清央美术教育推荐 | 科学地思考 |实验艺术学院院长邱志杰

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01

艺术界对科学思维有三种误解

首先，传统见解以为：艺术家用一套想象力驱动的形象思维、发散思维在工作，和科学思维毫无关系。试问，如果艺术家不先以科学思维正确认识世界，他那天马行空的世界阐释和生活方式建议是建立在对世界的错误认知基础上的，那么他越有想象力岂不是对世界祸害越大？又或者他对世界的认识还不至于是错误认知，但只是通俗的常识，那么他的想象力又能走多远呢？

又有一种偏见以为，科学思维是近代西方发展起来的，我们中国的艺术传统尊崇的是直觉式的感悟。这贬低了中国自古以来的理性能力和科技成就，其实是一种认为中国人缺乏科学基因的种族歧视言论。这是不懂中国，也不懂何为直觉感悟的结果。直觉思维和科学思维并不矛盾，对直觉的研究正在心理学、脑科学和人工智能领域展开，恰恰是科学方法，能让我们找到有效的工具来提升和训练我们的直觉能力，而不是将其归诸于天才论和运气论。

对科学思维的第三种偏见是认为科学是尽量追求明晰的，因此科学结论总是坚硬的----这是基于对科学的不了解。科学研究既有基于实验数据的坚硬的结论，也常有基于统计概率的知识，与其说科学是强硬的，不如说它是一种审慎和克制的思维态度，是有一分证据说一份话的谨慎和大胆的猜想的有机结合，而这正和艺术探索者的谦卑毫无二致。

科学思维是今天的艺术家，尤其是实验艺术家必须具备的思想训练。批判性思维和科学思维密切相关，而科学思维的核心是两条，一是实证，也就是根据观察和证据来思考。二是符合逻辑。在符合逻辑这一要求之下，除了自洽之外，延伸出其他的派生原则，如与其他既有解释相容、最大解释力原则等。体现实证的是实验方法，体现逻辑的则是数学方法。对于艺术家来说，这两种方法也同样是适用的，实验方法帮助艺术家遭遇新事实，数学方法帮助艺术家抓出新事实之间内在的逻辑关系。

02

科学思维是证据思维

科学思维的最基础的原则就是尊重事实，任何一个论点要成立，必须讲证据、摆事实、看数据。也就是“事实需要信源、观点需要论据”。这样一种“证据为王”的原则，有一分证据说一分话。

尊重事实，必然重视观察。观点的提出基于事实的发现，而事实的发现基于观察的发现。所以第一步一定是冷静全面地观察----观察事实，整理经验。在观察中我们遭遇了大量事实，看到一些难于解释的现象，看到一些事实之间的相关性，渴望解释其关系，渴望解释事实形成的原因，渴望理解事实之间的因果关系，这时候我们才开始提出假说。

从事实出发提出的假说要高出事实，要解释事实，为事实的变化解释动因，为事实的结构解释合理性，为系统性的事实解释输入输出的动态。

这样，从大量一般性的事实中提炼出一种假说（规律），是运用了归纳思维。完全归纳法就是统计，或者叫总结。我们在日常交谈和论辩中经常使用的“举例说明”其实是简单枚举法，是不完全统计，因此很容易被随便一个反例所证伪。而将假说用于推论其他适用的具体个体的性状规律，则为演绎思维。归纳基于统计，但要形成假说，依然需要逻辑建构。演绎则需要实验来证实或证伪。最严格的实验，要求大样本、双盲、随机对照实验，去除安慰剂效应，这是检验假说的有效性的标准。

做实验其实可以被视为是一种形成证据、制造证据的工作。我们只能发现自然规律，不能改变自然规律，不能制造自然规律。但是可以通过实验制造证据，让隐藏的自然规律得到呈现。

当然，实验不是科学研究唯一的方法，也可以用调查和统计来获得证据，但凡寻找证据，无不遵循了“大胆假设，小心求证”的原则。休谟说：非同寻常的主张需要非同寻常的证据，

和科学家一样，艺术家的工作同样是建立在对大自然和社会生活的观察之上的。只要观察，就同样必须尊重证据，并且在足够数量的观察的基础上才能提出规律性的认识。而这些规律性的认识，成为描绘自然或社会现象，制造图像和事实去介入社会生活的基础。从观察自然现象与社会现象的“眼中之竹”，到成为艺术家精神世界的“胸中之竹”，是一个不断的思维加工过程，这个过程正可以类比为科学家基于大量观察提出假说的过程。到了“胸中之竹”落实成为艺术形式的“手中之竹”，艺术家需要去尝试不同的技法和材料，进一步完成对“胸中之竹”的建构，这个过程正犹如科学家的实验过程。而这“手中之竹”发生在观众身上的效应，正是实验输出的数据，用来证实或证伪艺术家的假设。

