【原】科学与魔术

       魔术是一种历史悠久的传统艺术形式。它起源于原始文化，起源于人类的幻想，早在新石器时代，已有魔术活动的踪迹。

魔术是一种诚实的艺术，坦率地向人们宣布，它所表现的一切现象都不是真的。然而这一切又都非常地逼真。这就是它的魅力所在。多少年来，魔术以千变万化、神秘莫测的技巧，吸引着万千观众，在人们发出会心微笑的同时，为人们留下了一连串的不解之迷，发人深省。

魔术与科学有着不解之缘。许多魔术表演是借助于自然科学的规律，加上巧妙的构思和精湛的演技，制造出似乎违反常规的假象，引起人们的好奇，激发人们揭开谜底的求知欲望。它的创作和表演过程有许多值得借鉴的经验。

如果主动地将科学技术和魔术艺术结合起来，二者必将相辅相成、互相促进。在科普教育活动中（如：科学表演、科普讲座及青少年科技教育等），有计划、有目的地将部分魔术艺术手段移植过来，无疑会有力推动这些活动的开展。

一．魔术中的科学

魔术是一种以科学技术为依托的艺术，许多节目运用了科学原理。中国传统魔术中，从汉代的“口中吐火”到清末的“壁上取火”、“蜡烛自燃”，内容十分丰富。这些节目清楚地表明，中国古代的“幻术”（即魔术）已和科学发生联系。中国古代著名科学家张衡、马钧、葛洪、沈括、徐光启等，都对幻术有着浓厚兴趣。

在今天的舞台上，更经常采用局部燃烧、分解、化合等手段来增强魔术的神秘气氛。如在舞台上燃起几堆五颜六色的火焰；白花突然变红；红水忽而变清；或在镁粉燃烧的强烈闪光的刹那，演员腾身隐遁，都可以说是一种艺术化了的化学实验。

猜测斗智的魔术，经常采用速算。如请观众任意抽一张扑克牌，然后请他暗自把这张牌的点数乘以二，加上三，再乘以五，最后再减去二十五，然后请他说出答数。如果回答是五十，魔术师便脱口而出“你的牌是六点”。其实道理很简单。设观众所抽的牌点数为x，其方程式应为：

5(2x+3)-25=50

魔术师只要把得数去掉0，再加上1，就是正确答案。

大型魔术同样需要精确的计算。有一套名为“刀柜”的节目，女演员站在一个仅能容身的小立柜里，把门关上后，魔术师把数十把钢刀一把一把插入柜内，女演员丝毫无损，而且还能从打开的柜顶被吊环吊出来。再打开柜门，里面明晃晃的钢刀密如蛛网。这一节目就是根据数学等积交换原理设计出来的。

物理学中的力学、光学和电磁学，在魔术中应用得更为广泛。魔术舞台上造成人或较大物体忽而隐去，忽而出现的离奇变化，主要运用光的反射。在舞台上不同位置安装一些方向不同的大镜子（因有幻术设计，观众不会感觉镜子存在）。随着镜子的移动和灯光的变换，可以产生许多变化效果。如：可以使立柜中的洋娃娃变成小孩或再放大变成大人，也可以使人的身体一下子缩小许多倍，还可以造成“人头鸟”、“美人鱼”、“花芯人面”等形象。

生理学、心理学，甚至天文学和气象学也被魔术采用。有些节目看起来并没有多少科学原理。例如，观众眼看着一根绳子被魔术师剪成几段，然而当魔术师让观众牵着被剪断的绳子的一头把它拉出时，拉出的竟是一根完整的绳子！这类节目似乎只有技巧，没有科学。其实，技巧之中隐含着许多科学道理。由于观众事先已经知道魔术师在制造假象，所以从节目开始，就睁大眼睛盯住魔术师的一举一动，力图找出破绽，揭开谜底。魔术师要在这样一群观众面前不用任何道具表演节目而不留痕迹，必须采用虚张声势、声东击西等办法，或者利用视错觉，将观众的注意力从关键部位引开，这是一场紧张的心理战。魔术师的一颦一笑、一招一式，都是精心设计、千锤百炼的。在表演过程中，魔术师不仅要分析观众的心理，而且要利用观众的心理。

随着魔术艺术不断改革和完善，魔术越来越自觉地运用科学。

二．魔术与科学:相伴而行

      中国、印度和埃及被国际魔术界公认为世界魔术的发祥地。魔术的起源可以追溯到原始社会。人类的童年，对太阳、月亮、刮风、下雨、燃烧、海市蜃楼等自然现象无法理解；同时又幻想能够征服自然，呼风唤雨，主宰世界；希望五谷丰登、六畜兴旺。于是便编织出一个虚拟的神仙世界，称为“天堂”。认为自然界是被一些看不见的神管理和支配着。“天堂”里的主宰，西方称为“上帝”；东方则称为“玉皇大帝”。还有许多专司某一方面职责的各路神仙，这些神仙或有某一方面的超凡本领，或有几件魔力无比的“法宝”；神仙的数目也随着人们的需要日益增多。这些神仙有他们自己的好恶和喜怒哀乐，和人间差不多。人类只要对他们恭顺虔诚，他们就会善待众生，赐福人间；如果有人图谋不轨，触怒天神，便会祸从天降，家败人亡。于是象“女娲补天”、“夸父逐日”、“仙女下凡”等许多美丽的神话便产生了。这是人类关于自然现象最早的解释。

