光学的真相

光及其构成光的单个粒子-光子,从被发现至今,在研究领域已取得丰硕成果,融汇了艺术与科学的各种理念。而光子作为数据传输通道的想法也一直是科学与多媒体艺术讨论的核心问题。正是基于这一想法,在德国卡尔斯鲁厄建市300周年举办的“全球化”展会上,Freddy Paul Grunert 与 Fabrizio Tamburini 举办了题为“超越爱因斯坦的梦想:乘着光子飞翔”的展览(展览时间持续到2016年1月31日)。“全球化”展会在德国卡尔斯鲁厄艺术与媒体中心举行,包括大型系列展览和会议,持续时间超过300天。Freddy Paul Grunert 认为,光子的跨学科性质是研究的基础,通过不同方式,融合当代艺术与新媒体,并跨界到通信、科学、政治及环境保护等对新形式的探索中。《灯光与设计》意大利版有幸与这位艺术家会面,探讨光与艺术和科学的联系。

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光子的关联性

光作为艺术和科学共有的时空概念是光子所具备的关联性的绝佳表现,尤其在当今时代。“超越爱因斯坦的梦想:乘着光子飞翔”综合了天体物理学、当代艺术和新媒体之间的各种现象,Freddy Paul Grunert 建议以海什木¹的观点为其科学依据。海什木在人类哲学史上是重要的一篇,引入了光的微粒说和光束的粒子流概念,“其敏感特征不外乎能源”。Grunert 在博尔塞纳湖边接受编者采访时提道,甚至在海什木以前,光就成为古代文明的研究内容,包括伊特鲁里亚地区,“千百年来,博尔塞纳一直吸引着学者和艺术家,同时也是收藏家们聚会的场所,如 Franchetti,他总爱与艺术家们在一起,包括 Cy Twombly, Gino de Dominicis, Giulio Paolini, Joseph Kosuth, Willem de Kooning, Sandro Chia 以及 Fabio Mauri 等。”Grunert 告诉编者,其中一些艺术家的作品通过光的主题形成联系,而这种出人意料的关系,“在我4年前为 Francesco Lo Savio 与 Tano Festa 在 ZKM  举办的‘他者之湖’展会上,所选择的几个纪录片亦有所触及。目前我做的项目有一个便是关注的博尔塞纳湖本身,相关的创作者们,尽管关注点各不相同,他们采用不同的研究方式,从“不被认可”的自然界、能量本源及艺术与科学之间的内外关联着手,形成互助伙伴关系。”

天体物理学家与艺术家

Grunert 提到,人们对待跨学科知识研究的态度,“集中体现了由天体物理学家 Fabrizio Tamburini 始创的光学说。Tamburini 继续意大利物理学家 Ettore Majorana 的研究,于1932年发表了“具有任意内在角动量粒子的相对论”阐述其学说,并于1937年在“正负电子的对称理论”中进一步深化。Fabrizio Tamburini 和他的团队在对电磁场的量化研究中发现了光的新特性,这在实际应用中具有广阔前景。Fabrizio Tamburini 告诉 TGR 的 Leonardo,“电磁场以及光的这些性质,使光不仅具有振荡(即波长)的特性,同时还围绕自身形成螺旋:每个频率均可具有数量庞大的光漩涡。”

光涡旋:当前威尼斯和卡尔斯鲁厄的实验对象

您如何与天体物理学家 Fabrizio Tamburini 开始合作的?

是光的‘传导性’将我的研究与 Fabrizio Tamburini 的研究结合起来。我的这项工程在2003年威尼斯双年展中首次付诸实施(“波中波”)。该工程采用当代艺术语言,以异于无线电波的方式,创新了对光的研究途径。该项目重点研究无线电的电磁频带中的结构光,如何通过轨道角动量(OAM)进行传导,以及由此形成的某些光束或单光子围绕传导轴线旋转的状态属性。该研究主要集中在光的量子特性以及光子学和量子信息科学在实际中的应用可能。实验以椭圆偏振为基础,即电磁波除了已知三种偏振:圆形、垂直和水平偏振以外,还以“漩涡”形式进行传播的方式。不同于已知的偏振方式,椭圆偏振可分离旋涡的数目即便无法达到理论上的无穷大,也是非常高的。该工程首次将这一原则正式公开地应用到无线电传输中:无线电波由 Compagnia della Vela(圣乔治)的发射塔生成发射到公爵宫长廊,在长廊形成光学影像和声音。目前这一技术已在光纤传输中得到应用。

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此研究将应用于哪些方面?

该研究表明,单个的光子也可以具有漩涡,光的这种属性,使大量的信息可以被编码在单个颗粒上。这让我们能够看到更细微和更广大的事物,也就增加了光学显微镜和望远镜的分辨率。在天文学上的应用数不胜数,如拍摄行星、测量黑洞的旋转、观察气候变化等。除了天文学方面的应用,在医药、生物和电信等领域的影响会非常显著,如,移动电话可以接受更高的频率;放射科采用漩涡式磁场会在临床研究中降低对病人的辐射,并获得更精细的图像;在通信领域,能提高信息传输的效率,一个频率就能代替数百个频道,可以减少磁场的过度拥挤。

该研究得出的结论能否通过更直观的形式展现?

如卡尔斯鲁厄的‘全球化’展会类似大型事件,其目的是为当今世界的全球化和数字化问题提供新思路,以形成相关学说。‘超越爱因斯坦的梦想:乘着光子飞翔’是一项介于科学与艺术之间的活动,光子被用作信息传递的工具。参观者在含有4个天线的空间里走动,与涡旋进行互动,在不自觉中不断调整着自己与周围事物投射到不同屏幕上的影像。通过这种个人与光之间的互动,试图证明不只是我们在观察光,“光本身也在观察我们,”通过改变周围的空间,我们本身成了信息的渠道。这项实验提出了在某种现象面前不同的相处方式,不是试图控制自然,而是与之进行对话。我对表层流动性非常感兴趣,在这项实验中,现实不需通过物理空间展示,而是通过不同的传输模式。在威尼斯举行的第一个实验是革命性的,因为我们在频道上使用光粒子,使传输具有无限的可能,就如无线电波一样。‘超越爱因斯坦的梦想:乘着光子飞翔’的目的是打破窠臼,而保持光的稳定是最具挑战性的部分。

目前的发展现状、相关性和光子之间存在怎样的关系?

对我来说,关键的一步是要打破窠臼,其他形式的知识会不断涌现并逐步细分。每一件作品都是个综合体,将各种元素随机整合在一起,如今这些原子可以进行分拆以展现某一现实。最有意思的是,这种工程基于不同知识的相互融合而成,不能单纯将其归于某个专业化领域,而是在一个开放的渠道上进行,其间没有实操和研究的明显区别。‘超越爱因斯坦的梦想:乘着光子飞翔’的精髓体现在集体智慧的合作中,不只在研究本身,更在于对光作为促进知识共享的工具的探索中。

 海什木:海什木是阿拉伯学者、物理学家、数学家,全名穆哈默德··哈桑··海什木·巴士拉,西方人把它称作 Al Hazen有大量著作和被现代科学证明了的科学发现,尤其在光学研究方面有突出成就

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