证据思维应该贯穿在艺术家工作流程的始终。通过观察生活活的证据，通过做实验，研究材料和工艺活的证据，通过调查观众体验，测试反应获得证据。用证据支持自己的猜想，信念才不是迷信，特立独行才才有真正的根基与价值。

03

科学思维是量化思维

科学思维的第二个重要特点是量化思维。首先是对研究对象进行量化，科学研究的对象是可以被量化的，或者说科学家观察的主要方式是测量，没有测量就没有科学研究。需要量化的内容包括：定量，定距，定类，定比，定序，等等。

在对研究对象进行了量化之后，所谓的提出假说的过程，或者说提出关于规定的描述，其实就是描述两个变量之间的关系，提出一个暂时性的、操作性的条件句：“如果A、那么B”。当它升级为因果关系，这个条件句就变成：“因为A，所以B”。更精确量化的情形则是：当A达到X值的时候，则B发生Y变化。

今天的艺术界的人通常不太关心量化，总觉得涉及感性的东西是模糊的，可以用“差不多”、“大概齐”、“偏暖”、“偏冷”这样的模糊描述。艺术界的甚至担心精确的量化会妨碍会导致思维的机械化，妨碍直觉和发散的思维活力。

从量化思维中还产生出一种统计思维，也就是用统计的眼光看现象，让我们不要被个例蒙蔽；也就是说，当你企图构建一种新解释的时候，你不能只挑对自己有力的数据作解释，而无视对己不利的数据，否则就还不如旧理论；我们必须周全地考虑所有数据。那些宣扬算命多准、祷告多有效的，其惯用伎俩就是挑出成功的巧合大肆渲染，而隐瞒了无数失败的例子。也就是说，他们经常用个别例证来论证，而不是考虑所有数据。

艺术界的人通常不否认所谓“凭感觉”其实是一种合宜的比例关系的判断。维特根斯坦在《文化与价值》中曾谈到，所谓搞艺术经常是这么说：把这个位置再高一点，不不，太高了，低一点低一点，对了！搞艺术其实是不断地在调教关系。艺术界的人通常也不否认好的艺术家总是一种优秀的“比例感”，或者换一个他们更容易接受的说法，叫做“分寸感”，或者叫“准头”或者到位的控制力。也就是说，作出艺术处理时，艺术家在不断地、动态地进行着微妙的调校与控制，这其实是一个高效的数据处理过程。

问题是，这种高效地、直觉地处理信息的能力是天生的还是可以经过训练而获得的？我们都知道“熟能生巧”的卖油翁和百步穿杨传奇，模范售货员一手抓下去就是刚好一斤糖果，好屠夫一刀切下去就刚好是一公斤肉，其实都是勤学苦练练出来的。我们画画的人能够把一段线段不从中间分段，从左到右分成均匀的七等分，这都是反复训练出一种准头的结果。在训练过程中，其实反复地援引数据，不断进行着极其高速的评估和测量。越是估摸着进行，越是在调用着对整体比例关系的敏感性。也就是，这种“凭感觉”，其实是以过去的训练次数为代价换来的对于测量过程的表面省略，其实测量是在高速进行着的。庖丁解牛的淋漓尽致，其实是因为他对牛的解剖学太熟悉了。分解到底层，其实他们是可靠数据的最忠实的运用者。

因此我在这里要提出的是：量化思维和艺术思维并不矛盾，相反，艺术直觉其实是一种经过反复训练而达到的高度成熟的量化思维的结果。这就好像一个战战兢兢的新司机需要不断地下车评估或依赖于雷达报警才能把汽车停进车位，而熟练的老司机会产生出一种车感，“凭感觉”地准确地完成动作。这种“凭感觉”的直觉能力，其实是对人的感性的反复磨练，对人而言是通过修炼而达成的能力（算力）的增强。

