复杂性科学能否解释文艺作品？

美的客观性和普遍性从来都不是小众观念，相反，历史上自然观和文艺观统一才是主流。之所以二者分道扬镳、渐行渐远，只不过是基于还原论和机械论的科学技术过于昌盛，彻底改变了人们生活和观念所致。所谓分久必合，从上个世纪起，科学自身也经历着一系列的思想革新和范式转型，除了物理学两大革命外，更为深远的是一场跨越所有学科领域的复杂系统科学革命，可以说为艺术和科学二者架设桥梁提供了真正的共同基础。

艺术的复杂性与信息

艺术史学者贡布里希在《秩序感》中说，“不管是诗歌、音乐、舞蹈、建筑、书法，还是任何一种工艺，都证明了人类喜欢节奏、秩序和事物的复杂性。”无论是节奏、韵律，还是对称、比例，这些秩序都源自世界的数学物理特性。但艺术从诞生起，就不仅是模仿自然，而是被人类赋予了很多主观含义。换句话说，在“有意味的形式”之内，艺术具有与形式表达密切相关的内容和意义。从信息论角度看，这部分内容本质就是信息。有新信息就意味着在某种媒介中传递了接收者意料之外的内容。能传达的信息越多，事物就越复杂，信息量大小也反映了事物的复杂程度。

2019年以法国物理学家Samy Lakhal为首的一个科学小组，探讨了美与复杂度之间的关系。通常而言，科学对信息量大小度量用信息熵表示，即熵复杂度，它与标识系统状态混乱程度的热力学熵正负相反。然而热力学中的熵增原理告诉我们，封闭系统的混乱程度总是增加。这就意味着，系统的信息量即熵复杂度，总是随着时间线性增加的。这就好比是在说，一间屋子、一块发霉的奶酪会越来越有序、越来越美一样。这显然违背了人们的经验直觉。这个科学小组为此设计了一系列实验。他们研究发现并非熵复杂度，而是另一种复杂性指标，代表了受试人群的审美偏好。这种被新定义的结构复杂度，是去除了背景噪声之后的复杂性，它不像熵复杂度那样随着时间一直增长，最后稳定均匀到最大，而是在中间某个阶段取得最大值。就艺术作品来说，结构复杂度就是对图像进行粗粒化，去除背景后得到的无噪声熵，它等效于数字图像压缩。之所以它更好地代表了人们的审美偏好，一方面因为它与自然图像最匹配，另一方面它更符合人脑的格式塔知觉过程，能减轻人脑的压力。

我们都知道，印象派作品笔触非常混乱和粗糙，就像未完成的草图。然而在特定观看角度和距离下，却能产生化腐朽为神奇的效果：我们能看到莫奈池塘中栩栩如生的睡莲。原因就在于印象派画家们并非在画一个具体物体形象，而是在画最初的光影构图，但因为大脑会对画面进行主动去噪，并在各个视觉皮层依次处理，因此就相当于在画面上再现了整个真实的视觉过程。而在画面处理后的结构复杂度，对人脑的美感数值是最高的，于是相比写实派丝毫毕现的静观，我们就能看到印象派如“活的画面”一般动态的美了。

艺术品的比例与形式意义

艺术中的形式，不仅包含了不同的表达媒介，还包含了同一媒介下的不同结构。例如电影是镜头语言，和以文字为媒介的小说不同，但这不妨碍二者都能以非线性结构叙事。相反在相同媒介，例如文字中诗歌和小说或现实主义和后现代文学的结构却可能截然不同。同样的故事内容，不同的媒介和叙事方式下往往呈现出完全不同的艺术效果。

我们知道，作品内容中凝结了艺术家所表达的信息，即形式之外复杂的部分。但从信息论分析，我们会发现，并非所有部分都是全新的信息，总有一部分是我们熟悉的，称之为互信息，另一部分让我们觉得新奇和陌生。前者将我们带入共情，后者则给我们震撼和启示。美国文学评论家布鲁姆在《读诗的艺术》中说，一首好诗应该兼具表现力和启示性。即对艺术品而言，一方面要刻画表达现实，一方面要有新的想象或洞见。换到数据科学中，则是既要对样本训练集拟合得很好，又要对新样本具有泛化能力。

那么人脑究竟是如何处理信息，进行学习实践或审美活动的？

2018年底，来自美国几所高校的跨学科研究者，在一篇论文中从数学上证明了学习效率在“熟悉”与“意外”（秩序与复杂、无趣与惊喜）之间存在最优的配比——85：15，该结论对人类、动物和机器同样适用。在这个配比下进行学习既不会太容易，也不会太难，但速度却是最快的，学习效果以指数级上升。它相当于积极心理学中所谓的“心流”：技能与挑战平衡，不焦虑、不无聊，心无旁骛、专心致志沉浸到一个与任务合一的“大我”中去。

既然审美活动同样是信息处理过程，那么根据心理学家Rolf Reber提出的审美愉悦加工流畅度理论，即审美偏好产生于大脑可以快速加工某些内容的正性反应，那么可以断定审美也必然存在类似比例。

