藝術素人的理工人「心賞」吳寬瀛之幾何藝術(上)
田園記趣系列(6) 王飛龍 Dragon
我的專業是化學、化工，是一個十足的藝術門外漢；然而「窈窕淑女，君子好逑」，遇到美好的人、物，總是會多看上幾眼，但是最初判斷的準則，僅限於中學時候美術老師所教的「黃金分割率」。
迄今，我和吳寬瀛老師素昧平生。首次見到吳老師的作品，是前幾年到高雄玩，在新光碼頭看到了永久展示的公共藝術品「高雄509025.6海浬」，它是為了「2001年高雄國際貨櫃節」創作的作品，獲得了文建會第一屆「公共藝術獎」的最佳環境融合獎，雄偉的造型，讓我留下很深的印象。今年(2020)年底，吳老師作品在靜宜大學的藝術中心展出一個月，就近之便，讓我得以一覽吳老師作品的堂奧。
 |
| 509025.6海浬裝置藝術 |
 |
| 攝於靜宜大學藝術中心 |
大概是職業慣性使然，最先吸引我的作品是鑽石結構、奈米碳管和巴克球。這三個作品大致說明了大致說明了神奇的「碳」原子的不同結合方式；單鍵、雙鍵與參鍵。以單鍵結合形成碳鏈的化合物很多，像聚乙烯、聚丙烯等都是。在碳鏈的首或(和)尾具有羧基的，稱為飽和脂肪酸，吃多了對心血管不好。在脂肪酸的碳鏈中含有雙鍵與參鍵者稱為不飽和脂肪酸；其中含有雙鍵的不飽和脂肪酸，若以雙鍵為中點視之，碳鏈成弓狀者稱為順式不飽和脂肪酸，碳鏈成直線的稱為反式不飽和脂肪酸。動物的肉品或乳製品中的脂肪酸多為飽和脂肪酸和順式脂肪酸，雖有反式脂肪酸但含量低；人類食用的反式脂肪酸主要來自經過氫化程序所生產的部份氫化植物油。現代認為人造的反式脂肪酸是比飽和脂肪酸更不健康的脂肪酸。
 |
| 各種脂肪酸 |
最簡單的碳分子是甲烷(CH4)，碳原子居於中心，四個氫原子結合在四周形成四面體型態，從這個分子的型態我們可明白碳原子單鍵結合的方位，若將氫原子用碳原子取代，則可以形成向四面八方延伸的網狀結構，就形成了人見人愛的鑽石結構，碳原子的空間結構就如同吳老師的作品「鑽石結構」一般。由於碳原子間的鍵結強度與排列的方式，使得鑽石具有璀璨的亮光及最高的硬度。 |
| 碳的四面體結構 |
 |
| 鑽石結構(吳老師作品) |
奈米碳管是一種管狀的碳分子集合體，管上由碳原子連結成六元環的蜂巢狀結構，作為奈米碳管的骨架。有了這種結構，才使得奈米碳管具有特殊的物理性質：奈米碳管的硬度與鑽石相當，卻擁有良好的柔韌性可以拉伸，而且奈米碳管的導電率可達銅的1萬倍。碳原子連結成六元環中最簡單的分子是苯(C6H6)，這六個碳原子的排列方式曾經困擾了化學家很久，直到1865年德國化學家凱庫勒提出了苯的環狀結構說明了它的特性；碳原子以單鍵、雙鍵輪換方式連結成苯的六元環，如此情況下，碳原子上的電子雲層連結成一體，是奈米碳管具有超高導電率的原因。又因為奈米碳管的骨架類似於鑽石，所以有極高的硬度。
 |
| 奈米碳管 |
 |
| 苯分子結構 |
巴克球，化學家們喜歡稱之為C60，不僅含有六元環還有五元環，也具有特殊的物理性質與化學性質，最值得一提的是：經過金屬摻雜的C60能形成高溫超導體。1970年化學家漢森就提出了C60的分子結構，並用紙製作了一個模型來說明，然而這個模型不夠精細沒接受與發表，直到1999年，《碳》期刊才確認了這個結果。回想起來，當時如果有吳老師的巧手能製作精美的模型，或許化學歷史會被重新改寫。 |
