据调查研究发现，受过高等教育的理工科学生如果观看艺术展，大部分不懂得欣赏世界名画或其他艺术作品。在理工科教学中如果可以贯穿艺术审美，不仅可以使抽象的物理概念更加形象，还可以提高学生的审美品位。用光的传播、色彩与光的原理、时间與空间的构建等物理知识和观点去理解视觉艺术作品，如《蒙娜丽莎的微笑》《亚威农少女》《圣弗兰西斯接受圣痕》等很多名画将会更加深刻的被理解和欣赏。 1 从牛顿绝对时空观角度鉴赏乔托等人的绘画作品 1267年，欧洲绘画之父乔托生于意大利的佛罗伦萨，主要作品风格是宗教画，其中知名度较高的有《金门相遇》《基督下十字架》《犹大之吻》《最后审判》和《哀悼基督》，他摆脱了拜占庭式绘画的僵硬风格，去除故作姿态的造作，通过平静的观察并感知自然，充分发挥想象力，创造性地运用透视画法，将人物之间和人物与背景之间的距离拉开，按照一定的结构比例，更加真实地反映自然特点。乔托从绘画作品中感悟出的透视原理、空间力量的暗示，还有恰如其分的色调安排，形成了独特的绘画风格和特色。例如，在《往十字架上钉人者》中，哀悼的圣母和使徒、持矛的兵士、飞动的天使、十字架上的基督等要素都通过简洁的画面予以处理，不同形状和大小的红黄蓝色块分布使得生动鲜活的情节跃然于墙壁，把鉴赏者的眼球定位在死亡基督和悲伤的圣母身上。再如，《犹大之吻》，耶稣和犹大的四目对视，平静对慌乱，体现了他们的心理状态，融入绝对静止时间的理念，通过人物的表情把视觉的瞬间体验凝滞于这幅壁画上，在鉴赏者心目中引起共鸣和振荡，通过艺术的方式对时空进行组织，这是绘画艺术作品中最早对于时间框架的定义。在乔托之后的300年，牛顿的绝对时空观才得以建立，它与乔托的绘画在时空方面有着惊人的相似，那就是对现实的模仿，只不过二者是在不同的领域用以不同的方式进行表达而已，但本质上是一样的。 2 从光和色彩的角度鉴赏印象派绘画作品 印象画派的出现源于19世纪60年代的法国，其主要贡献在于对传统色彩观念的创新，以粗放的素描笔法捕捉阳光下对象物瞬时的色彩活力，并充分利用光色原理创立色彩体系，体现了自然清新的生动感观。印象派可分为重光和色彩与重造型和素描两种类型，前者以莫奈、雷诺阿为代表，后者以德加为代表，毕沙罗则介于两者之间。 众所周知，光使得整个世界变得优美多姿，物体吸收光或经过反射以后，便具有了色彩的魅力，否则，没有光就会漆黑一片。牛顿用棱镜将太阳光分解成七种颜色，拉开了光色研究的序幕，托马斯扬更是在实验室中证实了光的波长、频率与颜色之间的关系。在绘画艺术作品中对光色关系的探索具有标志性的则是印象画派的作品。莫奈在阳光下写生，发现了冷暖色调的奇特变化；毕沙罗用点彩法绘画，发现画面具有深远的空间感；雷诺阿则以散落在人身上的光影，组成明暗冷暖交互的节奏感，获取动人的效果。再来看看他们的作品，莫奈的作品《草垛》和《睡莲》，展示了对象物的画面受天气和阳光强弱的影响，体现出笔者细致的观察和对色光变化精准把控的能力，《日出印象》主题是晨雾中不清晰的背景，多种色彩赋予水面无限的光辉，作品把光色融合在一起，给予鉴赏者以视觉感知。马奈的作品《阅读的女子》，多种色彩和灰色的运用使得女子的面部表情更加突出，整个画面呈现出十分和谐的效果，《草地上的午餐》通过鲜艳明亮和强弱对比的色块，造就出别样的意境。雷诺阿《红磨坊街的露天舞会》，透过树叶间隙照射的阳光，使得对象物色彩斑斓，真正实现了光是绘画的主人。修拉的《大碗岛星期日的下午》，人景之间按比例进行几何分割，画面的色彩量达到了均衡与统一。塞尚则用色彩取代了线条、阴影和透视原理等关键的部分，从其作品《圣维克多山》足以看出冷暖色调并存的立体表现，《埃斯泰克的海湾》用变化多端的蓝色切断空间，达到了否定在深度中消退幻觉的效果。西斯莱的《洪水泛滥中的小舟》以灰、蓝和棕色调的变化让鉴赏者对平淡无奇的水气留下了深刻的印象，而《康莱大桥》彰显了色彩的喧闹和形体的照相式效果。 3 从爱因斯坦相对论角度鉴赏立体画派作品 20世纪立体画派初诞生于法国，其主要特点是以多角度描写对象物，通过平行或垂直的线条和散乱的阴影，背景与对象物相互穿插，削弱了作品中的描述性和表现性因素，呈现几何化的四维空间特色。以1912年为临界点，立体画派又可分为分析立体主义和综合立体主义两个阶段，主要代表人物有毕加索、乔治布拉克、莱热和格里斯。 爱因斯坦的狭义相对论是1905年在《论动体的电动力学》一文中提出来的，与立体画派的发展几乎同步，它颠覆了经典力学中的绝对时空观理论，创立了平直时空理论，它认为时空之间是相互联系的，并与参考系和观测者的运动状态有一定的关系。爱因斯坦与立体画派代表人物毕加索同属各自领域划时代的天才，都取得了突破性的进展。1907年，毕加索用四个月的时间创作了《亚威农的少女》，这幅画打破了传统的叙事风格，灵活运用了几何构图和实验手法，从绝对时空跨越到相对时空，压缩扭曲的时空表现于画布之上，形象地表现出人物特点。这种艺术表现手法是相对独特的，鉴赏者不能简单地理解作品的核心内容，它被美国外科医生伦史莱因博士称呼为通过图像表现相对论原理的革命性新艺术形式。布拉克的《埃斯塔克的房子》中，几何化的房子和树木压缩了画面的时空深度，画中的景物都能清晰展现；另一幅作品《静物》，体现出以光速运动的观众可能看到的色调。莱热的巨幅油画《三个女子》，人物似乎是用铁管、螺钉和铆钉拼装组合而成，表现得比较僵硬和机械。格里斯的油画《吉他与乐谱》，画中的吉他、乐谱、桌子、台布及窗户等，都按照完整而严密的伞间结构用几何形的大色块表示，给予鉴赏者一个三维空间幻觉和平面感共存的绝妙画面。1937年，毕加索创作了《女人肖像》和《格尔尼卡》，被评论为打破了空间，又重构了空间。1939年，比利时画家马格里特创作了《温室》，其解释是：如果你的寿命足够长，就可以看到自己的后脑勺。这幅作品也是以光速运动的观察者可能看到的景象。所以说，立体主义画派用艺术的形式颠覆了时空观。