其实这种思想早就存在了。在1928年数学家George Birkhoff曾提出一个审美公式：他认为若O为秩序，C为复杂度，则一个事物的审美度量M=O/C。由神经科学实证可知，人脑在加工很多自然界图形，例如森林和草原时，分形维度大约D=1.3~1.5时的图案是速度最快、最愉悦的。这里分形维度也是一种复杂性度量指标，它相对的秩序部分为D=1的平面。有研究把自然图形和著名艺术家波洛克的绘画作品进行了对比，发现他在其艺术生涯中的特点是分形维度越来越大，甚至高达1.9，显得更加凌厉和破碎，给人带来极高的压迫感，远远超出了自然的和谐和愉悦。

由此我们可以得出结论，艺术品的形式意义恰恰在于如何通过调动观赏者的注意力分配表达内容中熟悉和新奇之间的比例关系。一些艺术家之所以有迥异于常人的审美，并趋于创造出更加先锋的艺术，这种审美主观性，只不过是因为他们熟悉的内容过多，因此必须附加更高想象力和启示性信息，才不会让自己太无聊，以保持对自己最舒适的审美配比。当然对一些极端表达的艺术，当审美配比远远超过愉悦区间时，这时的艺术品对大部分主体而言就不再是以美来形容了，而转为新奇、有趣、恐惧、战栗等情感。这样我们就能理解为什么艺术和美会在当代艺术中逐渐脱钩了。

在将形式划分为媒介和结构，把内容区分为熟悉和意外后，也能让我们更好理解现实主义与浪漫主义、表现主义或超现实主义之间的关系，以及为什么文艺中的创新往往从形式革命开始。毕竟内容大多受限于时代，而新观念下叙事视角和结构、新的修辞手法，对令人耳熟能详的故事和素材进行重新组合，这种创造和想象力是可以大大超出时代的。就像人类的奥德赛之旅如今已经走向了外太空。

形式创新既然是一种基本秩序重构，那当然也离不开数学。卡尔维诺就曾提到，法国先锋小说家乔治·佩雷克创作《人生拼图版》时，其内容编排的形式就是根据复杂的数学方程生成的。当然对艺术家尤其诗人来说，从音乐中获得灵感更不是什么新鲜事了。

由此我们可以看到，“美在比例”这种源自毕达哥拉斯的美学观不仅适用于客观美学，同样也适用于审美主观。我们通过对系统复杂性的研究，可以用它统一包括如今经验和实用主义美学在内的各个流派美学观点和后现代种种文艺理论。

从递归与分形看文艺作品

一种文艺美学观有效与否，亦如科学理论之于经验，或模型对数据的拟合，若能解释大多数情况，又能对未来做出预测，那么就是一个好的理论。

如今对文艺的复杂，用复杂解释复杂，似乎恰逢其时。然而究竟什么才是复杂？要理解复杂和艺术之间的关系，就必须对这个概念做进一步细致考察。按照埃德加·莫兰的说法，“复杂的东西不能被概括为一个主导词，不能被归结为一条定律，不能被化为一个简单的观念。”即“复杂”本身就是一个复杂的概念，它既反对还原论，又不同于整体论。但从系统论口号“整体大于部分之和”亦能看出，这可不意味着复杂是不能理解、不能分析的。最简单的理解，可以将复杂看做是完全有序和完全无序之间的一种状态。我们立刻会发现这和前面对审美的定义非常类似，二者互为隐喻。且意味着随机和偶然并不是复杂，虽然可能看起来很类似，但对复杂系统而言前者是一种无意义的噪音。关于这点，有研究者曾提出过一种网络多样性指标，通过网络结构模块之间的关系来识别出一个对象是否具有真正的复杂，抑或只是附带随机噪声。用这个方法可以很好判别一件艺术品的价值。历史上有些作品开始很难理解，但因为作者创造出了有意义的真实的复杂性，因此在未来被挖掘并理解其伟大可以说是一种必然。相反，那些借助随机噪声、冗余充数，故弄玄虚、自欺欺人进行忽悠的某些当代艺术，由此观之必定会随着时间而淘汰。

在米兰·昆德拉看来，小说就并非仅仅一种虚构，而是与科学类似在追求真理，只不过它追求的是一种复杂的真理。在前面我们曾提到了分形，与之相应的还有一个概念叫递归。递归是产生分形的一种方式，通过递归我们可以窥见小说艺术发展的一条隐藏脉络。《一千零一夜》是古阿拉伯文学宝库。串联全篇所有故事的，是以智慧应对国王的公主山鲁佐德的故事，她每晚都要讲述一个个彼此相连的故事以避免被国王处决。这种所谓元叙事，完全可以用计算机科学术语推入、弹出和堆栈来进行描述：文本进入新层次，“推入”故事；叙事“堆栈”；故事讲完“弹出”。最后再将读者的注意力释放到最前面的层次。更确切而言，这实际是一种递归叙事。

