, the user’s experience with such an interactive art is just like facing an interesting life-form.

　　Contemporary art created by science and technology is to write a new chapter of human civilization: this art form not only brings new aesthetic experience to humans, but also provides new forms of entertainment and reform human life style. With excitement and ardor, we shall wait and see what happens in the era of science-orient entertainment and the mergence of arts and science into a brand new human life style.

　　科技与艺术的结合有两种层面，一是科学思想或科学精神成为艺术表现的内容，而艺术作品本身并不是应用科技手段创作的，这是一种美学或哲学层面的结合，可以称之为科技美;另一种是艺术作品本身应用了科技的方法手段进行创作，这种艺术形态可以称之为科技艺术。实际上，艺术的创造从来就离不开对科技手段的应用，如透视画法对射影几何的应用，雕塑对材料和加工技术的应用，而绘画作品的五彩缤纷则一直都是颜料化学发展的结果。但是在上述这些传统的艺术形式中，科技手段只是简单地充当着工具的角色。

　　直到1839年法国人达格瑞(Daguerre)发明了银版摄影法，人们惊奇地发现，科技手段在一夜之间掀起了视觉革命的高潮，影像的获取不再依赖于画家而是可以通过光学和化学成像直接进行逼真的记录。一般认为，摄影术的出现是当代科技艺术或新媒体艺术的开端，而摄影术对光学和化学的综合应用也第一次让世人深刻地认识到科技介入艺术的巨大优势。19世纪50年代，本·拉普斯基(Ben Laposky)和约翰·惠特尼(John Whitney)采用最早的电子计算机和示波器创作出各种动态的数学曲线，并且使用电影胶片将获取的图像拍摄下来，成为早期最有影响力的计算机动画先锋。19世纪60年代，计算机技术迅猛发展，图形用户界面和数字图形、图像等一些极为重要的技术不断发展，艺术进入了多媒体的时代，虚拟图像、数字影视动画乃至互动游戏等为艺术的表现提供了前所未有的巨大空间。计算机另外一个重要的方面则在于推动当代科技进入了一个爆炸式发展的时代，计算能力的大幅度提升使得科技本身可以更深入地发展，而机械电子和工程技术在计算机技术的推动和辅助之下也产生了更多的分支和全新的面貌。当代科技自身的这些创新和发展同时又为艺术的表现提供着新的创作手段和形态空间，当代科技艺术已经深入应用新科技的各个方面。

　　除了已经广为流行的网络多媒体技术之外，当代艺术对科技手段的应用已经深入到数学、物理、生化、信息、智能技术等多个领域。每一个领域与当代艺术的融合都为艺术发展开辟了一个全新的空间，面对如此多元化发展的当代科技艺术，我们已经很难单纯地从艺术史的视角来进行研究，而新艺术的“流派”在更大的程度上却与创作所涉及到的学科领域密切相关，在这种情形之下，从学科分支的角度对当代艺术进行分类研究不失为一种有效的方法。

　　数学艺术及其美学特征

　　数学在艺术中的应用，主要包括从点、线、面到体的造型结构生成和变换，乃至互动艺术中通过数学规则来根据用户输入产生实时的输出。其中涉及到几何造型和数学曲面、拓扑、空间及坐标变换、混沌与分形等多个领域。

　　传统艺术对几何的应用一方面是使用几何方法建立作品的构型，如托尼·史密斯(Tony Smith)、布鲁斯·比斯利(Bruce Beasley)、约翰·罗宾逊(John Robinson)等雕塑家采用几何结构进行立体主义的雕塑构造;另一方面，传统绘画往往会借助透视几何确定画面的结构，以使之更符合人的视觉系统。计算机处理能力的提升使得复杂几何造型的精确生成变为可能，计算机出现之前人工无法完成的数学曲面造型，在强大的计算能力的帮助下可以迅速被可视化。而借助快速原型三维打印技术则可以轻松将这些虚拟的三维造型变成真实的物体，这极大地推动着基于数学造型的数码雕塑艺术的发展。在这个领域，乔治·W·哈特(George W. Hart)、卡罗·H·塞库因(Carlo H. Séquin)、拔示巴·格罗斯曼(Bathsheba Grossman)等人创作了大量经典的雕塑作品。数学方法创作三维造型的一大特点是可以获取手工方式难以企及的、精确而优美的抽象形态，而从数学造型本身受到方程式和参数控制的特点出发，参数化与群簇化成为数学艺术的另外一个重要特征，如塞库因的作品《三叶极小化曲面雕塑家族(Trefoil Family)》，随着参数的变化，造型呈现出纷繁复杂的形态。

