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科學與藝術誰也離不開誰
2019年08月30日 19:58 來源:《學習時報》 作者:陳慶修 字號

內容摘要:

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作者簡介:

  科學與藝術之間到底存在什么關系?從表面上看,科學與藝術分屬不同學科,差異極大,科學具抽象性,藝術具形象性;科學重理性,嚴謹求真,依靠歸納與推理;藝術重感性,浪漫求美,依賴靈感與想象。

  但從歷史上看,科學與藝術形影不離,共同描繪了人類燦爛的文明。正如諾貝爾物理學獎獲得者李政道說:“科學與藝術是一個硬幣的兩面,誰也離不開誰?!?/p>

  求真求美是科學與藝術的共性

  科學是求真的探索,藝術是求美的探索。而科學家像藝術家一樣追求美,藝術家像科學家一樣追求真,這是二者取得突破性成就的重要途徑。

  英國理論物理學家狄拉克,在獲得諾貝爾物理學獎時說:“理論物理學家的工作,就是以漫長的一生追求美?!睌祵W家邱成桐說:“數學的美和藝術的美是相通的……真與美總是聯系在一起的,這種對美的探究和追求,是讓數學家不停鉆研的動力?!敝挥袑茖W從宏觀上和整體上有所領悟,對科學產生美感,才可能做出杰出成就。對美的探究和追求,讓科學家愿意克服種種困難,不斷攀登高峰,以獲得美的體驗和精神享受。

  同樣,藝術家求真也是造詣精湛的必由之路。黃金分割比例0.618是世界上公認的最美數字,宇宙萬物凡是符合黃金分割規律的無不是美麗的。這一神奇的數字具有很高的美學價值,廣泛存在于各種藝術品中,如名畫《蒙娜麗莎的微笑》和希臘的帕提農神廟。在藝術創作中主動運用黃金分割規律,無疑是藝術境界出神入化的秘密通道。

  從這個角度說,科學與藝術更深層次的相通之處在于非功利的精神氣質,體現在共同追求普遍性和永恒性,也就是既求真也求美。在這種境界中,所形成的科研成果和藝術作品往往具有里程碑意義。

  在美的韻律中開辟創新捷徑

  把握科學與藝術的共性,在科學研究中依照美的天性可以獨辟蹊徑。這方面的例子不勝枚舉。1996年,英、美三位科學家因為成功制取并揭示了C60的特殊結構,而獲得諾貝爾化學獎。出乎意料的是,C60結構的靈感竟來自藝術作品!1985年,這三位科學家用激光轟擊石墨,形成了碳新的結構形態,就是C60。他們要盡快發表論文公布這項成果,就必須給出其結構??墒?,當時樣品數量太少,難以進行儀器分析,他們靈機一動,想到了1967年加拿大蒙特利爾世博會上,由藝術家巴克敏斯特·富勒設計的優美球形結構的美國館。C60是不是類似的球形結構?十年之后,人們制作出足夠的樣品后,通過X射線衍射分析,證實了他們的設想。

  追求實驗美、理論美和方程美的非邏輯思維能夠助推科學研究。愛因斯坦的助手霍夫曼,在分析愛因斯坦成功的奧秘時說:“愛因斯坦的研究方法,雖然以淵博的物理學知識為基礎,但在本質上,是美學的、直覺的?!笨茖W史上,有很多杰出科學家所采取的研究方法,本質上是美學的、直覺的。這是一種沒有完整的分析過程與邏輯程序,而是依靠靈感或頓悟迅速理解并作出判斷和結論的思維,即靈感思維。錢學森把思維歸納為三種形式,即邏輯思維、形象思維和靈感思維。他認為,科學創新離不開這三種思維方式。

  當然,藝術思維并不否定科學思維,當科學家面對漫無頭緒的復雜現象,用已有的方式方法無從下手,而憑審美直覺提出簡潔設想或理論,常常具有建設性。這樣做的前提是專業素養和科學基礎,而單憑美感解決不了科學問題。

  美是大自然天性和規律的表象

  藝術美學思維之所以能為科學研究開辟捷徑,根本原因在于大自然在最基礎的水平上是按美來設計的,以和諧統一、簡潔有序、高度概括等美學要素來審視,大自然本身就很美,美是大自然天性和規律的表象。而揭示大自然真相和規律的實驗、方程、科學原理,以美的形式來呈現也算順其自然。愛因斯坦狹義相對論導出的質能方程:E=mc ,將自然界普遍存在的質量和能量,以極其簡潔的形式呈現出來,成為美學史上和美學教科書中科學美的經典。

  再例如,歐拉公式、牛頓力學三大定律等著名理論,也是大道至簡、大美天成??茖W公式或科學理論越簡單,概括自然現象越普遍,應用范圍越廣闊,在美學上價值越高。

  科學與藝術有著異曲同工之妙。遵循科學規律同樣是藝術創造的重要手法,從文藝復興時期畫家使用透視法,到21世紀用算法型塑藝術作品,以及電影《阿凡達》和《盜夢空間》利用電腦技術進行藝術創作等,都是以科學之真求美。

  比利時科學史專家喬治·薩頓認為:理解科學需要藝術,而理解藝術同樣也需要科學。早在19世紀中葉法國著名文學家福樓拜就預言:“越往前走,藝術越要科學化,同時科學越要藝術化。兩者在山麓分手,回頭又在山頂會合?!彼囆g與科學之間,無論山上山下,始終心有靈犀。

  總之,科學之美是客觀的,藝術之美則離不開人類。在主觀與客觀的相長中,能開出異常瑰麗的花朵,結出奇異的碩果。這是科學家運用形象思維,發揮藝術家想象力,取得重大科學突破給世人的啟示。

作者簡介

姓名:陳慶修 工作單位:

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