叙事学家赫尔曼在《新叙事学》中认为，正是通过递归原理的应用，叙事才解决了必要的形式封闭与生活、经验和历史等题材开放的冲突。每一个叙事都是从无限的时间织物上割下有限的一片，并将其展示给读者。递归叙事将再现范围扩展到故事主线以外，从而使叙述者领会和驾驭不断增生的种种故事。

卡夫卡同样是递归调用的高手。他在很多小说包括短篇小说中，能够熟练对词句之间的语义进行互相引涉和评价，将这种手法细致到了语言文字的肌理，从而可以表达任意精细乃至同时截然相反的思想内涵。很多文学评论家称之为“悖谬”的手法，其实是不解递归操作实质进行的表面描述。

递归性被生成语言学视为语言的核心特征，那么这种以有限手段的无限使用所产生的分形结构，就必然会反映到文艺作品中去。在前面我们提到能够评价图像美感的结构图复杂度和信息量，这时对文学作品就不适用了。文学艺术不是记事和信息罗列，它要求叙事内容之间有高度的关联，不然一部辞典的信息量会超过任何一部经典名著了。

那么如何从复杂视角评价文学作品呢？

2016年一个来自波兰的物理学家团队，通过采用统计短句和长句变化分布的方法，对100多部世界名著进行了文本复杂度分析，发现绝大多数作品都存在长程相关性和多重分形结构，二者可以作为文学复杂性的度量指标。这是一种十分有趣并兼备美学价值的最优结构：文本间不仅包含相当程度的自相似性，每一小部分在延展开后和整体的结构协调一致，不同句子间的长度变化还呈现出一种级联性的长程动力学关联。在这两个指标下，得分最高的是意识流作家乔伊斯的被称为天书的《芬尼根的守夜灵》。此外，《尤利西斯》《跳房子》《2666》《海浪》等现代文学作品也名列前茅。

为什么会是这两个指标？对于前者正如别林斯基曾经评价莎士比亚，“他的每一个剧本都是一个世界的缩影，包含着整个现在、过去及未来”，分形程度高的作品充满精细性的细节，一段话中就能反映出作品整体气质。长程相关性则意味着整个信息序列中存在长期记忆性，并非偶然聚合。由于随着相关词汇数量增加需要计算能力呈几何级上升，这是目前的自然语言处理模型还很难能做到的。

非常有趣的是，这项研究还指出这两种结构的成因都与生物和社会活动因素高度相关。例如在文本中词频缩放频率的幂值，不仅符合人类声音和音乐的频率，还符合心率、认知，甚至自发性大脑活动以及其他自然声音的频率。如果把词频分布当做一种韵律活动来看，那么就印证了人类创造性与生命和自然高度相关。

《毛诗序》言，“诗者，志之所之也，在心为志，发言为诗。”唐宋八大家之一的韩愈亦曾说，“气盛，则言之短长与声之高下者皆宜”。也就是说，文章风格甚至能反映出一个人的精神气质与人格境界。

更为有趣的是，与审美偏好的研究类似，词频缩放的频率的幂值也代表了某种随机性和有序性之间的平衡。由此可见，人的生物机能、主观精神和所创造艺术作品之间都是共通的。

以数学和复杂性解释文艺作品，意味着新的解释霸权吗？如前所述，这是一个误解。数学不是归约性的逻辑（更确切说，数学本身也是一种创造活动），复杂也并非还原性科学，它们在给出纯粹形式和现象结构的解释同时，一方面又避开了某个具体层级的过度解释，因此总能在不同系统结合时富于灵活和创造性，阐发出新的语义和意义，由此帮助艺术家发展新手法、文艺体裁和各种媒介融合形式。对后者，我们可以看到如今蓬勃向上的数字艺术、奇点艺术和跨媒介艺术。

世界不是灰色的实验所，生活世界和文艺世界的复杂，远胜科学世界和理论世界。正如钱锺书先生在治学、维特根斯坦在哲学上的气质一样，美国文艺批评家乔治·斯坦纳一生反对理论体系，然而他却曾展望过一种未来的新文体：特定的时刻具有特定风格和文体，由作家的语言媒介与音乐和数学的近缘性，直接从语言产生，以此接近沉默的弦外之音。在此隐喻型与演绎型文体永远变化交汇，诸多碎片合成了一种“没有体系的体系”，这些看似断裂的、各具特色的序列，都是一种新文体的一部分，可以将其称之为“毕达哥拉斯文体”。

我想斯坦纳所描述的，就是文艺复杂性美学的精髓。不管东方西方、科学艺术，还是自然精神，在数学和复杂性视角下，它们从未绝缘，俄耳甫斯与缪斯始终与人类文明同在。

也正如钱锺书先生在《谈艺录》中所说：东海西海，心理攸同；南学北学，道术未裂。

内容来源：《文艺报》2020年11月2日3版

微信编辑：晓梅

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