　　几何造型存在的空间结构变化同样为艺术形态带来了全新的面貌：双曲几何研究的是当平面变成鞍马型之后的几何，如埃舍尔(Escher)的作品《圆形的限制(Circle Limits)》就是一个基于双曲空间的作品;高维几何研究当空间维度从我们熟悉的三维拓展到四维甚至更高维度之后的情形;拓扑几何则研究几何图形在连续变形下大小、形状等元素保持不变的性质，伊娃·希尔德(Eva Hild)、查尔斯·佩里(Charles Perry)等艺术家基于这种特性创作了许多优美的拓扑造型雕塑。随着空间性质的变化，在相应几何空间里的视觉形态也呈现出更多奇异的特性。而与计算机联姻的空间坐标变换算法对透视绘画这个“传统”的领域同样掀起全新的革命，在借助精确的空间坐标变换后，影像能够以逼真而超现实的面貌呈现。分形与混沌是一种将艺术与科学完美地结合在一起的数学方法，同时又是一种对自然现象和自然规律进行模拟的科学手段，它对自然世界的写意性再现与艺术家对自然世界的感悟往往有着异曲同工之处，因而这种纯粹由方程式生成的影像在某种程度上具有高度的艺术价值。

　　物理科技与艺术创作：探索物质世界的美学形态

　　光学应用的研究促成了摄影技术的诞生，这项人类文明史上重要的视觉技术更是直接导致了一种新的艺术形式的产生，并且对传统艺术产生了深刻的影响。摄影术与光学观测技术的结合还使人类的视野拓展到显微摄影和天文摄影等领域，而更多的光学手段如红外成像、X射线、偏振光等技术，还能使人们发现身边原本不能被看到的真实，将物质世界本原的美展现出来，如何锦伟(Ghim Wei Ho)拍摄的纳米花卉、肯尼思· G·利布雷希特(Kenneth G. Libbrecht)拍摄的雪花晶体、西奥多·W·格瑞(Theodore W. Gray)对元素周期表中各种元素存在形态的摄影作品等。哈罗德·顿(Harold Edgerton)、马丁·沃夫(Martin Waugh)等人借助高速摄影技术将转瞬即逝的精彩凝固下来，保罗·弗雷兰德(Paul Friedlander)则巧妙地将激光器绑在旋转装置上，在空中塑造出优美的光浪雕塑。

　　全息摄影则是光学成像技术的一个重大的革命，真三维的影像可以直接通过全息技术在空中再现，自从盖伯(Gabor)发明全息术以来，埃梅特·利思(Emmett Leith)、山克福(Shankoff)、边宁顿(Pennington)、史提芬·A·本顿(Stephen A.Benton)、劳罗德·克洛斯(Lloyd Cross)、杰里·佩塞克(Jerry Pethick)、玛格丽特·本渊(Margaret Benyon)、斯蒂芬顿·本顿(Stephen Benton)、路德·贝克霍特(Rudie Berkhout)、伯尚尼特·菲利普(Boissonnet Philippe)、哈丽特·卡斯丁·司丽雯(Harriet Casdin Silver)、保罗·达文森(Paula Dawson)、考夫曼·约翰(Kaufman John)、爱德华多·卡茨(Eduardo Kac) 等艺术家先后创作了大量经典的全息艺术作品。随着计算机技术的介入与应用，数字化全息技术已经得到飞速发展，各类科幻电影中悬浮在空中的真彩色三维实时互动的全息影像已经成为现实。

