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刘钝 清华大学社会科学学院特聘教授，中国科技大学人文社会科学学院院长，中国科学院自然科学史研究所退休研究员。 导读 17世纪荷兰画家伦勃朗最先尝试用光和影来突显人物，深受其影响的18世纪英国画家约瑟夫·赖特就有多幅光影表现细腻的作品，他最擅长的是利用光和影的变换去捕捉激动人心的时刻。下面的一系列作品就生动再现了科学家们演示实验的场景，我们仿佛能够透过画面感受到科学在世人面前现身的、不可思议的瞬间。 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
17世纪荷兰画家伦勃朗最先尝试用光和影来突显人物，其代表作《夜巡》（The Night Watch）不仅在艺术上影响了许多后辈画家，其深刻的历史内涵也为学者们津津乐道，李约瑟《中国的科学与文明》最后一册的编者们就破天荒地在书中引用了此画，借以说明资本主义萌芽期市民社会的兴起、特别是城市专业行会与私有财产观念之间的关系。 但本篇的主人公不是伦勃朗，而是一位深受其影响的18世纪英国画家约瑟夫·赖特（Joseph Wright, 1734～1797）。赖特出生于英格兰中部的德比郡，为了将他与一位同时、同名又同姓的美国肖像画家区别，艺术史家们有时称其为德比的赖特。这位德比的赖特年轻时在伦敦习画，壮年游历意大利，但其一生的主要时光是在英格兰中西部度过的，步履所及包括曼彻斯特、利兹、利物浦和伯明翰这些工业革命的发源地，他也被人称作是“第一个表达工业革命精神的职业画家”（F. D. Klingender）。赖特的一些作品与圆月学会（Lunar Society）的活动有关，这是一个以伯明翰为中心、由一些清教徒或其它不信国教者的工厂主、银行家、医生和博物学者们组成的非正式学术团体，在18世纪的英国非常活跃。赖特众多博学的朋友中就包括圆月学会的创始人之一、查尔斯·达尔文的祖父伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin，1731～1802），后者也曾为他治病。赖特为伊拉兹马斯画过好几幅肖像，下面是其中之一。
赖特最擅长的还是利用光和影的变换去捕捉激动人心的瞬间，下面这幅是《寻找哲人石的炼金术士》（The Alchemist in Search of the Philosophers Stone，又名《磷的发现》），完成于1771年。长时期以来，西方有人相信存在着一种能把普通物质变成贵金属的“哲人石”，连一些真正的哲学家都沉迷于这一说法，例如大名鼎鼎的罗吉尔·培根；西方文学作品中也充斥着炼金术士的故事，最有名的自然是歌德笔下的浮士德了。画中跪在地上的是痴迷炼金术的德国商人布兰德（Henning Brand, c.1630～c.1710），为此他不惜耗尽全部家产，幸亏在第一个妻子去世后他又娶了一位有钱的寡妇，后者由其挥霍不加干涉。1669年的某个夜晚，布兰德在加热尿液沉淀物时，烧瓶中突然冒出白烟，随后发生燃烧并迸发出耀眼的光辉，他将燃烧后流出的液体收集起来，凝固后得到的淡绿色粉末看似还在发光，于是他将这种物质命名为磷（phosphorus），词源来自希腊神话，意即“光的携带者”。像多数炼金术士一样，布兰德当时没有对外公开自己的结果，因为他幻想着有朝一日能够从这种来自生命体的物质中炼出真金来；不过他的秘方被保存下来，被后人视为世界上第一个完整记录了一种元素发现过程的实验报告。回到赖特的画：画面中的布兰德被磷燃烧所放出的耀眼光芒所震惊，与此形成鲜明对照的是背景中负责记录的助手桌前的微弱烛光，以及窗户上方露出的大半个清冷月亮。
赖特作品中流传更广是下面这幅《哲学家演示太阳系运动》（A Philosopher giving a lecture on the Orrery），据说是为一名爱好天文学的贵族弗勒斯五世伯爵舍利（Washington Shirley, 1722～1778）所作，后者为此支付了210英镑。舍利生前官拜海军中将，也是共济会成员，1761年因对金星凌日的观察被选为皇家学会会员，在他家里有一台演示太阳系行星运动规律的仪器（orrery）。
