本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
人们经常谈论艺术与数学或科学之间的关系。它们是否需要相同的思考过程?它们是否以相同的方式运用创造力?至少,这些问题非常有趣,而且对我来说尤其相关,因为我有机会发展两种截然不同的职业——作为一名画家和一名数学家兼科学家。
我从小就开始接触艺术,七岁时完成了我的第一幅严肃的油画(最近在纽约的一家画廊展出),这对我来说是本能的。我无需思考,就可以将我脑海中的画面放到画布上,这令人兴奋——有点像梦想成真。我的想法,无论多么模糊,与它们在画布上的呈现之间都存在着自然的联系。
我早期的绘画作品通常非常写实,场景容易辨认。然而,多年来,我的创作能量更多地体现在更抽象和表现主义的作品中,限制更少。我进行即兴绘画,没有任何草图。我几乎持续处于纯粹的创作模式中。
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我在数学方面的经历则截然不同。小时候,我对数学从不感兴趣。它对我来说并不容易——这种情况直到我大学一年级才开始改变。虽然我最终发现数学很有趣,但它对我来说永远不如艺术那么自然。与绘画不同,数学有严格的规则。当我继续在纽约大学柯朗数学科学研究所攻读数学博士学位时,我的专业领域变成了理论天体力学——物体如何在空间中运动。

布洛克岛,布面丙烯,40 x 30 英寸。来源:爱德华·贝尔布鲁诺
与抽象表现主义绘画相比,我在做数学或科学时体验到的创造力相对较少。是的,我需要灵感才能有所发现,但灵感只是一瞬间的闪现。在顿悟时刻之后,我的大部分时间都花在努力实现它上,遵守数学和科学定律的严格约束。
例如,几十年前在 NASA 喷气推进实验室工作时,我突然意识到如何找到一种全新的登月路线,该路线使用的燃料仅为标准路线的一小部分。我花了数年时间在计算机上验证这一点。这项技术的有效性最终在 1991 年日本月球探测器 飞天号 的救援中得到证明,该探测器被发射到错误的轨道。
然而,当我进行抽象表现主义绘画时,创造性能量始终存在。没有单一的顿悟时刻;我在整个作品期间都处于顿悟模式。这既令人兴奋又令人疲惫。我还认为绘画过程比解决数学问题要复杂得多,不仅因为没有必须满足的规律,而且因为绘画具有色彩和纹理的维度,这些维度是主观的。而且最终目标没有明确定义,就像解决数学或科学问题一样。创作过程决定了绘画何时完成,并且没有“正确”的结果。这并不是说没有指导原则。在绘画时,我尝试实现平衡感、和谐感以及与观看者的联系等等。
因此,从我的角度来看,绘画与解决数学问题非常不同。然而,两者有时会相互影响。众所周知,数学或科学可以激发艺术,艺术也可能激发数学或科学,从而产生通过常用方法无法获得的重要见解。例如,莱昂纳多·达·芬奇精美的绘画彻底改变了人们对人体解剖学的理解。我对燃料效率高的登月路线的想法来自我画的一幅地球-月球系统的画作(有关完整解释,请参阅我的著作 飞向月球)。
毋庸置疑,我花了多年时间才学会如何平衡我在艺术和数学方面的职业生涯。它们必须以完全不同的方式来对待。绘画时,我需要完全解放我的思想,并深入接触要表达的创造性能量。当我解决数学或科学问题时,我的思维需要受到更多约束。创作过程不能与数学原理或自然规律相冲突。我几乎必须是两个以两种截然不同的方式思考的人。
纪录片《绘画通往月球之路》中更多地介绍了这两种创造力,该片将于 2019 年 11 月 14 日在纽约市 Agora 画廊 上映,我和天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森之间的讨论可能会带来一些有趣的见解。我的一些艺术作品也将展出。您可以在此处获取门票。