　　除了光学之外，对电、磁、声、热等物理科技手段也在一些当代科技艺术作品中得到深入的应用。澳大利亚艺术家彼得·特仁(Peter Terren)通过自制的超高压放电系统产生了令人炫目的电火花，罗德尼·J·韦斯特(Rodney J.West)则使电子加速器产生的超高压电流通过聚丙烯酸材料，在其内部留下像树一样优美的径迹。

　　磁场由于能够提供一种无形的力，也受到不少艺术家的青睐。在日本艺术家儿玉幸子与竹野美奈子的互动式磁流体作品《随声起舞的电磁波》中，磁流体实时地受动态磁场的作用而不断改变造型，而这个动态磁场又是随着观众的叫喊声发生变化的，使观众与磁流体的造型之间通过无形的磁力产生实时而有形的互动。磁力的另一个魔幻般的功能是可以将重量适当的磁体悬浮在空中，杰夫·利伯曼(Jeff Lieberman)创作的《漂浮灯泡(Light Bulb)》采用了磁悬浮以及无线电力传输技术，磁铁和电路都藏在灯泡中。它使用一个磁性霍耳效应传感器、极大电磁石和PD反馈系统，灯泡内的发光二极管可以自动调整电量，并将之转化为光。

　　而对非正常环境下的物理规律的应用则是另外一种可以深入探索艺术表现手段，例如在微重力情形下，哥德史密斯艺术学院(Goldsmiths Art College)的杰姆·芬里尔(Jem Finer)与安苏曼·比斯瓦斯(Ansuman Biswas)合作创作了一个名为《零重力神灵(Zero Genie)》的艺术表演。舞蹈表演者在微重力的状态下可以在地面、墙上，甚至天花板上进行表演，并且可以实现比在地面上更加自由、丰富的表演动作。舞蹈家凯表演特索乌·杜波依斯(Kitsou Dubois)发现了许多微重力下独特迷人的舞姿。艺术家弗兰克·佩特罗利格洛(Frank Pietronigro)和他的学生们则在NASA的宇航训练的失重状态下进行了绘画的尝试。NASA的宇航队在艺术家迈克特(Marcotte)的导演下，在处于离地球表面300公里的太空中排列成象征胜利的“V”字，表现了艺术家对人类胜利征服太空的喜悦之情。

　　来自生化的“湿”媒体：化学材料与生命媒介

　　近代，随着化学材料科技的长足发展，化学材料在艺术中的应用已经远远超出仅仅作为颜料的领域，材料性能的巨大变化极大地拓展了雕塑的创作领域。如奥托·佩妮(Otto Piene)在20世纪80 年代创作了许多充气雕塑作品，这些巨大的雕塑造型漂浮在空中，产生一种传统雕塑无法比拟的视觉冲击力。欧内斯特·奈特(Ernesto Neto)则以伸展性良好的尼龙织物为材料，创作出了有机物造型的装置作品，而罗克西·潘恩(Roxy Paine)的作品《自动雕塑制造机 (SCUMAK：Auto Sculpture Maker)》是一台能够自动生产雕塑的机器，它以一种前所未有的“肉”——添加了红色染料的聚乙烯，在计算机的控制之下进行生产。

　　生物艺术是一种将生命物质作为艺术介质的全新艺术形态，新兴的生物艺术家深入地应用了生物科技的许多方面，他们对微生物、动植物进行培育、克隆、杂交、转基因、活体组织培养等，通过生命体的生长和繁衍来实现艺术创作。1998 年，爱德华多·卡茨(Eduardo Kac)发表《转基因艺术》一文，首次提出“转基因艺术”的概念，并提出创造绿色荧光狗并使之融合于社会的想法。随即卡茨与法国农艺学院合作利用基因技术“制造”出了一只可以发出绿色荧光的兔子“Alba”。在实验中，科学家们应用了受精卵显微注射技术，先从一种水母身上采集了荧光蛋白，并进行基因改良，使它的发光率比原先提高了两倍，然后再将这种基因植入兔子的受精卵中，由此培养出会发光的兔子“Alba”。在普通光线下，它看上去与其它同类没有区别，但是在较暗的488nm波长光线的照射下，它的身体就会放射出奇异的绿光。俄罗斯国家当代艺术中心主任德米特里·布拉托夫(Dmitry Bulatov)采用红绿两种荧光蛋白注射到青蛙的胚胎中，经过转基因获得彩色的蝌蚪;玛尔塔·德·梅内泽斯(Marta de Menezes) 的作品《自然?(Nature?)》则是一件通过转基因而美化了翅膀图案的蝴蝶作品。

