列奥纳多·达·芬奇的《最后的晚餐》不仅是世界上最重要的艺术作品之一,也是物理定律作用的经典范例。
达·芬奇于 1498 年完成了这幅 15 乘 28 英尺的杰作,但他实验性的油画颜料与米兰圣玛利亚感恩教堂潮湿的墙壁粘合不佳,这幅壁画很快就开始分崩离析。大约 50 年后,达·芬奇的传记作者乔尔吉奥·瓦萨里评论说,“除了模糊的污点,什么也看不见。” 在过去半个世纪的广泛修补工作中,大部分剥落和碎裂得到了修复,但这幅画原本的奇妙和光泽再也无法完全恢复。
《物理之美》一书的作者将《最后的晚餐》作为熵的一个案例研究——熵是热力学系统中混乱倾向的度量。这本书以百科全书的形式组织,为加速度、重力、相对论和时空等概念提供了诱人的介绍。每个科学概念都得到了简洁的解释,并配有一件艺术品、一首诗或文学选段以及一张新创作的拼贴画。
作家希拉里·泰勒·哈曼 (Hilary Thayer Hamann) 追溯了《物理之美》一书的起源,当时她参观纽约市的一家艺术画廊,偶然看到艺术家约翰·莫尔斯 (John Morse) 的一幅罗马斗兽场残垣断壁的拼贴画。随后,她将这幅拼贴画挂在书桌上,在沉思这座建筑的衰败时,她开始阅读有关熵的书籍,并“踏上了一场学习的冒险”,这让她接触到了物理学家李·斯莫林 (Lee Smolin) 和詹娜·莱文 (Janna Levin) 等人的思想。这也启发她创作了一本书,利用艺术来激发人们对科学的兴趣,并鼓励那些对科学感到兴奋的读者去参观艺术博物馆。她邀请物理学家埃米利亚诺·塞富萨蒂 (Emiliano Sefusatti) 撰写关于物理学关键主题的单页描述,并邀请莫尔斯用拼贴画来阐释每一个想法。
结果是艺术、文学和基础科学的融合,它将莎士比亚《哈姆雷特》中的不确定性与量子力学中的不确定性交织在一起,在亨利·马蒂斯 (Henri Matisse) 于 1952 年创作的一幅精美的蓝白拼贴画《维纳斯》中发现了反物质的概念,用图卢兹-劳特累克 (Toulouse-Lautrec) 1899 年描绘扭动舞者的石版画解释了扭矩,并将《贝奥武夫》与宇宙大爆炸融为一体。这本书还提出了发人深省的问题:寻找光明如何成为寻找真理的隐喻?人类施加了哪些力量来控制自然之力?通过跨越传统界限,《物理之美》揭示了科学不仅是机械的或功利的,而且也是灿烂的、多彩的和优雅的。
扭矩 亨利·德·图卢兹-劳特累克 (Henri de Toulouse-Lautrec) 在他 1899 年描绘蛇形舞者简·艾弗里尔 (Jane Avril) 的石版画中,描绘了扭矩原理,即使物体围绕轴旋转的力。靠近轴的大力或远离轴的小力可以产生相同大小的扭矩;因此,艾弗里尔不得不施加一个大的力才能使自己的身体围绕其轴旋转。图卢兹-劳特累克是描绘巴黎红磨坊艺人舞动的个中好手,轻松捕捉到裙摆的飞扬或帽檐的起伏。
混沌 保罗·乌切洛 (Paolo Uccello) 于 1455 年完成的《圣罗马诺战役》生动地描绘了一种机会占主导地位的状态。尽管一场激烈的战斗可能以一个简单的计划开始,但其结果是无法预见的。同样,在科学中,混沌描述了一个行为不可预测且最终状态对初始条件极其敏感的物理系统。
粒子 所有物质和能量都由粒子构成:电子、质子和中子。光子也是粒子,尽管质量为零。在《1884 年的夏日格兰德贾特岛》中,乔治·修拉 (Georges Seurat) 精湛地将光影编织成一个细致的微小颜料颗粒图案,从远处看(插图),这似乎是资产阶级悠闲度假的一幅宁静的全景图。














