根据怀特海的定义，真理是“与实在达到一致的表观”。但无论哪一个年代、哪一种文明，都会以自己的方式给出“达到一致”的定义，其结果是造成本底真理滑不驻足。当改换范式——推翻一个本底真理，改换成另外一个——的时候来临时，在前沿阵地奋战的往往是艺术家和物理学家。
或许有人反对将艺术和物理相提并论，其理由是艺术家注重的不仅是外在世界，还关注内在领域，如情感、虚构、梦幻和精神。艺术被认为是相对主观的，而物理学则直到20世纪以前，一直谨慎地避免涉及与外界世界相关联的内心活动。它关注的是运动、物体和力的客观舞台。但是，当有关光的两种相矛盾的本性学说像热核反应那样融合到一起、使量子物理学随之诞生时，在这种聚合反应发出的强光照耀下，被刻板地分开来的艺术和物理学，其界限遂变得模糊起来了。
1905年，爱因斯坦提出，光可能会以粒子的形式存在。这种粒子是一种叫做光子的东西。在此之前200多年，实验已经证明光是一种波。爱因斯坦的看法便意味着光有两种不同的、看上去相反的本性：波动性和粒子性。这样，在20世纪伊始，量子实在的这一令人诧异的特性真有如佛学中的禅机那样难解。这个令人绞尽脑汁而了无出路的问题，根源在于传统的逻辑概念并不适用于它。
1928年，玻尔勇敢地提出了互补原理，把光的对立特性结合到一起。简要地说，他的观点是认为光既不仅仅是波，也不仅仅是粒子，而是兼为波和粒子两者；要了解有关光的全面知识，需要掌握两门十分不同的知识，两者缺了任何一方面都是不适宜的。
人们发现，光在任何一个时刻只能表现出其本性的一个方面，这正有如游乐会中的窥孔戏。每当科学家设计一项试验以测度光的波动性质时，决定使用什么设备这一主观性行为，能够以某种神秘的方式影响试验的前景，于是，光便以波的方式做出了反应。当科学家要测定光的粒子特性时，也会发生同样的现象。因此，人们不得不允许“主观性”——它是所有科学的禁忌（也是一切艺术创造的根本）——进入古典物理学这个壁垒森严的城堡。玻尔的亲密助手海森伯支持这一古怪的观点，他说：“把世界分为主观和客观、内心和外在、肉体和灵魂，这种常用的分法已经不再适用了……”；“自然科学不是简单地描述和解释自然，它乃是自然和我们人类之间相互作用的一个组成部分。”按照这一新的物理学，观察者和被观察者是以某种方式连在一起的，而主观思维这一属于内心范畴的东西，如今则同客观事实这一外在范畴密切联结在一起。
玻尔的门生之一惠勒后来又对老师的这个二元性理论加以扩展，提出意识和宇宙也同波和粒子一样，是互补的又一对。惠勒的理论提出，在知觉这一内心领域（意识）与其对立体外部世界（宇宙）之间存在着某种联系。他认为，意识和宇宙是牢牢契合在一起的。犹太教圣法经里有上帝同亚伯拉罕的这样一段故事——上帝申斥亚伯拉罕说：“如果没有我，就根本不会有你。”亚伯拉罕沉思了片刻后毕恭毕敬地回答：“是这样，我的主；对此我非常感激。可话又得说回来，如果没有我，又有谁知道您的存在呢？”人的意识与宇宙的关系是一个基本奥秘，如今，意识提出的有关自然的问题，总算有了人们真的可以理解的解答了：按照惠勒的理论，意识和宇宙是一个二元系统的两个方面。如此说来，艺术和物理学可以看做是供意识用来把握惠勒理论中的与之互补的图像——
宇宙的两只螫钳。
就在量子物理学家开始在玻尔的互补原理这一颇不“古典”，而且似乎同灵学有了瓜葛的理论中苦苦挣扎时，瑞士心理学家荣格创立了分析心理学。这是堪称将外部世界的量子观念扩展到人类体验方面的结果。荣格也同玻尔一样，抛弃了传统的因果论观点，提出一切人类活动交织在一个人们尚未曾自觉意识到的面上。这样，除了通常的因与果之外，人类活动还在一个更高的维度上通过意义相关联。分析心理学的原理和互补理论的原理，分别在精神和物质这两个相隔十万八千里的领域中各自独立地起作用，但它们对艺术和物理学之间的联系都有发言权。德语中有个名词叫zeitgeist——不幸的是，我们自己的语汇中没有相当的词语与之对应，只能直译为“时代精神”——当不相干的领域内，在同一时期各自有了发现，而它们似乎彼此有关，但所有种种关联都明显不是因果性的，那么，人们便说是“时代精神”在起作用了。
