蒙娜麗莎微笑背后的科學(xué)

[美]沃爾特·艾薩克森

達(dá)·芬奇，一位藝術(shù)天才，更是被譽(yù)為人類歷史上絕無(wú)僅有的全才，公認(rèn)他的才華在繪畫方面發(fā)揮得淋漓盡致，世界第一名畫《蒙娜麗莎》就是證明。

那達(dá)·芬奇眼中的自己呢？其實(shí)，他始終認(rèn)為自己在工程科學(xué)方面的造詣絲毫不遜色于自己的繪畫。因?yàn)檫_(dá)·芬奇一輩子都在追求力學(xué)、音樂(lè)、光學(xué)、鳥類學(xué)、心臟醫(yī)學(xué)、飛行器、地質(zhì)學(xué)、戰(zhàn)爭(zhēng)武器的創(chuàng)新性研究。

孜孜不倦的探索精神和希望了解世間一切秘密的冒險(xiǎn)激情，讓他毫無(wú)意外地站在了科學(xué)和藝術(shù)的交匯點(diǎn)上。科學(xué)也的確成就了達(dá)·芬奇的藝術(shù)，他研究人類的頭骨，畫出骨骼和牙齒的結(jié)構(gòu)，并在《圣杰羅姆在荒野》中把因痛苦而產(chǎn)生的骨骼變形畫了出來(lái)。他探索光學(xué)原理，用數(shù)學(xué)表達(dá)光線如何進(jìn)入人的眼睛，并在《最后的晚餐》中將一面墻創(chuàng)造出了空間透視的逼真幻覺。

達(dá)·芬奇一直試圖把藝術(shù)、科學(xué)、光和幻覺結(jié)合在一起，這樣的想法終于在1506年動(dòng)筆的《蒙娜麗莎》身上完成。這位典雅端莊的麗莎，讓達(dá)·芬奇耗盡一生的心思，直到16年后死去才算終結(jié)。

解剖人臉，分析嘴唇運(yùn)動(dòng)的肌肉，并把這些解剖學(xué)知識(shí)和視網(wǎng)膜處理感知的科學(xué)結(jié)合，只是為了那一點(diǎn)點(diǎn)迷人的微笑。但正是這微不足道的一點(diǎn)點(diǎn)微笑，讓達(dá)·芬奇完成了一幅引起人類共鳴的杰作。

迷之微笑的確魔力非凡，似乎真能對(duì)我們的目光做出反應(yīng)。我們微笑，她回以微笑。我們疑惑，她收起嘴角，表情閃爍。我們移開目光，她的微笑卻留在腦中徘徊。世上只有這幅《蒙娜麗莎》，會(huì)讓你我動(dòng)情。達(dá)·芬奇用情感的交互，讓觀者和蒙娜麗莎的情緒交織在了一起。

共鳴，并對(duì)一幅靜止的畫回應(yīng)自己的情緒，從這個(gè)角度看達(dá)·芬奇無(wú)疑是AR虛擬現(xiàn)實(shí)的先驅(qū)。

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，他是怎么做到的？這個(gè)問(wèn)題直到今天還在繼續(xù)被提問(wèn)。

最早，米開朗基羅的學(xué)生瓦薩里在自己的著作里記錄了達(dá)·芬奇的做法：畫畫的過(guò)程中，達(dá)·芬奇會(huì)雇樂(lè)手來(lái)彈琴歌唱，請(qǐng)小丑演員做滑稽的表演。這樣做是為了幫助麗莎克服因長(zhǎng)時(shí)間固定姿勢(shì)而出現(xiàn)的僵化表情和憂郁情緒，逗她開心就好啦！

瓦薩里說(shuō)，正是這些努力造就了“讓人愉悅，如女神般迷人的微笑”。最后他還總結(jié)了一句：這非凡人所能，只有來(lái)自上帝的超人類技法才能達(dá)到。

瓦薩里的解釋流傳已久，讓人深信不疑。因?yàn)槿祟悆A向于將無(wú)法解釋的自然現(xiàn)象，歸結(jié)于巫術(shù)或神的詰難或賜福。瓦薩里的總結(jié)同樣如此，這種說(shuō)法早就被用濫了。