画面最右端的成年人就是舍利，他没有子嗣，画中的两个年轻人和三个儿童应该是弗勒斯家族的后代，他们都在聚精会神地凝视着仪器中的运动天体。背对画面的黑影，从轮廓可以看出是一个男孩；两个相对而坐的年轻人正陷入沉思，其脸部的明暗处理与光源的方向精确对应，我们甚至可以看到仪器上的圆环在右侧青年脸上的投影；离光源最近的是两个天真烂漫的幼童，他们好奇地观察着仪器中表示太阳的光源及诸行星、卫星的运动。左侧站立的成年人正用心地做着笔记，他是赖特的朋友伯德特（Peter Perez Burdett, 1734～1793），一名制图学家，曾参与利兹—利物浦运河工程的勘测，也是圆月学会成员。位于画面中心的人物是正在演讲的“哲学家”，原型据说是苏格兰天文学家和仪器制造者佛格森（James Ferguson, 1710～1776）。他曾于1762年在德比演讲，1763年成为皇家学会会员。值得注意的是，由于与光源的位置和距离不同，画面中三个成年人和两位青年脸上的光影分布各异，加上完全淹没在黑影中的男孩，象征着月亮的不同位相。
赖特很可能经由他的邻居好友外特赫斯特（John Whitehurst, 1713～1788）得到佛格森的演讲票，也可能直接从外特赫斯特那里获得有关太阳系运动规律的知识。外特赫斯特是一名地质学家，精通钟表制造，既是皇家学会会员也是圆月学会的中坚分子。赖特传记的作者尼克尔森（Benedict Nicolson）认为“哲学家”的原型不是佛格森而是外特赫斯特，笔者却本能地感觉这个形象有点像牛顿，后来意外地发现《圆月学会人物》（ The Lunar Men, London: Faber and Faber, 2002）的作者厄格洛（Jenny Uglow）也有同样的想法——他认为“哲学家”的原型是内勒（Gedfrey Kneller，1646～1723）所绘的牛顿像。
▲赖特所绘“哲学家”
▲内勒所绘牛顿像 ▲沃尔泰书中的演示仪 在18世纪的英国和整个西方世界，“科学家”这个词还没有诞生，从事自然科学研究的人往往被称为“哲学家”，牛顿的不朽名著就叫《自然哲学的数学原理》，而太阳系诸行星的运动规律，正是牛顿力学的经典示范。不过牛顿的数学表达不是所有人都能理解的，后来就有能工巧匠借助齿轮传动装置制作了直观的演示仪器。上图采自圆月学会成员沃尔泰（John Warltire）1767年出版的一本书（Analysis of a Course of Lectures in Experimental Philosophy），可以看出它与赖特画中的仪器几乎一模一样。 “太阳系”的姊妹篇是赖特的另一杰作“抽气泵”，全名《抽气泵中之小鸟的实验》（An Experiment on a Bird in the Air Pump）。画面的重心是正在演讲的“哲学家”，以及他面前那个在玻璃罩中垂死挣扎的小鸟。“哲学家”神情凝重，双眼直视前方，好像在邀请画外的观众走近前来观看表演。圆桌前的八位观众神态各异：右侧的一个小女孩紧张地望着跌入罩底的小鸟，稍大些的女孩已经意识到小鸟的悲惨命运而掩面哭泣，搂住她肩膀给予安慰的多半是父亲；最右侧的那位男子则陷入沉思，也许是在考虑生命的意义这样严肃的问题；左面的一对情侣，似乎对眼前的实验并不关心，他们来到这里不过是附庸风雅；观众中还有两位科学迷，左侧靠前的一位正襟危坐、面无表情，左手握着一只怀表，似乎是在计算小鸟窒息死亡需要的时间——有人说他就是写过《有机生命法则》与《自然殿堂》的伊拉兹马斯·达尔文；靠后的那位则全神贯注地盯着小鸟，冷静地观察它死去的过程。右端背景中还有一位正在拉上窗帘的少年，他的头顶上有一架空的鸟笼，窗外依稀可见一轮满月和流逝的云彩，与《寻找哲人石的炼金术士》中的布景有些相似。
圆桌上的几件道具都与实验有关，从左到右是温度计、烛花剪、软木塞，以及一对打开的中空半球。令人不可思议的是一个盛满透明液体的玻璃大碗，碗中有一个很像人头盖骨一样的东西，透过碗的边缘依稀看到一个烛台，强烈的光源就隐藏在碗后。对于这一奇怪的道具，有人声称寓意着生与死的搏斗，也有人说大碗本身就是发光体，内中盛放的是能够燃烧的液体硫磺。至于那对中空半球，明显是一对微型的马德堡半球。