玻尔在将光的两种相反的矛盾本性通过互补原理结合在一起之后，又接下去用这一哲学工具将其他若干相反的事物纳入这一原理的作用范围。本书要涉及到的是艺术和物理学的互补性，以及它们紧密纠结啮合从而在更高的位置上形成立足点，以供人们攀登实在构筑的作用方式。了解艺术和物理学的互补关系，将有助于人们更好地理解艺术的实在性，并更深切地尊敬现代物理学的种种概念。艺术和物理学就和波与粒子一样，是牢牢结合在一起的二元体系：它们就是对世界进行单一化描述的两个不同但又互补的方面。将物理学和艺术联结在一起，会带来以诧异始以大悟终的更一体化的认识。
回顾一下历史便可以看出，自古希腊的昌盛时期起，一个时期的艺术同较后时期的物理学间总是有关联的。这一“滞后期”有时是几百年、有时则是几十年。到了20世纪第一个十年，艺术和物理学间的欣欣向荣的联系便出现了，而且两者都在诸多方向上做了大踏步的拓展。
在预想实在方面，艺术通常是先于科学的。就是在这些预想已被学术味十足的物理学期刊表述出来之后，艺术家也仍继续以图像方式创造着同这些新识见一致的作品。然而，纵观这些艺术家的书信、评述和谈话记录却能看出，他们几乎都从未意识到自己的作品居然可以用科学上最新的实在观点诠释。在这种情况下（我们后面专有篇幅讨论），艺术家是在与外界全然脱节的状况下进行创作的。他们给世界带来了新的符号和图像，用之帮助世人把握新概念的意义，而与此同时，有关的新概念其实并未在他们本人的心智中成熟。
与之相反的过程也同样发生着。物理学家在做出发现时，通常也对艺术家先知先觉的图像一无所知。他们在谈及自己的科学新突破时，也极少会承认自己的工作是继承某个有影响的艺术家的结果。尽管在历史上不乏艺术家和物理学家间建立深厚友谊的事例，但这同艺术的创新篇或物理学的开先河似乎关系不大。毕加索和爱因斯坦从未晤过面，也从不曾对另一方的工作表示有兴趣。
视觉艺术与音乐、戏剧、诗歌、哲学和建筑等艺术形式也颇有关联，因此，我将在书中适当地糅进有关的内容。不过，这本书将始终以西方文明中的视觉艺术及有关的物理内容为主线，线上会串有古代美索不达米亚、埃及、希腊和罗马。在黑暗的中世纪时期，这根线似乎飘飘无所依，但它仍然在夜深沉沉中不为人注意地延续下去，延续到中世纪末期，然后像传说中的涅般木凤凰一般，灿烂地出现在文艺复兴时期。从那时起，文明便越展越宽，传播到整个欧洲，又进入美洲新大陆。这就是人们通称的西方传统。
展开种种有关艺术家作品的讨论，并探讨它们如何同物理学家的种种理论相关联，我们需要有一个起始点。这个起始点就是古希腊——这个曾萌生过多少现代价值体系和思想体系的地方。古希腊的思想家在开始冥想实在时，认为整个多彩多姿的宇宙是根据单一的原理构筑而成的。（在这一点上，古希腊人和世界三大宗教的创立者相同。）每一位思想家都试图将一切体验归结到一宗“基元”之下。约在公元前580年前后，亘古第一位哲学家泰勒斯宣称这一基元是水。
赫拉克利特则紧接着表示不同意，认为这一实体该是火。随之又有其他人加入进来，或提出气，或提出土。恩培多克勒进行了首次科学综合——我认为这也是首次调合折衷，提出宇宙的基元或许不是单单一种，而是上述所有四个。如果这四者——水、火、气和土——被定为基元，那么，世上的万物便都可以归结为它们以一定方式结合的结果。这一结论很合各派哲学家的意——也许这同“四”这个数目在很多方面已形成一种基础感不无关系：罗盘有四个方位，矩形有四个角，桌子有四条腿……这个数目给人以一种已然完备的感觉。
然而，在恩培多克勒之后100年，亚里士多德对上述综合表示不肯苟同。他提出，地球上的万物莫不处于不停的变动中，只是变动程度大小不同而已。因此，四种基元是不够的。
受柏拉图“完善理念”的影响，他在恩培多克勒的四个基元之上又加进第五个成员——精质。精质是恒常不变的，水、火、气与土则以某种方式与精质相关联。鉴于天上的星座看上去永远如故，亚里士多德认为，精质存在于星体之中。
当文明进入20世纪下半叶时，古希腊人的上述观念早已被放弃了。然而，它的结构却仍奇妙地得到了保留。在今日科学的范式中，构筑成实在的成员仍然只有四个，分别是空间、时间、能量与物质。时间和空间是人们赖以生存的基本环境，而在这个基本环境中，能量、质量及其各种结合方式，则构成了现今世界的面貌。一切的一切都由这四大基元形成，凡是人们头脑中感受到的，莫不由这四种基砖搭筑而成。