　　杂交是生物艺术相对比较容易掌握的一种手段，将不同种群、不同基因型个体间进行杂交使双亲的基因重新组合，并在其杂交后代中保留优良品种，这种手段使艺术家可以对某些观赏生物通过杂交进行低成本的繁衍和优选。美国艺术家乔治·杰森特(George Gessert)从1990 年开始试验鸢尾的杂交，以获取更加优美的花卉，并繁衍了成千上万的鸢尾杂交品种，其中最优美的1800多种被记录成为档案，杂交获取的花卉成为他新的艺术媒介。比利时画家科恩·维梅切林(Koen Vanmechelen)的《大都会鸡(Cosmopolitan Chicken)》则是一个世界性的育种项目，艺术家通过对不同品种的鸡进行杂交育种，使不同种族的鸡和平而富有创意地生活在一起，并以此表达了对不同种族的人类和平相处的愿望。

　　活体组织培养技术能够将少量的动物组织培养成为较多的数量，得到一种“半活”的物体，因为在生物艺术中这些活体细胞的构造往往不会被移入体内，因而这些活体组织模糊了人们关于出生与制造、动物与非动物等概念之间的界限，并进一步挑战我们的观念。以色列艺术家奥龙·凯茨(Oron Catts)和约纳特·祖如(Ionat Zurr)在实验室里利用对动物活体细胞组织的培养技术生成了一件微型的“无受害者皮衣”，以试图解决很多人喜欢用动物皮毛制品与动物保护主义者们呼吁保护动物这两者之间的矛盾，并提供了一种新的艺术视角。

　　另一种“活”的艺术

　　衍生艺术、人工智能艺术或人工生命像生命媒介一样，是一种在电子空间里具有“生命”的个体，他们可以按照自身的生命规则进行繁衍和生长，发生不可预测的变化，甚至能够与人进行交互。

　　在衍生艺术中，艺术家借助某种系统，按照特定的规则让作品进行自我演化，在计算机里完成创作的自控过程，产生一种独特而无法重复的事件，从而创造出繁复的艺术作品，使艺术家的创意得到一种无法预期、令人惊异和无止境的延伸，许多艺术家会以独特的演算方式或社会模型为原型作为衍生艺术创作的根基。衍生艺术可与多种艺术领域结合进行创造，如：音乐、建筑、工业设计、网络艺术、文学、虚拟环境、人工智能、表演、机器人、行为等。在张燕翔的衍生艺术作品《树》中，用户每一次的点击都会使画面中由建筑物般的“树”发生一次重新的生长，虽然每一次产生的都是“树”的造型，但是每一次都有所不同。

　　人工智能(Artificial Intelligence)是用人工的方法在机器上实现的智能，是人们使用机器模拟人类的智能。1973年，加州大学圣地亚哥分校艺术教授哈罗德·科恩(Harold Cohen)开发了AARON艺术创作软件，该软件无需任何手工输入即可凭借其程序的想象力，绘制出极为复杂的风格化的静物和人像作品。人工生命(Artificial Life)则是指利用一定的计算机算法以及相关的软硬件创造出类似于人或动物等其他生物的行为，从而对生物进行模拟仿制的科学研究领域。人工生命最基本的特点就是具有自主性和交互性，他们能够与人类进行互动交流，能够根据周围的环境变化做出相应的反应。威廉·拉珊姆(William Latham)和卡尔·希姆斯(Karl Sims)是人工生命艺术家中杰出的代表，他们的作品证明了人工生命和艺术创作结合的可行性及其部分潜能。克丽斯塔·佐梅雷尔(Christa Sommerer)与劳伦恩特·米格罗尼奥(Laurent Mignonneau)的人工生命装置《进化(A-Volve)》探索了用户与人工生命的互动：观众可以通过触摸的方式在电脑显示器上画出一个二维图形，稍后，一个形如水母的三维“生物”便畅游在一个装满水的玻璃池中。“生物”的形状、活动与行为完全由观众在显示器上画出的二维图形转化而来的。“生物”一旦创造出来，就开始在池中与其他以同样方式生成的虚拟“生物”共同生存。观众还可以触摸“水”中的“生物”，影响它们的活动。