赖特处理光影的技法实在令人叹为观止，从画面对玻璃罩后面的手臂、以及玻璃器皿中搅棒的处理可以看出，显示出他对光的折射现象有精准的刻划。如同“太阳系”一样，画家也围绕着光源设置人物，显示出对明暗处理能力的超强信心，以至有人猜测他使用了某种秘密的光学工具，因为在摄影术还没出现的时代，要想捕捉闪烁光影下的瞬间群像绝非易事。然而，细心的专家还是指出了画家的一个失误：画面上抽气泵的立柱没有影子，按照光源所在它应该投射在“哲学家”的身上。至于“哲学家”这个人物的形象，倒是很容易使人联想到内勒为牛顿作的另一幅肖像。
▲ 莱特所绘“哲学家”
▲ 内勒所绘牛顿像
不过这幅作品背后的英雄不是牛顿，而是与牛顿同一时代的另一位科学大师波义耳。波义耳出身贵族，其父是科克一世伯爵，他在爱尔兰的封地科克（Cork）英文中是“软木塞”的意思，这就解释了画面中那个软木塞何以被置于耀眼光照下的圆桌中心。如同“太阳系”中的行星运动演示仪一样，抽气泵在这幅画中也扮演着联接人物的关键作用。上面提到的那位佛格森也是一位科普大师，喜欢跑到各地表演“科学魔术”——当然是要收费的。佛格森1760年出版的一本书中就有抽气泵的图样，它与画中的仪器十分相似，赖特本人或许就听过佛格森的演讲。 1654年，德国人奥托·葛利克（Otto von Guericke, 1602～1686）在其担任市长的马德堡做了一个留芳青史的实验，旨在证明大气压力的存在。这一实验的关键设备就是抽气泵，借助它将两个合拢的半球内的空气抽尽。制造这种新仪器的费用很高，一般人没有能力仿制，然而对于波义耳来说金钱不是太大的问题，在心灵手巧的罗伯特·胡克的协助下，波义耳一共造出了三台抽气泵，后来还把其中的一台送给了成立不久的皇家学会。借助这一工具，波义耳完成了一系列科学实验，涵盖生物学、物理学和化学诸多领域。1660年波义耳出版了他的《物理机械的新实验，触及空气的本质及效应》（New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects），书中详细介绍了他利用抽气泵进行的43个实验，其中第41个就是证明空气对生物生存的意义，揭示“动物需要呼吸，所以大自然赋予其肺”的道理。
▲ 波义耳《新实验》（1660）
▲ Gaspar Schott (1608～1666) 描绘马德堡半球实验的版画 赖特还有很多杰作，都反映了他熟练运用光影效果的技能。他常常就同一主题绘制多幅作品，例如名为《铁匠作坊》（A Blacksmith’s Shop）的画就有五个不同的版本，场景和主要人物完全相同，次要人物略有变化，最重要的是锻铁温度引起的颜色和亮度变化，影响到整个画面的色调。把这些画连起来看，就如同身临作坊体验一道完整的锻造工序一样。
▲ 赖特《打铁作坊》（1771）现藏耶鲁英国艺术中心
▲ 赖特《打铁作坊》（1771）现藏德比美术馆
下面是另一幅类似的作品，名为《铁工厂》（An Iron Forge）。
再如下面的《远方来信》、《肥皂泡》之类的题材，画面上都是在灯光前的两个人物，年龄、神态和关系各异，读信和戏耍，不过是画家用以炫耀其捕捉光影和色彩本领的造型而已。
▲ 赖特《远方来信》（c. 1769上，c. 1772下), 私人收藏
参考资料 [1] Benedict Nicolson. 1986. Joseph Wright of Derby,The Paul Mellon Foundation for British Art Pantheon Books. [2] Elizabeth Barker & Alex Kidson. 2007. Joseph Wright of Derby and the ‘Dawn of Taste’ in Liverpool. Yale Center for British Art. [3] Andrew Graciano. 2012. Joseph Wright, Esq.: Painter and Gentleman. Cambridge Scholars Publishing. [4] http://en./wiki/Joseph_Wright_of_Derby [5] http://www./joseph-wright-gallery/ （原载《科学文化评论》2013年10卷2期，2016年4月修订） 责任编辑 徐小编 本文来自科学的历程 转载请联系本公众号
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