并且他極大地誤導(dǎo)了后世的藝術(shù)家和觀眾，讓真正的答案隱藏了起來(lái)。蒙娜麗莎的微笑和“超人類”沒有半毛錢關(guān)系，相反，是達(dá)·芬奇在研究應(yīng)用科學(xué)和藝術(shù)技法多年的基礎(chǔ)上，對(duì)繪畫艱苦探索的結(jié)果。

一幅具有最深刻創(chuàng)造力的蒙娜麗莎，不能用一句“超人類”就糊弄過(guò)去。只有反復(fù)解剖后獲得肌肉表情的工作原理，加上無(wú)數(shù)次試錯(cuò)之后的技法積累，才可能創(chuàng)作出蘊(yùn)含時(shí)間與光線感覺的精湛畫作。

這一切的開始，可以回溯到為畫像挑選合適的木板開始。

從白楊樹的樹心切下薄薄的一片，定型后涂一層鉛白底色。白色涂底會(huì)讓光線的反射更柔和，如同半透明的瓷器釉層一樣，會(huì)增強(qiáng)每一筆顏色的深度、亮度和重量感。

光線會(huì)穿透顏料層，到達(dá)鉛白底漆后再折射回來(lái)，攝入眼睛。這些光線往復(fù)并相互作用，雖然微弱，但為畫面帶來(lái)了難以琢磨的微妙變化。

正是這些微妙變化讓麗莎栩栩如生，加上臉頰和嘴角的輪廓用柔和的色彩、細(xì)小的畫筆過(guò)渡而成，細(xì)密光滑得就像瓷器的多層施釉一樣，形成的立體的厚度會(huì)讓光線產(chǎn)生折射，嘴角自然隨著觀看者的視角變化而變化。

雖然當(dāng)時(shí)油畫還未誕生，但這幅畫的技法極其接近現(xiàn)代油畫。畫面上的筆觸中顏料比例很小，使用大量的油來(lái)調(diào)和，用非常細(xì)小的畫筆慢慢地、一筆一筆、幾個(gè)月甚至幾年地去描畫，在薄薄的一層上再涂一層，再涂一層。筆法非常輕，層次分明。這種不厭其煩的多層畫法和稀薄的顏料涂層，創(chuàng)造出了獨(dú)特的深度三維，在陰影中體現(xiàn)出細(xì)微的漸變，輪廓轉(zhuǎn)折的方式更像模糊但確定的中國(guó)畫暈染。

今天，我們拍下一張人像照片，會(huì)看到人臉輪廓處會(huì)形成很細(xì)的陰影，特別是笑容的周圍。達(dá)·芬奇的解決方案是為這種效果單獨(dú)創(chuàng)造一種陰影皮膚的顏色。他是第一個(gè)使用鐵錳混合物燒制出棕色顏料的畫家。

世界科學(xué)頂級(jí)雜志《Nature》發(fā)表了一篇X射線熒光光譜研究的文章，文中對(duì)達(dá)·芬奇的畫法做了科學(xué)解釋：“蒙娜麗莎的臉頰粉色底層上有一層棕色釉，厚度最薄處2-5微米，最深陰影處30微米，全部非常平滑均勻。”并且，這些筆觸被設(shè)計(jì)成不規(guī)則涂抹，讓皮膚的紋理看起來(lái)更加逼真。

每一年，達(dá)·芬奇都會(huì)專門畫一段時(shí)間《蒙娜麗莎》。很多個(gè)夜晚他是在弗洛倫薩畫室旁邊的圣瑪麗亞諾娃醫(yī)院太平間里過(guò)夜，剝下尸體的皮，觀察皮下肌肉和神經(jīng)。目的是鉆研人臉上到底如何形成的微笑，分析每條肌肉的動(dòng)作范圍，以確定控制面部肌肉的神經(jīng)起源。

研究過(guò)程讓達(dá)·芬奇對(duì)人類大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)作產(chǎn)生了濃厚興趣，開始好奇人如何將感情轉(zhuǎn)化為身體的變化？在草圖集中，他畫下了被鋸成兩半的脊髓，清晰描繪了從大腦向下延伸到脊髓的所有神經(jīng)。

