大家一定都曾看过现藏于MoMA纽约现代艺术博物馆的《亚威农少女（Les Demoiselles d’Avignon）》，这幅画长宽2米多，可谓“巨作”，但最令人印象深刻的还是它那惊世骇俗的几何化绘画语言表达——手脚姿势很不稳定，从结构上看起来快与身体分离；胸部是方形；头的状态扭曲，像是转了一百八十度；面部有着怪异的高光和阴影；眼睛不在一条直线上等等……上述的一切都足以让初次看到这幅画的人惊掉下巴。
Les Demoiselles d’Avignon, 1907, Pablo Picasso, 图片来自moma.org
这幅貌似不太符合大众审美的油画诞生于1907年，出自20世纪最有影响力的艺术家之一——巴勃罗·毕加索（Pablo Picasso）之手。作为天才典范以及现代艺术的代名词，毕加索激励了整整几代艺术家。可能你意想不到的是，他与爱因斯坦（Albert Einstein）之间也有着令人惊讶的联系——毕加索的《亚威农少女》与爱因斯坦的狭义相对论（1905年），这两个看起来毫不相关的巨作，都是在受到著名数学家和物理学家庞加莱1902 年出版的畅销书《La Science et l'Hypothèse（科学与假设）》的启发后诞生的。
《La Science et l'Hypothèse（科学与假设）》, 1902, Henri Poincaré, 图片来自wiki
回到1904年，毕加索搬到了位于巴黎的蒙马特区，一间被亲切地称为“洗衣船（Bateau-Lavoir）”的简陋小房子里。它不仅仅是个住处，而更像是20世纪之交，在巴黎和维也纳这类大城市中不计其数的“工作室/俱乐部”（构成天才诞生的重要土壤）之一。
这里有一个以毕加索为中心的密友圈被称为“毕加索帮（la bande à Picasso）”，由一些后来均颇有成就与名气的诗人、艺术家以及献身于神秘和先锋文学的幻想家聚集而成，充满了创新、创造和创意，变革的欲望随处可见。据说在这里，孕育出了现代艺术发展的里程碑——《亚威农少女》。
Bateau-Lavoir, 1910, 图片来自wiki
我们都知道，《亚威农少女》原名《亚威农妓院（The Brothel of Avignon）》，其实是在描画一群搔首弄姿的妓女，标题“亚威农（Avignon）”是一条以色情业闻名的西班牙巴塞罗那街道。然而区别于许多其他名画，主题表达只能算是《亚威农少女》这幅著作的一小部分，人们将更多的目光放在了毕加索突破性的，对画面“空间和时间”的探索上。
莫里斯·普林斯特（Maurice Princet）是“洗衣船”一位较为特殊的成员，他不是诗人也不算纯艺术家，而是一名对高等数学感兴趣的保险精算师（后来被人们认可为一名数学家）。非常喜欢艺术的普林斯特想将数学概念化并融于艺术创作，他热衷于让艺术家们对一些新的空间观念产生兴趣。
1907年，普林斯特给毕加索和“洗衣船”的其他成员们阅读庞加莱的著作《科学与假设》并讲课，其中包括了非欧几何与第四维空间的概念。他还向毕加索赠送了埃斯普里特·约弗雷（Esprit Jouffret）的《Traité élémentaire de géométrie à quatre Dimensions（四维几何论）》一书，描述了超立方体和其他四维多面体，以及将它们投影到画布的二维方法，一定程度上影响了毕加索《亚威农少女》 的创作。
这些概念成功渗透进了毕加索以及其他艺术家们的脑海，普林斯特为立体主义的形成和诞生奠定了坚实的基础，被称为“le mathématicien du cubisme（立体主义的数学家）”。
《Traité élémentaire de géométrie à quatre Dimensions（四维几何论）》插图, 1903, Esprit Jouffret, 图片来自wiki
我们生活在一个三维的世界里，看着二维的画面，人人都在好奇着四维的定义和存在。如果说当时公众只是把谈论四维作为某种流行时尚的话，毕加索却认真地思索着绘画与四维空间的关系问题。在《亚威农少女》这幅杰作诞生之前，毕加索绘制了无数的草图。他进行了不断逼近科学真相的探索：如何表现第四维也就是高维？
《亚威农少女》过程草图, Pablo Picasso, 图片来自Google