古人相信天堂与人间有道路相通。西方人相信有“雅格布天梯”那样的梯子，东方人则相信有“不周山”那样的擎天玉柱。于是便出现了能往来于天堂和人间的使者—巫师和术士。这些人为了使人们相信他们，往往创造出一些类似魔术的奇异现象来证实他们的超凡能力。其中许多成为后世的魔术节目。故弄玄虚的巫师可以说是原始的魔术师。人为制造奇迹的做法，延续了许多年代。它孕育着姹紫嫣红的魔术世界。

在历史的长河中，有一种古老的观念，认为天象和人间发生的事有对应关系。地上一个人死了，天上就会有一颗星陨落。家道兴衰，帝王命运，都可以事先从星宿的变化预测出来。因此在许多国家，观测天象为帝王关注，这为天文学积累了丰富的资料。炼丹也为古代宫廷所热衷。人们企盼长生不老，希望得到取之不尽的黄金，对永生和财富的渴望促使人们百折不回地进行各种试验，发现了许多有用的新材料和新物质，为化学的诞生奠定了基础。中国的黑火药就是在炼丹炉里产生的。在欧洲，一段相当长的时期里，人们狂热地追求永动机，结果永动机没有成功，却发现了能量守恒定律。十四世纪以后，真正意义上的近代科学在欧洲诞生了。十八世纪以后，蒸汽机的发明，引起了工业革命，近代技术也开始突飞猛进地发展起来。因此，古代的巫师、术士，曾经自发地对科学的产生和发展起过促进的作用。

随着社会的进步和科学技术的发展，人们的认识水平、知识水平和思维能力不断提高，愚昧、迷信渐渐失去了市场，魔术也逐步从巫师、术士手中脱颖而出，展露出表演艺术的本来面目。它不再隐瞒自己是假的，公开声明自己是在运用智慧和技巧来制造幻觉。只有这时，魔术才彻底摆脱了功利主义的羁绊，成为真正的表演艺术。魔术表演中的迷信成分也逐步被革除。

      真与伪、美与丑，总是同时出现的。伪科学在古代是不存在的。真科学还没有发展起来之前，迷信就是迷信，行骗就是行骗，没有装扮成科学的必要和可能。当科学，特别是近代科学出现以后，作为对立面的伪科学便显露头角，继续愚弄那些无知的人们。然而当科学已取得长足的进展并得到社会的广泛认可，人类已经从愚昧的阴影中走出来时，伪科学逐步陷入孤立。这种形势迫使伪科学不得不打起科学的旗号，企图用科学的名义，继续进行迷信宣传和欺诈活动。在这一过程中，魔术被用来偷梁换柱。这种现象引起魔术界极大愤怒，许多正直的魔术师已自觉地加入了反对伪科学的行列。

在过去漫长的历史时期中，魔术对科学进步的关注远远超过科学对魔术的热情。科学只是在其发展过程中，自发地、不断地创造着魔术般的奇迹。许多重要的科学发现，往往引起人类社会的巨大变革，改变人们的生产和生活方式。这种推动作用是魔术望尘莫及的。

三．科普与魔术

      科学的发展离不开社会，它需要公众的理解。帮助（促进）公众理解科学的工作，在中国被称为科学普及工作，简称“科普”。

      魔术的特点可以概括为新、奇、快，即：构思新颖、现象奇怪、手法神速。魔术节目的创作过程，首先是要有丰富的想象力，特别是那些在日常生活中似乎办不到的事。这种想象，通常是源于生活常识和科学知识，然而又不仅仅局限在这一范围，需要打破常规。

其次是严谨的态度。想象出来的东西未必都能实现，其中哪些通过魔术手段在技术上可以实现，哪些无法实现？魔术毕竟不是万能的。这一步取舍并不是一下子就能决定的。有时要经过很长时间的摸索、反复试验，才得出结论。越是比较好的构思，越不易被放弃。在这一过程中，魔术师如果能和科学家一起讨论，将会节省好多时间，少走好多弯路。

道具的研制是魔术创作中的关键环节，对于一些大型魔术来说，这一过程的技术复杂性不亚于一件科学展品的研制。

魔术虽然在许多场合自觉地运用科学原理，然而由于它的行业特点，不可能将谜底当场揭穿，特别是那些新创作的节目。而科普工作的任务，则是帮助公众揭开一个个迷团。在这一点上，二者似乎是针锋相对的。

