歐陽江南

在閱讀物理學(xué)家的傳記時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)：很多物理學(xué)家都是音樂愛好者。我們知道，物理學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模魳穮s是浪漫的。這兩種迥然不同的思維方式竟如此神奇地統(tǒng)一在那些物理學(xué)家身上，這是什么原因呢?

開普勒：在音樂中發(fā)現(xiàn)宇宙和諧

開普勒是集天文學(xué)家、星相和音樂愛好者于一身的科學(xué)家。他還沒正式登上科學(xué)殿堂之前，寫過一本叫《宇宙的奧秘》的書，古希臘的“宇宙和諧”是這本書的基本思想，其思想來源于托勒密有關(guān)“諧音”的論述。開普勒從討論音樂的諧音著手，給出一組悅耳的樂音振動(dòng)弦的長度比例，再使特定的“諧音”比列與某個(gè)正多面體相關(guān)聯(lián)，進(jìn)而得出了一個(gè)球體與多面體相互嵌入的宇宙模型。這個(gè)模型的科學(xué)價(jià)值雖然不大，但卻展示了開普勒的想象能力，并由此受到當(dāng)時(shí)的大天文學(xué)家弟谷的重用，開始了他研究行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)生涯。

弟谷逝世之后，開普勒著手整理弟谷積累了40年的天文觀測資料，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)第一、第二定律。之后他以更大的熱情探尋宇宙和諧，他從一首古老的“和諧序曲”的音樂受到啟發(fā)，通過對音樂的和諧(諧音)和占星的和諧(星相)進(jìn)行深刻的數(shù)學(xué)分析，終于在1619年完成了他的《宇宙和諧論》。在該書的最后一章中，他說明了諧音原則也可以在太陽坐標(biāo)系中將行星近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的角速度表示出來，從而得到了行星運(yùn)動(dòng)第三定律。他甚至還將第三定律用一首“行星協(xié)奏曲”譜寫出來。

牛頓：在音樂中發(fā)現(xiàn)光的韻律

牛頓在劍橋大學(xué)“三一”學(xué)院讀書時(shí)就開始學(xué)習(xí)音樂理論。后來到鄉(xiāng)下躲瘟疫時(shí)，他開始將音樂知識(shí)應(yīng)用于對光和顏色的研究。

牛頓曾將自己用三棱鏡分得的太陽光譜定義為五種顏色：紅、黃、綠、藍(lán)、紫，但他對這樣定義的光譜不太滿意，因?yàn)閮啥说墓庾V帶的間隔比中間的大1／3。于是他在紅色和黃色之間定義了橙色；在藍(lán)色和紫色之間又定義了靛色，這樣一來光譜就“更美、更勻稱”，比原先的五種顏色“更具有純潔的對稱性”。

本來，在黃色與綠色之間以及綠色與藍(lán)色之間還可以定義兩種顏色，但牛頓沒有這樣做，因?yàn)樗压庾V和樂音進(jìn)行了類比，認(rèn)為樂音有七個(gè)音符，光譜也只應(yīng)有七種顏色。他說：“在把顏色散開來之后，我發(fā)現(xiàn)每種顏色正好出現(xiàn)在它相應(yīng)的位置上，勻稱地排列成一串，仿佛構(gòu)成了聲樂中的一個(gè)個(gè)音符?！?/p>

1675年，牛頓向英國皇家學(xué)會(huì)提交了一篇論文，提出了把顏色與音樂聯(lián)系起來的學(xué)說：光刺激眼睛激起振動(dòng)，振動(dòng)沿光神經(jīng)傳入感覺中樞，這與喇叭中的聲音類似。正如聲音的和諧與否取決于空氣的振動(dòng)特性，顏色和諧與否取決于光的振動(dòng)特性。顏色可以比較出它們的色階：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，這與七度音階的逐次升調(diào)有相同的基礎(chǔ)。這樣，太陽的七色光譜自牛頓定義以來一直沿用到今天。

愛因斯坦：在音樂中自由想象

愛因斯坦的媽媽能彈會(huì)唱，受母親的影響，愛因斯坦從小就熱愛音樂，尤其喜歡演奏小提琴。愛因斯坦在創(chuàng)立現(xiàn)代物理學(xué)的過程中，非邏輯的科研方法發(fā)揮了重要作用，而這種方法的形成又與他熱愛音樂有密切的關(guān)系。因?yàn)?，音樂不但對科學(xué)研究有直接的“誘發(fā)”作用和承擔(dān)起美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的作用，而且還能豐富科學(xué)家思想中的非邏輯思維。

愛因斯坦的相對論就是一種非凡想象力的體現(xiàn)，試想，如果沒有天馬行空的想象，那神奇的“追光實(shí)驗(yàn)”和“升降機(jī)實(shí)驗(yàn)”能構(gòu)思出來嗎?那讓人難以接受的“狹義相對論”和跑得更遠(yuǎn)的“廣義相對論”又能創(chuàng)立起來嗎?而這種超凡的想象力有相當(dāng)部分得益于音樂的熏陶。

有專家評(píng)論說，莫扎特的音樂不僅是美的，它還具有某種超脫時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境的驚人的獨(dú)立性和想象力，這似乎是為愛因斯坦創(chuàng)作的音樂。的確，獨(dú)立自由的想象正是愛因斯坦科學(xué)思想中最具特色的東西。