История математики. От счетных палочек до бессчетных вселенных

22. Математика и современное искусство

В двадцатом веке произошли множество научных открытий и взрыв технологического развития физики, биологии и гуманитарных наук. В эпоху Просвещения считалось, что накопленные знания обеспечат нам неограниченную власть над природой и освободят от власти материального мира. Реакция искусства на эти события не всегда была позитивной, о чем свидетельствует отказ Уильяма Блейка от ньютоновского представления о Вселенной, как о часовом механизме. В начале двадцатого века наш взгляд на Вселенную радикально изменился — теория относительности и квантовая механика вернули Вселенной ее тайну и магию. Однако, поскольку во время двух мировых войн научные и политические события столкнулись в непримиримом конфликте, было много серьезных оснований для того, чтобы по-новому оценить наше место во Вселенной. Хочется надеяться, что в будущем наша мудрость будет развиваться пропорционально нашим знаниям.

В других главах я уже рассматривал роль математики в этих событиях. Здесь я сконцентрируюсь на влиянии математики, порой тесно сплетающейся с новейшей физикой, на культуру и искусство. Искусство нередко становится самым общепринятым выражением философских изменений и личных реакций художников на изменяющуюся технологическую среду. Конечно, будет преувеличением думать, что лишь математика оказывает влияние на различные культурные движения, не следует даже говорить, что она оказывает на них наиболее заметное влияние, но интересно рассмотреть те области, в которых математика играла уникальную и важную роль. Само использование математических терминов в артистической среде наглядно продемонстрировало, что художники впитали язык и идеи математики и преобразовали их в реалии мира искусства.

Во многих новых художественных движениях, возникавших в течение первых двух десятилетий двадцатого века, использовались язык и идеи новых версий геометрии, разработанных математиками. Живопись и скульптура по самой своей природе — художественное выражение соответственно двухмерного и трехмерного пространств. Но и живопись, и скульптура — это лишь ограниченное представление о мире и человеческом существовании. Как новые геометрии помогли по-новому увидеть окружающее пространство?

В эпоху итальянского Ренессанса математический расчет перспективы позволил более реалистично отобразить трехмерный мир на двухмерной поверхности. Перспектива расширила язык живописи, и художники быстро освоили новые правила. Позже они сознательно нарушили эти правила ради визуального и эстетического эффекта. В двадцатом веке концепции новых геометрий, вроде неевклидовой геометрии и многомерного пространства, и в особенности понятие четвертого измерения, легли в основу кубизма, футуризма и сюрреализма. В начале века новые геометрии оказывали влияние на отдельных художников в большей степени, чем на художественный стиль в целом. К концу 1920-х годов получила распространение концепция теории относительности Эйнштейна о четвертом временном измерении, но к тому времени уже было проведено множество исследований пространственного четвертого измерения. В середине девятнадцатого века, приблизительно в 1830 году, в результате независимого открытия Лобачевским и Бойаи неевклидовой геометрии, произошла математическая революция (Глава 16). В 1854 году Бернхард Риман издал свой труд «О гипотезах, которые лежат в основе геометрии», подготовивший почву для математического исследования многомерных пространств и физических экспериментов, нацеленных на изучение истинной геометрии пространства.

Евклидова геометрия была теперь всего лишь одной из многих возможных конфигураций. Фактическая геометрия пространства была и продолжает быть предметом исследований математиков и физиков, но одновременно с ними художники начали исследовать геометрию восприятия и изображения. Если мы посмотрим на расширение идеи трех измерений пространства на четвертое, мы сразу же натолкнемся на проблему отображения. В книге Эдвина Эбботта «Флатландия» (1844) описана классическая аналогия того, как будут воспринимать двухмерные существа, живущие в выдуманном им плоскостном двухмерном мире, случайно попавший к ним трехмерный объект. Это представление было проиллюстрировано Клодом Брагдоном во многих книгах, включая «Человек-квадрат: притча о пространстве более высокого порядка» (1912). Смысл этого представления заключался в том, чтобы составить интуитивное представление о целом объекте при помощи последовательного выполнения ряда срезов, или поперечных сечений, проходящих через объект. Таким образом, чтобы живопись могла выполнить свое предназначение как средство выражения и отобразить весь объект, не важно трехмерный или четырехмерный, нужно было выполнить последовательность сечений, проходящих через объект, или сделать множество изображений объекта с различных ракурсов. Кубисты именно так и представляли себе предмет их живописи.