科学与魔术各自走着自己的路。魔术并不注意观众对表演中运用的科学道理是否理解。它所追求的是现象引起的效果。当观众发出惊叹或目瞪口呆时，魔术师会感到极大安慰。然而魔术的作用远不止于此。魔术留给人们的记忆会保存相当长的时间，在工作之余，人们会继续回味那些节目的道理。这种动力是用其他方法难以得到的。魔术在带给人们高雅的艺术享受的同时，在自发地进行着科学教育。近年来，一些有远见卓识的魔术师已经深切地感到魔术与科学的共通共融，创作了许多有推广价值的科学魔术，并在青少年中主动开展了以《科学与魔术》为题的普及活动，受到热烈欢迎。

在科学中心的各种活动中借鉴魔术艺术的经验是极为有益的。

科学中心的特点在于，它是以展品的参与性和趣味性吸引观众的。因此，展品的设计和制作是十分关键的环节。如果一件展品很好地反映了某一科学原理，但没有吸引力，观众不爱看，它的教育作用就发挥不出来。一件受欢迎的好展品，往往需要很长时间才能完善起来。其中倾注了工程技术人员和美术师们的大量心血。在这一过程中，如果工程师能和魔术师一起讨论，可能双方都会有意想不到的收获。

科学中心在许多展品中不知不觉地运用了魔术手段，这些展品的特点是，使观众突然看到或感受到一种奇怪的现象，似乎违反了常规或不可思议。例如《幻象》，人们明明看到展品前方有一个汽车模型，伸出手去，却抓不着。有的《幻象》是一朵花，或一个可动的小人儿。这是一个很好的展品。它是利用凹面镜反射，使照到物体上的光形成实象。人们在生活中看到光线经过反射或折射形成虚象的情况很多，而对实象概念不很熟悉。因此，看到这个看得见却摸不着的东西，感到很惊奇。这个展品似乎只完成了一半。因为科技馆的任务不是让观众猜谜。如果在展品下方放东西的位置，不用板子封死，改用一块液晶玻璃，平时是不透明的。当观众想了解内幕时，按一下电钮，玻璃立刻变得透明，魔术就被揭穿了。后边这一改动，恰好体现了科技馆的教育功能。

再如《锥体上滚》。常识告诉人们，在地球上，所有物体只要可能，都会向位置较低的方向运动。这个锥体却一反常态，自己由低处向高处运动。按道理这是不可能的。因此，好奇心促使人们进一步去观察，以便找出一个合理的解释。如果科技馆是一个魔术师，作到这一步，就已经完成了任务。然而科技馆的目的并不是到此为止。它要引导人们透过现象去寻找事物的本质。因此，这个展品的任务似乎也只完成了一半。如果将两条轨道设计成可由观众操作，可以改变夹角（增大、减小或平行），并且旁边再放几个形状不同的锥体和一个园柱体，参与性会更强。人们通过自己动手，几经实验，最后会得出这样的结论：只有当两条轨道夹角为某一特定值、锥体的锥度为一特定值时，特殊现象才会发生。如用一块平面镜做为底面，观众则能根据物体与像的相对距离，判断出锥体的重心实际是在下降。后边这一改动，其意义不仅是让观众更透彻地学到知识，而在于让观众从参与中体会科学研究的方法。

      在科技馆中有意识地开展科学魔术活动，可以培养人们的观察、推理、分析、判断和动手能力。在进行科学表演时，插入几个反映某一科学原理的小魔术，会使表演生动活泼。观众一边欣赏着变幻莫测的表演，一边与魔术师进行着一场既紧张又愉快的智力竞赛，既得到了艺术享受，又体会着科学的内在美。这是其他艺术无法给予的。

      由科技馆牵头，有意识地组织青少年开展科学魔术活动，对于开发智力，增长知识，培养创造性思维和动手能力将有意想不到的收获。

      由于魔术是一种表演艺术，它对演员的素质要求是很高的。科技馆的工作人员充当魔术师，要有一个学习过程。当他们掌握了魔术的基本特点和技法后，无疑会创作出许多新的节目，对原有展品会有新的认识和改进，对于提高自身素质极有好处。

      近年来，有些人利用气功或人体特异功能大做文章，宣扬封建迷信，有些地方伪科学、反科学活动很猖獗，他们为了表现自己的超凡能力，常常借用魔术手段。这些与现代文明相悖的现象，日益侵蚀人们的思想，愚弄广大群众，腐蚀青少年一代。科学中心有意识地开展科学魔术活动，将有助于揭露伪科学的欺骗，引导公众用科学的思想观察问题，用科学的方法处理问题，促进公众树立正确的世界观、人生观、价值观。

      魔术是艺术百花园中的一枝奇芭，一直深受百姓喜爱。当科学以同样的热情回报魔术时，必将结出丰硕的果实。

参考资料：

《当代青年文化丛书—魔术》晓傅．秋子编著，广西民族出版社，1996年版。

《关于伪科学的十个问题》，张开逊《工人日报》1995年12月20日。

【作者】中国科技馆刘锡印