旁邊標(biāo)注：“脊髓是神經(jīng)的來(lái)源，它能讓四肢隨意活動(dòng)?！?/p>

如果單純研究微笑的話，控制嘴唇的肌肉和神經(jīng)要比其他的地方更重要。因?yàn)槿祟惖淖齑郊∪獗热魏蝿?dòng)物都豐富，唇肌小而豐富，且附著在皮膚深處。這讓解剖變得異常困難，但達(dá)·芬奇做到了：“你會(huì)發(fā)現(xiàn)，嘴唇的每一種姿態(tài)都有對(duì)應(yīng)的肌肉，并且周圍更多的肌肉一直在輔助工作。”

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)尚未啟蒙的時(shí)代，達(dá)·芬奇是怎么做到如此高難度的人體研究的？其實(shí)很簡(jiǎn)單，耗費(fèi)大量時(shí)間反復(fù)解剖，反復(fù)試驗(yàn)，反復(fù)求證。他會(huì)在自己身上和尸體上反復(fù)測(cè)試臉頰的每一塊肌肉如何改變嘴唇的形態(tài)，然后記錄下來(lái)，并準(zhǔn)確地描繪。

僅此而已。

記錄的過(guò)程相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)，在一張非常復(fù)雜的解剖圖中，他把兩張部分被解剖的臉按側(cè)面畫在一起。兩張臉展現(xiàn)了面部肌肉控制著嘴唇和其他表情元素。

左邊的圖片中達(dá)·芬奇為了露出頰肌，切除了部分下頜骨。當(dāng)微笑開始形成時(shí)，頰部肌肉會(huì)拉回嘴的角度，臉頰會(huì)變平。在這里，我們可以看到，通過(guò)高超的手術(shù)刀切割，然后是筆畫，揭示了將情緒傳遞到面部表情的實(shí)際機(jī)制。他在一幅臉部素描旁邊寫道：“表現(xiàn)皮膚、肉體和面部肌肉所有運(yùn)動(dòng)的原因，看看這些肌肉是否能從來(lái)自大腦的神經(jīng)那里獲得運(yùn)動(dòng)?！?/p>

其中一塊肌肉被標(biāo)記了“H”標(biāo)簽，稱之為“憤怒的肌肉”。另一個(gè)標(biāo)記為“P”，被指定為悲傷或疼痛的肌肉。達(dá)·芬奇說(shuō)明了這些肌肉不僅可以移動(dòng)嘴唇，還可以使眉毛向下一起移動(dòng)，從而產(chǎn)生皺紋。

比較解剖學(xué)也是達(dá)·芬奇科學(xué)研究工作中經(jīng)常使用的方式。這對(duì)他的繪畫起到了很大的作用，比如在一幅戰(zhàn)爭(zhēng)畫準(zhǔn)備稿中，他把人類的憤怒表情和馬臉的憤怒對(duì)比：“首先要對(duì)肌肉發(fā)達(dá)的馬做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。注意控制馬鼻孔的肌肉是否和人的一樣?！?/p>

達(dá)·芬奇是迄今為止歷史上唯一一個(gè)為了研究控制人嘴唇運(yùn)動(dòng)的肌肉和控制馬鼻孔運(yùn)動(dòng)的肌肉是否一樣，去親手解剖馬臉和人臉的藝術(shù)家。這才是他獲得“超人類能力”的根本原因——科學(xué)的探索精神。

在比較解剖學(xué)的探索中，達(dá)·芬奇更深入地研究人類在微笑、鬼臉、悲傷時(shí)候的生理機(jī)制，更專注于各類神經(jīng)向肌肉發(fā)送信號(hào)時(shí)的作用。他還提出了一個(gè)對(duì)藝術(shù)至關(guān)重要的問(wèn)題：這些動(dòng)作哪些起源于顱神經(jīng)？哪些來(lái)自脊髓神經(jīng)？

科學(xué)筆記的記錄與解剖圖相互對(duì)應(yīng)，讓我們更容易了解到當(dāng)時(shí)的工作深度。比如對(duì)憤怒表情他寫道：“把鼻孔張起來(lái)，一側(cè)會(huì)引起皺紋，嘴唇拱開露出上牙，牙齒分開，尖叫哀鳴。”

同時(shí)，他開始探索其他表情的產(chǎn)生機(jī)制，在另一頁(yè)上，畫下了緊閉的嘴唇：“嘴巴縮到最短的長(zhǎng)度等于它伸展到最長(zhǎng)的一半，等于鼻孔的最大寬度，也等于內(nèi)眼角之間的距離?！?/p>

