帕特农神庙的曲线骗了世人2500年？数学家说：根本没这回事

站在雅典卫城上，帕特农神庙看上去是一座规规矩矩的长方形建筑：多立克柱撑起柱廊，顶部是残破的三角形山花。但如果你凑近看，会发现这座2500年历史的建筑里，几乎找不到一条真正的直线，也找不到一个真正的直角。

长久以来，人们相信这是雅典建筑师故意为之——用微妙的曲线，去抵消人眼会产生的一种错觉，让整座神庙看起来笔直、完美。这个说法流传了两千多年，几乎成了建筑史上的常识。

但最近发表在《皇家学会开放科学》上的一项研究，把这个常识直接掀翻了。论文作者、牛津大学数学家阿兰·戈里耶（Alain Goriely）对《新科学家》说，这个说法是"人类历史上最古老、最持久的神话之一"。

他的原话是："人们普遍接受它是故意做成这样的。但严格来说，没有任何证据表明帕特农神庙的这些修正真的产生了所谓的视觉错觉。"

一个数学家，为什么跑去管神庙的闲事

戈里耶的本行是把数学用到生物学和工程学上。这次他把目光转向帕特农神庙，逐一检查了围绕这座建筑的四个"神话"：水平构件的曲线、柱子的收分（entasis）、转角柱的加宽，以及比例上的调整。

他的结论是：这些物理特征确实存在于帕特农神庙，但它们的目的并不是欺骗眼睛。

先看最出名的那条曲线。帕特农神庙的台基顶层，也就是柱基座（stylobate），有一条"刻意做出的轻微上凸曲线"。这不是猜的——19世纪的细致测量留下了数据：中间部分比两侧高出两英寸多一点。而且这条上凸曲线不只在台基顶层，还出现在地下的上层地基（euthynteria）和柱子顶上的檐部（entablature）上。

流传已久的解释是：如果这些线是直的，观众会看成向下塌陷，所以建筑师故意把它们做成上凸来"矫正"。

戈里耶不认这个账。他提到，像赫林错觉这类效应，在纸面上确实能给出方向一致的视觉效果，但"如果你真的去算一遍，就会发现这个效应根本不会出现"。他说，纸面上成立的东西，放到一座有真实观察者的三维建筑里，效果完全不同。

那如果不是为了矫正视觉，公元前5世纪的建筑师卡利克拉特斯和伊克提诺斯为什么要加这条曲线？

哈佛医学院研究视觉感知的神经科学家玛吉·利文斯通给《新科学家》提供了一个更朴素的答案："我认为一定是为了排水，就像公路上那样。"

这个说法，其实两千年前就有人提了

关于帕特农神庙水平曲线的"神话"，可以一路追溯到古代。公元前1世纪，罗马建筑师维特鲁威断言，帕特农神庙的设计者知道，如果线条完全笔直，看起来就会向下弯。维特鲁威的这句话被吸收进了帕特农神庙的传说里，从此代代相传。

戈里耶并不是第一个质疑它的人。研究卫城建筑的艺术史学家、帕特农神庙专家杰弗里·赫维特早在2007年就对PBS说过："维特鲁威似乎是在假设，帕特农神庙的建筑师希望它看起来完全笔直——希望它的线条看起来完全水平、完全垂直。我认为有充分的理由质疑这一点。"

顺带一个冷知识：美国纳什维尔也有一座帕特农神庙。它建于1897年，为田纳西百年纪念与国际博览会而建，是一座全尺寸复制品，坐落在被称为"南方雅典"的那座城市里。

柱子为什么中间鼓出来一块

戈里耶挑战的第二个结构元素，是帕特农神庙那些微微鼓起的柱子。这种建筑手法叫"收分"（entasis）。每根带凹槽的柱子高近35英尺，在中间部位向外鼓出大约一英寸。

长期以来的说法是：如果不这样鼓一下，柱子中段看起来会显得更细，所以这是为了对抗错觉。

戈里耶的说法很直接：胡说。他写道："直边柱身看起来会显得内凹，这个断言缺乏经验支持，而且据我所知，从来没有哪个这样的错觉被科学地演示过。"

鼓肚柱在多立克神庙里很常见，但专家们并不确切知道原因。赫维特对PBS的解释是："轻微的鼓起让柱子看起来处于紧绷状态；它们像是为了承受所负的重量而鼓起来。事实上，entasis在希腊语里就是张力或肿胀的意思。"

利文斯通则从另一个角度给出了可能：如果柱子往上变窄，那可能是为了让它们显得更高，或者只是因为——出于稳定性的考虑，人们本来就想要底部比顶部更粗。

转角柱、山花，和古希腊人的身高

帕特农神庙的转角柱，比其他柱子宽出一英寸半多一点。维特鲁威曾说，这是为了让它们在另一种视觉错觉下不至于显得更窄。戈里耶在研究中分析了已知的"辐照错觉"——一种与前景和背景亮度有关的效应——结论是：没有足够证据表明它适用于帕特农神庙的柱子。

最后一个"神话"关于神庙上层那些雕刻面板，也就是中楣。上面的人物，如果按现代人的头身比例去量，头部会显得略微偏大。有专家声称，雕塑家菲迪亚斯把头部做大，是为了让站在地面上的人——眼睛离人物脚部比离头部更近——看起来身体比例正常。

戈里耶的结论是另一回事：古希腊人的头身比例本来就与现代人不同，因为他们平均身高要矮得多。

所以，帕特农神庙那些建筑上的"怪癖"，并不是为了矫正视觉错觉，而是出于实用或美学上的考虑。菲迪亚斯是这个项目的艺术总监，赫维特曾猜测，帕特农神庙的收分和曲线可能出自他之手。

那这些曲线到底是为了什么

把戈里耶的分析串起来看，会发现一个有点反直觉的图景：我们习惯把古代建筑里的每一处"不精确"都解读成精心设计的视觉补偿，但至少在这座神庙上，这种解读缺乏实证。

排水、稳定性、让柱子显得更高、古希腊人本来就矮——这些都是更朴素、也更难被证伪的解释。它们不如"两千年前的人已经掌握了现代视知觉原理"来得浪漫，但它们不需要假设古人比我们更懂眼睛。

赫维特那句话或许值得再读一遍：维特鲁威似乎是在假设，帕特农神庙的建筑师希望它看起来完全笔直。而"有充分的理由质疑这一点"。

两千五百年来，我们一直在用同一种方式解释这座建筑。现在有人把计算器拿了出来，算完之后说：这个效应不会出现。至于真相是什么，戈里耶给出了他的答案，但这座神庙的曲线究竟为何存在，或许还需要更多人去量、去算、去争。