　　软硬兼施：虚拟图像、互动体验与多感官体验融合

　　计算机与微电子机械技术的强大威力不断扩展开来，由算法生成的图像展现出新的魅力，虚拟影像已经成为新兴影视娱乐产业的生力军。实时互动的艺术拓展到电子设备领域，导致实时互动装置艺术的产生。物理信息与虚拟世界的互动成为当代科技艺术的一个重要方向，如在肯塔罗·亚玛达(Kentaro Yamada)的互动装置作品《蒲公英(Tampopo)》，观众只要对着麦克风吹气，投影上由程序生成的蒲公英就好似真的被风吹拂，四处飞扬。图斯欧·伊瓦(Toshio Iwai)和NHK科技研究所共同创作的作品《虚幻视像(Morphovision)》则是一个允许用户对虚拟的三维图像进行实时互动的装置，装置里是一个显示在空气中的房屋的三维影像，用户能够从不同的视角观看这个房屋，他们还可以选择不同的变形方式使这个房屋发生扭曲和变形，并且可以实时地观看房屋的变形效果。

　　瑞典的设计团队FRONT将动作捕捉和快速原型三维打印技术结合在一起，形成全新的创作形式。艺术家使用含有传感器的笔在空中挥舞，这些笔的运动轨迹被捕捉并转换为三维形体，然后通过快速原型三维打印技术以0.1毫米的表面液态树脂“打印”，并快速固化。而最新的脑波计算机接口可以将人们的脑电波转换为计算机信号，这为艺术带来了全新的体验：人可以使用脑电波来与计算机实现互动，例如完全通过大脑去演奏钢琴、参与游戏等。

　　科技对当代艺术观念的推进和影响

　　科技的发展不断地为艺术创造着新的机会，促使新的艺术形式不断产生。技术因素成为当代科技艺术中极其重要的构成部分，对艺术家而言，科技手段就像刻刀对于雕刻家一样重要，不同的是，新技术为艺术的创造提供了前所未有的宽阔空间，艺术家的想象力获得了空前的解放。然而新技术却往往更多地为“非艺术家”的技术人员所创造和掌握，因而协作成为艺术创作的重要环节。

　　在传统的艺术形式中，造型和色彩等观赏性的方面是极为重要的因素，而且传统的绘画、雕塑等作品一旦被艺术家创作完成之后，其作品本身不再发生变化。但科技艺术作品能够带给观众魔幻般的动态视觉体验，同时很多艺术作品不再是一成不变的，它会随着观众的参与而发生变化，实时地与观众进行互动。

　　随着艺术对科技手段更深层次的应用和对用户体验的深入开发，艺术会越来越像“魔术”，越来越“好玩”，艺术与设计、艺术与娱乐、艺术与游戏，乃至艺术与科技之间的界限会进一步模糊。

　　当代科技艺术创作对科技的依赖造成一种现状：由于科技手段的应用往往离不开昂贵的高科技人才、设备及材料，所以，相对于传统艺术而言经济因素对科技艺术创作将会产生更直接的制约。国外的艺术家往往很容易从各种基金甚至政府处获取支持，如斯洛文尼亚的文化部支持生物艺术的创作项目，而国内创作者的一个很大的障碍在于难于获取足够的经费和条件去进行创作。

　　(本文章部分图片系作者提供)

　　参考文献：

　　1、张燕翔，新媒体艺术，科学出版社出版，2005年

　　2、张燕翔，当代科技艺术，科学出版社出版，2007年