有著敏銳觀察力的達(dá)·芬奇還發(fā)現(xiàn)了從未有人注意到，但大部分人都可以自己證明的動(dòng)作：人通過(guò)收縮下唇肌肉來(lái)折疊嘴唇，上下唇可以同時(shí)折疊，但不能單獨(dú)折疊上唇。

也就是說(shuō)，“縮短嘴唇的肌肉和形成下唇的肌肉相同”。這是非常微小的發(fā)現(xiàn)，但對(duì)蒙娜麗莎的微笑來(lái)講非常重要。

以上的努力，讓達(dá)·芬奇從科學(xué)維度將微笑分解：不同的肌肉決定著嘴唇的動(dòng)作，包括讓嘴唇到達(dá)某一個(gè)點(diǎn)，讓嘴唇伸展，或向后彎曲，甚至讓嘴唇伸直或橫向扭曲，最后恢復(fù)到初始位置的肌肉都一一得到詳盡分析?；诖耍_(dá)·芬奇借此完成了人類歷史上第一張“微笑解剖圖”。

微笑解剖圖的正面圖是一張縮回嘴唇的輪廓圖，皮膚還在，有一排嘴唇，皮膚層已脫落。在圖二中那張怪誕的鬼臉上方漂浮著一幅用黑色粉筆畫出的簡(jiǎn)單嘴唇的草圖，以一種藝術(shù)而非解剖學(xué)的方式呈現(xiàn)出來(lái)。她的雙唇從書頁(yè)中直接向我們窺望，帶著一絲神秘的微笑——忽隱忽現(xiàn)，令人難忘，充滿誘惑。盡管嘴角的細(xì)紋幾乎察覺不到地往下，但給人的印象是嘴唇在微笑。

這些解剖圖，也正是形成蒙娜麗莎神秘微笑的源頭。

Margaret Livingstone是哈佛醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家，他也對(duì)《蒙娜麗莎》產(chǎn)生了興趣并持續(xù)研究。他曾做過(guò)以下描述：“一個(gè)清晰的微笑，在低空間頻率（模糊的）圖像中比在高空間頻率圖像中更加明顯。因此，如果你在欣賞蒙娜麗莎的時(shí)候目光落在她的手上，那你對(duì)她嘴唇部位的感覺就會(huì)被低空間頻率所主導(dǎo)，感覺就會(huì)比直接盯著嘴唇看更加愉悅?！?/p>

這是達(dá)·芬奇的另一貢獻(xiàn)，對(duì)光學(xué)的研究結(jié)果。他意識(shí)到光線并不是到達(dá)眼睛的一個(gè)點(diǎn)來(lái)，而是到達(dá)整個(gè)視網(wǎng)膜區(qū)域。

視網(wǎng)膜的中央?yún)^(qū)域，也就是我們所知的中央凹，有密集的視錐細(xì)胞，最擅長(zhǎng)觀察小細(xì)節(jié)；相反，周圍區(qū)域最擅長(zhǎng)捕捉黑色和白色的陰影。

當(dāng)我們直視一個(gè)物體時(shí)，它看起來(lái)更銳利。當(dāng)我們從側(cè)面觀察它，或用眼角余光瞥見它的時(shí)候，它會(huì)變得有點(diǎn)模糊，好像離我們很遠(yuǎn)。

利用這些視覺和光學(xué)的知識(shí)，達(dá)·芬奇為蒙娜麗莎創(chuàng)造了互動(dòng)性。如果觀眾專注于她的嘴唇，微笑就會(huì)變得捉摸不定，因?yàn)樽旖堑募?xì)紋處細(xì)節(jié)會(huì)被觀察到，它微微下墜，就像前面的微笑解剖圖一樣，似笑非笑。

但觀眾把目光稍稍移開，去關(guān)注她的眼睛、臉頰的時(shí)候，焦點(diǎn)脫離了嘴唇，就會(huì)變得模糊，嘴角細(xì)節(jié)變得不清晰，但仍然可以看到她唇邊的陰影。這些陰影和嘴角柔和的暈染，使她的雙唇似乎上翹成一個(gè)隱隱的微笑。

如果目光已經(jīng)移到了她的手上或背景上，更加遠(yuǎn)離嘴唇，她就好像在非常快樂(lè)地微笑。這就是光學(xué)的奇妙結(jié)果：你越不去看她微笑的嘴唇，她的笑容就越燦爛。

