葛飾北齋畫出了神奈川巨浪，但你知道他畫的是流氓波嗎？

知識 03-07

說起日本江戶時期的浮世繪大師葛飾北齋，大概每個人腦子裡都會浮現出那幅《神奈川巨浪》，它已經是一個日本文化的標誌性存在，哪怕從來沒有去過霓虹國的人，估計也早就在各種畫冊、影視或日料店裡看了不下一百次。

整個世界範圍內，它的藝術影響力都是不言自明的，德加、馬奈等印象派畫家均為其折服，它甚至啟發音樂家德彪西做出了三個樂章的《大海》，詩人里爾克則為它寫下了《山嶽》。

這張葛飾北齋70歲左右畫成的傑作，年份大概在1830-1833年間，是他的「富岳三十六景」裡面的一張，和《凱風快晴》、《山下白雨》並為其代表作。

「三十六景」通過從不同角度去觀察富士山，留下了它在各種天氣和時節下的身影，初版36張，故得此名，其實後來又追加了10張，所以一共有46張。

凱風快晴

山下白雨

《神奈川巨浪》畫面展現的是巨大的驚濤駭浪中，三條漁船船身傾斜顛簸命懸一線的場景，在其中一條漁船背後，遙遠的富士山佔據了比較重要的位置，而在積雪皚皚的山頭上空，可以看到的雲似乎是積雨雲。

巨浪背光部分用了較大幾塊藍色，藍色曾經是非常貴的顏料，但由於便宜的普魯士藍在江戶時期經由海岸商貿進入了日本，所以葛飾北齋可以大量地使用而不心疼。

而畫中這些漁船，是為了漁業貿易而開發的快速貨船，稱為oshiokuri-bune，可裝載從鮮魚、乾魚到大米、蔬菜、木炭和原木在內的等各種物品。

神奈川如今已經被併入了橫濱，但回到葛飾北齋生活的時代，前者的地位卻是更重要的，兩者地位轉變發生在這幅畫完成後大約20年間，神奈川港是當時美國人希望日本開放的港口，但日本政府提出折中方案，即開放附近的一個小漁村橫濱，這個漁村很快就在規模和作用上取代了神奈川港。有趣的是，《神奈川巨浪》正好是把視角放到了今天橫濱港的位置。

除了江戶時期的社會風貌和地緣背景，畫面中可以讀到的信息還有很多，甚至它也是科學界的研究對象。

上個世紀70年代一手創建分形理論的美籍法國數學家B.B.芒德布羅數次援引神奈川巨浪作為自相似性的例子，在他的《自然的分形幾何》（The Fractal Geometry ofNature）一書中，就以葛飾北齋的畫筆來解釋海洋中經常可見的碎波分形特性。

把神奈川巨浪和分形聯繫起來，絕對不是一種勉強附會，葛飾北齋在1812年出版了一本用以教學的教材《略畫早指南》，第一卷就講到通過圓形、十字線、三角等基本形狀的疊加可以得到物體的輪廓。

其中一幅名為《海上富士》的示例木版畫中，可以清晰地看到他在波浪及其尖端使用不同尺度上的重複模式（分形）的痕迹，碎波最後變成了鳥類並飛向遠處的富士山。

另有一幅《雷暴中的富士山》，我們甚至可以在右側山體上看到類似於一種Julia集的板塊。Julia集是一個在複平面上形成分形的點的集合，以法國數學家Gaston Julia的名字命名。

海上富士

雷暴中的富士山

一種Julia集合

可以說，葛飾北齋的繪畫技巧已經很有現代意味，其中帶著演算法思想和入微觀察，這和他一直以來的自我訓練是分不開的。

他74歲那年（1834）出版了作品集《富士山百景》，後記中寫道：從6歲起，我就養成了寫生的習慣。從50歲起，我開始創作大量藝術作品，但我在70歲之前所做的一切都不值得關注。

73歲時，我開始掌握鳥獸、昆蟲和魚類的結構，以及植物的生長方式。只要我繼續努力，到80歲我一定會對它們有更深的了解，到90歲我就會滲透到它們的本質。

到100歲我希望能對它們有一個非凡的理解，而到110歲的時候，我可能已經達到了這樣一個階段，那就是我所畫的每一個點、每一筆都是有生命的。

願那些德高望重的人覺得我沒有太貪心。

《神奈川巨浪》對於科學家的另一個莫大吸引之處就在於他們想搞清楚這個巨浪的形成，到底是出於什麼原因。最初，它被認為是海嘯引起的，但也存有諸多疑點。

2007年，英國皇家學會的科學史期刊《注釋與記錄》刊登了Julyan Cartwright和Hisami Nakamura兩人撰寫的《神奈川巨浪到底是什麼波？》，此文結合其所處歷史時期，以及畫面中波浪的表現，做了詳盡分析，指出這個巨浪不太可能是海嘯帶來的。

因為通過和船體大小的比較大致可以算出這個浪高達10-12米，然而結合與富士山的距離能得到的信息是它所處的位置還在海灣內，與海岸離得較遠，海嘯在這個地段尚無法激起如此高的浪。

這種10米以上的巨浪更有可能是被叫做「反常波」（freak wave）或「流氓波」（rogue wave）的物理現象。

2012年，《注釋與記錄》還刊登了另一篇討論這副名畫的文章《關於葛飾北齋的神奈川巨浪：定位、線性和來自亞南極水域的流氓波》，把它和一幅真實中拍到的巨浪（流氓波）做了比較，指出了它們在形態上的相似，一個重要特徵是兩者都存在幾個大振幅的周圍波。

流氓波是一種非線性波，而海嘯波在寬闊的水域中其動力學行為都是遵循線性波的，只有到達距離岸邊1/7個波長之處才會摻入非線性機制而驟然抬高，這也解釋了上面提到的一點，即為何在海灣範圍內海嘯波不會如此巨大。

這種超乎尋常的巨浪也會被叫做Draupner波，1995年1月1日，有人在挪威海岸附近的北海Draupner平台上發現過一條高度超過25米的海浪。

而在最近，來自英國、蘇格蘭和澳大利亞的一個國際研究小組利用愛丁堡大學的FloWave海洋能源研究中心的設施，居然在實驗室中成功做出了神奈川巨浪。

首席作者、牛津大學工程科學系研究助理Mark McAllister表示，他們破解了「流氓波」的配方：只需要兩個較小的波群以大約120度的角度相交，這樣的話，波峰下的水平流體速度會被抵消，產生的波浪能變得更高而不會發生斷裂。

這一發現將使科學家對反常波浪的理解「從單純的民間傳說轉變為可信的現實世界現象」。

通過在實驗室中重現Draupner波，人們將進一步了解這種現象的潛在機制，研究小組希望這項工作能應用於日常，幫助海洋科學家們預測潛在的災難性波浪。

倘若葛飾北齋泉下有知，也會對自己的作品能如此深入到事物的本質而開心不已吧。

References：

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsnr.2007.0039

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsnr.2012.0066

https://ucsdvis159.wordpress.com/2015/03/02/fractals-in-fine-art

M. L. McAllister, S.Draycott, T. A. A. Adcock, P. H. Taylor，Laboratoryrecreation of the Draupner wave and the role of breaking in crossing seas，Journal ofFluid Mechanics

作者：小庄

本文經授權轉載自

科學藝術研究中心

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