科学与艺术通常是分开的，科学中的分支学科也是如此。但情况并不总是这样。今天，从科学启发的艺术，到作为解释或说明科学的工具的艺术，到艺术家探索的科学，再到促进科学理解的合作（这或许是最罕见的），彼此之间都有联系。
Toni Feder | 作者
张羿 | 译者
廖黛郦 | 审校
邓一雪 | 编辑
看过电影《异形奇花》（Little Shop of Horrors）之后，安德鲁·佩林（Andrew Pelling）和他的研究小组想知道他们是否能创造出一种有肌肉的植物。他们的灵感来自于这部1986年的电影中的一种吃人的怪物植物“奥黛丽二世”。他们尝试在一片叶子上生长肌肉组织，但失败了，但这一尝试引发了佩林团队在过去十年中蓬勃发展的一个研究方向：用植物和聚合物为基础的支架来生长哺乳动物组织。
佩林说，最近他们已经发现，一种源自芦笋的支架可以引导神经元的生长，用于治疗脊髓损伤。他们还一直在研究一种新的聚合物支架，该支架是由实验室中的一位纺织艺术家开发的。
从一开始，佩林在渥太华大学物理系的研究小组就包括了科学家和艺术家——雕塑家、画家、数字媒体艺术家等；目前，大约15名成员中有3名是艺术家。佩林说：“我认识的每一位艺术家都忙着质疑和研究这个世界，就像科学家一样。”佩林的目标是提出一些以前没有被问到过的问题。“对我来说，最好的方式就是让不同的人聚在一起，共享午餐，闲聊。这种互动既带来了博物馆藏品，也带来了科学进步。”
科学和艺术通常是分开的，科学中的分支学科也是如此。但情况并不总是这样，比如，列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）研究摩擦和其他主题，类似的还有与达·芬奇同时代的15世纪画家，同时为数学专著作者皮耶罗·德拉·弗朗西斯卡（Piero della Francesca）。
今天，从科学启发的艺术，到作为解释或说明科学的工具的艺术，到艺术家探索的科学，再到促进科学理解的合作（这或许是最罕见的），彼此之间都有联系。
1. 间接的灵感阿格尼斯·莫西（Ágnes Mócsy）是纽约布鲁克林的普拉特学院的物理学和天文学教授，该学院强调艺术、设计和建筑。对她来说，约瑟夫·斯特拉（Joseph Stella）的布鲁克林大桥画作引发了一场关于多普勒效应的讨论。
杰克逊·波洛克（Jackson Pollock）的画暗示了动量、能量和流体动力学。雕塑可以用来谈论质量和空间，以及广义相对论。对比东方和西方文化的艺术作品，可以阐释对空间和时间的不同感觉。“当你面对一幅画或一座雕塑时，没有正确或错误的答案，所以人们可以感觉更舒服地敞开心扉。”莫奇说，她以前在布鲁克海文国家实验室从事重离子理论工作，现在专注于物理教育，强调物理学和艺术的交叉。
她继续说，物理学常常使人疏远。“我对丰富我们讲述的物理故事很感兴趣。在我的工作中，艺术、科学和社会正义是相互联系的。”
和莫西一样，凯瑟琳·谢弗（Kathryn Schaffer）离开了研究密集型的职业，转而为艺术家们教授物理学。自2009年以来，她一直负责监督芝加哥艺术学院的科学项目。她在那里启动了一个科学家驻校计划，并经常邀请科学家来做讲座。
她说，尽管科学并不依赖于艺术，但科学“在艺术世界中是不可或缺的”——从工具和技术到艺术家处理的主题，无不如此。她说，尽管如此，艺术家与科学家的合作对科学家来说还是有难以衡量的价值的。例如，创造性的跨学科合作可以“重新将注意力集中在我们从事科学实践所需要的好奇、关心和独特的人类的本性上。”
2003年，比约恩·贾姆特维特（Bjørn Jamtveit）担任挪威奥斯陆一所关于地质过程物理学的新中心的主任，他请来了画家、摄影师和其他艺术家与该中心的科学家合作。一位作曲家与一位研究岩石变形应力的科学家合作，利用地质声音创作作品：其中的一个是一种走进式装置，用岩石破裂的声音环绕着参观者。贾姆特维特说，科学家应该是客观的，但他们经常看到他们正在寻找的东西或他们认识到的熟悉的东西。
贾姆特维特最初寻求合作是为了通过优秀的推广来增加未来获得资助的机会。他说：“由于我与艺术家的互动，我已经成为一个更好的观察者。”
2. 科学工具
加州拉霍亚斯克里普斯研究所的结构生物学家大卫·古德塞尔（David Goodsell）说，艺术在科学中扮演着两个主要角色。他说，“可视化工具帮助科学家看到他们的科学，艺术被用来传播科学。我一直在研究第三个方面，我用艺术来产生科学假设。我的艺术专注于成为科学的工具。”
古德塞尔描绘了冠状病毒的生命周期、流感疫苗、脂滴和其他主题。他将现有的知识与有根据的猜测结合起来，旨在扩展科学家的直觉和理解。
这些画包含了许多近似和决策。例如，SARS-CoV-2刺突蛋白在引导病毒与细胞融合的过程中发生了复杂的构象变化。他说：“结构快照可用于起始和最终状态，但我使用艺术来推测中间状态。我必须在各种假设中进行挑选。我与专家合作做这些图片。要让他们在没有限定的情况下明确表态，往往是很困难的。”然而他说，这些画给科学家带来了自由，因为它们是“艺术的再现”。
3. 不同的问题
伊芙琳·多米尼奇（Evelina Domnitch）和德米特里·盖尔范德（Dmitry Gelfand）是一对住在荷兰的艺术家夫妇，他们创作的表演和装置作品深深植根于科学。盖尔范德说：“我们对刺激未知感知、物理和哲学领域的艺术感兴趣。”20多年前，当他们开始合作时，他说：“我们选择了研究气体、流体和波动现象。这在艺术领域是一种非正统的约束，它的灵感来自量子理论。”
这对组合的探索包括声致发光、声悬浮、黑洞和离子阱。多米尼奇和盖尔范德学习相关科学。“我们面对这些奇异的物理现象的原因之一是为了认清现实的本质。”多姆尼奇说。
康奈尔大学（Cornell University）诺贝尔化学奖获得者罗尔德·霍夫曼（Roald Hoffmann）表示，艺术和科学都重视简约和强度。“这一点在诗歌中是显而易见的，而在另一种情况下，方程式或解释在简明扼要的时候传达得最好。
”但他说，不同之处在于情感。“艺术家、诗人、音乐家、舞蹈家都善于用情感交流。但科学大体上排除了情感的影响。”他说，“这是绝对错误的。”他指出，科学讲座往往比论文更有趣，“这是因为他们（讲师）正在用情感描述符编织一个故事。”沟通情感是科学可以从艺术中学习到的东西。“我对建立一个知识社区感兴趣。我们需要在人文和科学之间架起桥梁。”