上文中提到的法国博学者亨利·庞加莱 (Henri Poincaré)曾被描述为“最后的普世主义者”，是一位伟大的数学家、理论物理学家和哲学家。而作为狭义相对论的先驱，庞加莱在他的著作《科学与假设》中定义了相对运动的原理，如“物理上不可能观察到绝对运动。”两年后，他将其命名为“相对性原理”。
Henri Poincaré, Bill Sanderson, 图片来自Scinece Photo Library
作为组合拓扑学的奠基人，庞加莱对于维度也有着自己先进的见解，他曾描绘道：“外在物体的形象被描绘在视网膜上，这个视网膜是一个二维画；这些形象是一副透视图……”按照他的解释，既然二维面的一个景象是从三维面而来的投影，那么三维面上的形象也可以看成是从四维而来的投影。庞加莱建议，可以鱼贯式地展现维度平面，一次一个，依次将第四维描述成画布上接连出现的不同透视图。
但毕加索并不这么认为，他想一下子把不相接续的一系列平面全部画出来。少女的乳房是立体几何的二维化，而他所竭力探索的、看不见的高维，则通过变换来实现：例如一位少女扭曲的胳膊和蹲着的少女的头部，后者的几何构图也是实验手法中最神奇的所在，她的面部同时出现了正面和侧面视角，这种“同时性”就像是来自第四维的投影。
2001年，科学史家亚瑟·米勒（Arthur I.Miller）在他的书中《爱因斯坦、毕加索：空间、时间和造成浩劫的美（Einstein, Picasso: Space, Time and the Beauty That Causes Havoc）》第一次将毕加索和爱因斯坦这两位20世纪的艺术与科学领域中的巨人联系了起来，他认为爱因斯坦和毕加索都受到庞加莱非欧几何方法和其对同时性推测的影响。
《Einstein, Picasso: Space, Time and the Beauty That Causes Havoc》, 2001, Arthur I.Miller, 图片来自arthurimiller.com
在此之前，艺术界一直认为立体主义的根源是塞尚（Paul Cézanne）和原始艺术（primitive art），但米勒却觉得这种观点完全否定了科学、数学和技术的惊人发展对于“前卫”所作出的贡献。科学的根源从来都不只在“科学”本身之上，那么艺术运动为什么一定来源于“艺术”？
Mont Sainte-Victoire Seen from the Bibemus Quarry, 1897, Paul Cézanne, 图片来自thewestologist.com
像毕加索在普林斯特的带领下接触到了庞加莱的《科学与假设》一样，爱因斯坦在1904年阅读了其优秀德文译本并受到广泛启发。他创立相对论时，认识到第四维度——时间，是与空间的其他三维密不可分的。
时间也需要一个标度，于是爱因斯坦在三个空间维之上加入时间维，用四维时空的度规构造了引力。正如相对论推翻了空间和时间的绝对地位一样，毕加索的立体主义在艺术中也推翻了传统的透视，二者都等于同时从几个视点表现自然，一个景观是什么，取决于你怎么测量它或看它。
爱因斯坦推导狭义相对论公式E = mc^2, 图片来自wiki
庞加莱曾写道：“只有通过科学和艺术，文明才有价值。”他跨越了两个世界，激发了爱因斯坦和毕加索的灵感，他们都相信艺术和科学是探索超越感知、超越表象的世界的手段。《亚威农少女》与狭义相对论这两个各自独立的平行事件看似毫无关联，其实反映了人类在观察世界这个古老问题上，分别以艺术和科学的不同方式展开认知革命的艰辛探索，学科之间的界限终将消散。
这里再插播一小段轶事，关于普林斯特和毕加索是如何相识的——他们拥有过同一名情妇。当时已是普林斯特女朋友的艾丽斯（Alice Géry），也同时和毕加索有一些风流韵事，机缘巧合下她将二人拉上了线，毕加索甚至后来还见证了普林斯特和艾丽斯的婚礼。
但没有最狗血，只有更狗血：他们在六个月后就离婚了，离婚的原因是艾丽斯和“洗衣船”里另一位成员，也是法国著名野兽派画家安德烈·德兰（André Derain）跑了，安德烈竟然还是毕加索介绍给艾丽斯的。自此以后，普林斯特就逐渐和“洗衣船”断了联系。毕竟贵圈真乱，只能退“船”保平安
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来源：科学艺术研究中心
编辑：Paarthurnax