亚里士多德对星光的想法，倒与20世纪物理学的实际内容相当接近。亚里士多德的精质，与其说是指星体，毋宁说是指星光。自有史以来，星光这一难以捉摸的第五基元，曾引起人们多少疑问，招致多少膜拜！无论光是表现为火这一奇迹，还是表现为太阳的养育生命的照射；无论光就是精质本身，或者只是精质的一部分，它都是最令人感到神秘的存在。在世界的一切宗教中，光都占有突出的地位。现代物理学的发现表明，解启其他四种基元秘奥的钥匙，正存在于光这一事物之中。量子论和相对论各自发凡于一个有关未解的光的本性的事实。还有，爱因斯坦发现光速是不变的常值。光以某种奇特的方式联系着空间、时间、能量和物质。物理学中光速这个常数c，在联系这四者的数学方程式中起着重要的作用。
在下面，我们还将会探讨空间、时间与光三者间的关联。只谈这三者，是为了将目标缩小至利于控制的水平上。即使是一本只涉及艺术的著作，也会包含诸多的章节；物理学史也同样会大为铺陈。当用某些学科的术语解释另外某些学科的事物时，我们切不可小觑陷入名词、概念、日期和事件的汪洋大海而难以自拔的危险。空间、时间和光是爱因斯坦1905年提出的狭义相对论的三个柱石，也是下文将要登场的主角。此外还有诸多量子力学的概念、质—能方程和场论等同样重要的物理学革命的内容。
（第三节 ）古典艺术中的理念论哲学
空间、时间和光，这三者都是物理学家和艺术家深感兴趣的东西。自古希腊时代起，自然哲学家便一再试图弄清这三者之间的关系。画家和雕刻师也都力求理解它们彼此的相互作用。
人类的各个文明史中有极多的不同点，但有关空间、时间和光的概念却只有区区几种。就思想体系而言，古代埃及人、印度人和澳洲土人等是极为不同的，但总的来说，这几种体系都相信想象中的“主观”实在即“这里”的空间，同“客观”
实在即“那里”的空间，这两者间并没有什么严格的界限。事实上，将梦境、想象和神话等属于“内空间”的东西，同日常生活中发生的事情混淆在一起，乃是古希腊时代之前所有信仰体系共有的特点。此外，时间在此时还没有被放到这些宗教文化的纺车上均匀地摇绞出来。当时的情况是，时间只是在实在和神话两者间游荡徘徊。
自从古希腊哲学家提出了理性怀疑这一观念之后，他们的思想体系便同建立在各种宗教信仰上的其他体系明显地分道扬镳了。从此，希腊人开始用叫做“理性”的新武器上阵，来研究实在的本性。“理性”就是推理能力。没用多久，它就成了有关空间与时间的全新概念的支柱。理性体系威力巨大，原因就在于它能扫除以虚幻和神秘充当解答的迷魂阵，而且实际上代之以惟一的一种解药——逻辑。为什么这一特定的思想体系在2500年前出现在希腊，而不是另时别地，是值得探讨的。
古时居住在希腊群岛上的人操一种印度—亚利安语。这种语言是通过战事和移民从北方传入的，具备表现力强、词汇丰富的特点。在他们南方的腓尼基人沿用一种书写符号系统。这一系统已被不少犹太人沿用许久了，但由于没有最重要的元音成分，用起来相当冗繁。它借腓尼基商旅传入希腊群岛，同希腊人的印度—亚利安语结合到了一起。
希腊人做出了一项简单的发明，就是用字母代表元音。元音一旦加入腓尼基人的辅音系统，就形成了一种便于使用的书写体系，这种体系在西方一直保持不变地沿用至今。
无论任何时候，凡有一种新的交流方式来到世界上，人类历史就会向前迈进一大步。希腊字母不仅是新的交流方式，而且它加工信息的方式极其有效，这给语言带来的革命性变化不啻今日的电脑。文字以字母表现，这是一种“方便用户”的系统，因为这无需像楔形文字等表意系统那样需要上千种形状。希腊文字只使用24种符号。当把这些符号一个个按特定顺序横着连成一串时，就形成了可以破译的代码，这样，最常见的形状就被赋予了记录和传递信息的功能，而且执行起来相对比较容易。
从另一个方面来讲，字母表是出现在人类文明中的最早的抽象艺术形式。当各个字母的实际形状同当初这些形状可能代表的事物脱离关系后，字母表的抽象性质便极可能潜移默化地促成使用者进行抽象思维。表意文字从根本上来说是图画，图画则可能包含若干套重叠在一起的概念。字母则不然，它们排除了这类概念，变成了词，连成了句，而词句的含义则取决于前后顺序。从表意系统转变成线性代码，从一图多意的夹缠中解脱出来，这加强了人们认为事物按顺序鱼贯相接的观念。因此，字母系统也就在不知不觉中将因果观带进了使用者的思考过程。