世界上最著名的微笑，捉摸不定的微笑，其中蘊(yùn)含著達(dá)·芬奇對(duì)人性的最終認(rèn)識(shí)。他擅長(zhǎng)用繪畫描繪內(nèi)在情感的外在表達(dá)，但在《蒙娜麗莎》中，他描繪了更重要的東西：我們永遠(yuǎn)無(wú)法完全了解他人的真實(shí)情感。他們總是有一種模糊的感覺，帶著神秘的面紗。

達(dá)·芬奇曾寫下一篇論文，專門論述“為什么繪畫是所有藝術(shù)形式中最崇高的，比詩(shī)歌、雕塑甚至文學(xué)更有價(jià)值”。

文中的一個(gè)文論是說(shuō)畫家不僅僅在簡(jiǎn)單地描繪現(xiàn)實(shí)，畫家更通過(guò)觀察和想象擴(kuò)大了現(xiàn)實(shí)。畫家們運(yùn)用各種技巧和想象力，通過(guò)組合大量的視覺形象來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，比如只存在于文字中的龍、頭頂有角的怪物、長(zhǎng)著翅膀的天使，以及比現(xiàn)實(shí)更神奇的風(fēng)景。

“繪畫，不僅包含了自然的存在，也包含了大自然從未創(chuàng)造過(guò)的無(wú)限事物?！?/p>

達(dá)·芬奇因?yàn)閷?duì)科學(xué)的探究，相信知識(shí)建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。

達(dá)·芬奇因?yàn)閷?duì)繪畫的熱愛，更沉迷于對(duì)幻想的執(zhí)著和期待。

他欣賞那些眼睛能看到的奇跡，也欣賞那些只有想象力才能看到的奇跡。他的思維可以神奇地甚至是狂熱地在現(xiàn)實(shí)與幻想的模糊界限上起舞。

蒙娜麗莎似乎奇跡般地活著，意識(shí)到我們和她自己。

蒙娜麗莎更是讓科學(xué)、魔法和藝術(shù)的邊界變得模糊，讓16世紀(jì)的架上繪畫和21世紀(jì)的AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間的界限變得模糊。

達(dá)·芬奇在生命的最后16年間，努力創(chuàng)作，讓她不再僅僅是一幅肖像畫。她變成了達(dá)·芬奇思考人類情感，思考人類如何與世界連接的智慧結(jié)晶。如同他筆下的維特魯威人，在方圓之間揭示了人與自然之間的尺度奧秘。坐在陽(yáng)臺(tái)上的蒙娜麗莎，是達(dá)·芬奇對(duì)“人類有何意義”這一問(wèn)題的深刻思考。

第二次世界大戰(zhàn)期間，英國(guó)人需要以加密電波聯(lián)系他們?cè)诜▏?guó)保衛(wèi)戰(zhàn)中的盟友時(shí)，曾使用了一個(gè)暗號(hào)：La Joconde garde un sourire——蒙娜麗莎一直在微笑。足以證明，盡管她的微笑捉摸不定，但她的微笑蘊(yùn)含著時(shí)代永恒的智慧。

《蒙娜麗莎》能稱為世界第一名畫，除了炒作和偶發(fā)的傳奇事件之外，更重要的是因?yàn)槲覀兡芨惺艿脚c她的情感互動(dòng)。迷人的蒙娜麗莎獨(dú)自一人坐在陽(yáng)臺(tái)上微笑著，這簡(jiǎn)單的場(chǎng)景被科學(xué)和神奇的幻想不停地放大，最終她引起了全人類一系列復(fù)雜的心理反應(yīng)。最不可思議的是，蒙娜麗莎似乎意識(shí)到了我們對(duì)她的種種猜測(cè)，在不停地表現(xiàn)出回應(yīng)。

一直以來(lái)，相當(dāng)多的學(xué)者和批評(píng)家在不停地苛責(zé)達(dá)·芬奇，認(rèn)為他浪費(fèi)了太多的時(shí)間專注在光學(xué)、解剖學(xué)、工程技術(shù)和宇宙模型研究上，不然一定會(huì)留下更多的繪畫傳世之作。

蒙娜麗莎用一個(gè)微笑，回答了他們。

（摘自《大西洋月刊》）