我们在“估摸”着落笔画画写书法的时候，其实也是在运用统计资料和测量数据。有时候我们没有明确判断依据的时候则试探着落笔，其实是在调用过去经验中的大量数据重建局面。

事实上，即使是数理逻辑或者机器思考，也早就发展出了基于概率估算和统计的方法，并被发展成今天机器学习的重要方法。人类的根据较少样本去得到结论的直觉学习方式，也正在被深入研究并融合进机器思考中。反过来，人类在正是在摆脱简化和模式化的、不准确的低级凭感觉思考，通过证据思维和数据思维进行自我训练，才发展出了高度发达的、动态而准确的高级的“凭感觉”的能力。艺术直觉应该是这种经过修炼而获得的高度准确的“凭感觉”，而不是对科学思维的简单拒绝。

04

科学思维是方法论思维

科学的目标是发现规律，而发现规律是为了解决问题。因此科学思维必定是为解决问题而形成的问题导向的方法论思维。基于自然的齐一率的前提，在相同的情况和条件下，能够反复精确重现的才是规律，科学的目的是发现这种规律的知识，她的目标是求知，她的精神是求真，她的语言是数学。在科学认知的基础，产生了应用技术。科学探索没有禁区而技术开发时而需要设置禁区，以便确保技术符合人类福祉。

在科学活动中，我们只能发现自然规律而不能发明规律。在艺术活动中，则我们既有发现规律的真理探求部分，也有发明规则的价值建构。艺术创造活动的目的是使用特定的艺术手法去影响和打动特定历史情景中的受众。而特定历史情景中的受众会怎样对艺术手法和艺术形象产生的反应，一方面基于人的感受模式的影响，有其心理学、神经科学和生理学的基础，另一面受到当时的社会文化格局的影响。它依然是基于我们对于大自然、社会和人类感受力模式的认知，是有规律可循的，艺术发展史本身包含了逐渐逐步发现这些规律的过程，而这一过程本身是和科学技术的历史紧密关联在一起的。我们对光学规律的认知，对色彩规律的认知，对颜料提取加工对化学规律的认知，对金属冶炼和铸造规律的认知，既是技术史事件，也同时是艺术史事件。艺术史和科技史被认为分割开来，只是最近几百年来的事情，事实上，在古希腊，科学和艺术一起是被视作一种人类技艺。

除了发现规律之外，艺术也发明种种规范和规则，形成特定时代的风格。这一部分工作看似随意，文化建构有着偶然性和主观性。事实上也受到特定文化的地理条件、生态环境、文明发展水平、政治经济形态的影响。特定的文化产生特定的艺术形态，依然呈现出规律性与偶然性结合的特点。源发于个人的主观创造，能够为社会所接受，成为一种文化建制，正是因为它文化了社会生活的需求。

正如科学是探索真理和解决困惑的，技术是解决具体问题，艺术同样是既要解决精神自由的问题，又要解决现实的社会需求问题的，因此，艺术家也需要方法论思维。正如科学和技术的知识是积累增长的，古代科学知识对现代人来说在令人尊敬的同时是简陋而不足的。我们对艺术规律的认知和艺术手法的丰富其实也是积累增长的。在艺术史中我们固然崇拜古典艺术高峰，那其实是对历史上迄那时为止的艺术技巧的尊崇，而并非我们的艺术技巧和手法无法与古人相比较。事实上，文艺复兴时代开创性的造型规律的发现，在今天已经是考前班的入门知识。艺术与科技同样都是发展的。

科学必须要有可被检验的预测和可被重复论证的结论。科学理论并不完全等同真理，每个时代的科学理论都有其适用范围，也不断被解释力更强的新理论所迭代。科学理论要能解决已知的问题，如果连这也办不到，这种理论就毫无存在的必要；也就是说，它不光要有解释，还要有预测，否则也没什么用处。新理论必须是对旧理论的修正，每一种新出现的理论必须同时满足两个条件：既要能够解释旧理论解释不了的现象，更要能够解释所有旧理论能够解释的现象。形成一个比旧理论更强大的解释力框架。相比之下，伪科学的一个常见特征是，对一个没有实现的期望或者预测，在没有打算检测这种解释的情况下，给出事后解释，或者以一种无法检验的方式给出解释。

在这个意义上，艺术史风格的迭代其实更接近于新旧科学理论的发展，而不是伪科学的话语花样。优秀的艺术家总是在方法论思维的驱动之下，善于总结经验，注重积累关于规律的知识，并能够将其提炼为方法，使之能够被其他艺术家所运用。艺术史上以循证方式工作，甚至以量化方式表述的艺术家也带有人在。只是在这部踏实可信的艺术史之上，不断地掺入了传奇和神话的要素，使艺术传承和发展的真相，迷失在神秘中。

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