| C60巴克球 |
學了工程力學，了解到一個物件要達到力的平衡才能顯出其美感，例如太陽馬戲團的表演是其中一個例子，因此自然地將力的平衡加入了我的審美觀。如前述，吳老師的「高雄509025.6海浬」作品，是由六個漆成紅色的貨櫃組合而成，它們之間達到了力的平衡，才能屹立不搖呈現出了它的力與美。
 |
| 太陽馬戲團呈現的力與美 |
在「走不盡的橋」作品中，用少許的木條，構築出穩定的拱橋，拱形是一種很特別的結構，可以將負載的重量傳遞到兩側，達到力的平衡，同時也具有美學作用。在拱橋中，以構木拱橋為現代橋樑學著所注目，最為經典是在《清明上河圖，1101年，北宋畫家張擇端所繪》中橫跨汴水兩岸的構木拱橋，不用寸釘片鐵，只憑椽靠椽、桁嵌桁，銜接嚴密，就能讓結構穩固，另人稱奇。這個拱橋是何時、何人、如何建造的呢？古文獻裡已經沒有記載。
 |
| 構木拱橋 |
 |
| 清明上河圖中的構木拱橋 |
然而在14世紀文藝復興時期的義大利，達文西在金主瓦倫提諾公爵切薩雷·波吉亞的要求下，也曾設計出一種構木拱橋。這個編木拱橋的草圖記錄在 《大西洋古抄本》（Codex Atlanticus）中。近代西方建築師曾經依此草圖架構出編木拱橋，而且依照其力學原理設計出不同的創作。
 |
| 達文西設計的構木拱橋 |
 |
| 構木拱橋的推衍 |
 |
| 構木拱橋的推衍 |
另外，吳老師的作品中，木條與木條的結合都是靠榫卯。榫卯是在兩個木構件上所採用的一種凹凸結合的連接方式，凸出部分叫榫；凹進部分叫卯。榫卯結合也是力的一種表現，要求工藝之精確間不容髮，才能扣合之嚴密，下圖中顯示出幾種最基本的榫卯接法，榫卯隨著時間的演進也變得複雜，常常成為木匠顯現功力的象徵；後來演變出了魯班鎖，更顯現出了這門工藝的巧思，每一個零件都是一個榫卯，從外觀看不出來如何堆積上去的，必須先猜測內部榫卯的形式，然後才可能解開來。看到吳老師的「方柱」作品，可說是集榫卯工藝的大成，由其它木製作品中所見的榫卯、導角等小細節，都可以看出吳老師紮實的木工基礎。
 |
| 吳老師作品 |
 |
| 基本的榫卯接法 |
 |
| 各種魯班鎖 |
在「平面幾何」的系列作品中，作品以二維空間，平面，呈現出作品，一般人認為比較容易理解與製作，但是我欣賞了這些作品之後，發現它呈現的並不是僅僅是二維空間的幾何圖形，而是四維空間以上的多胞形。多胞形是一類由平的邊界構成的幾何結構，在二維的多胞形為多邊形，三維多胞形為多面體，它也可以延伸到三維以上的空間，例如一般所稱之多胞體即為四維多胞形。四維多胞形的型態本來存在數學想像空間中，但是可經由二維正交線架投影來可視化。如圖所示，正二十四胞體在考克斯特F4群平面下的投影，這投影圖和吳老師的「平面幾何」中的作品非常類似。
 |
| 吳老師「平面幾何」的系列作品 |
 |
| 考克斯特F4群平面下的投影，展現了正二十四胞體(紅點)和它的對偶(綠點)。 |
(未完 待續)
活到老學到老的精神！值得效仿！
回覆刪除