河南省科技館張偉亞

科學(xué)美及科學(xué)審美

河南省科技館張偉亞

一、科學(xué)美的客觀存在

許多著名科學(xué)家都在各自的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中感受、體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)科學(xué)美的存在。愛因斯坦曾稱贊玻爾提出的原子中電子殼層模型及其定律是“思想領(lǐng)域中最高音樂神韻”，而愛因斯坦的相對(duì)論則被不少科學(xué)家譽(yù)為“物理學(xué)中最美一個(gè)理論”。玻爾茲曼曾經(jīng)把麥克斯韋關(guān)于氣體動(dòng)力學(xué)的論文當(dāng)做神奇壯美的交響樂來欣賞。盡管科學(xué)家們對(duì)科學(xué)美的闡述大多比較零散、缺乏系統(tǒng)，但他們對(duì)科學(xué)美的肯定則是不容置疑的?？茖W(xué)美是美的一種高級(jí)形式，是人們按照美的規(guī)律創(chuàng)造出來的。它是在人類審美心理、審美意識(shí)達(dá)到較高發(fā)展階段，理論思維與審美意識(shí)相互交融、滲透的情況下產(chǎn)生的?？茖W(xué)美客觀地存在于人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明之中，它是人類在探索、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的過程中所創(chuàng)造形成的。

二、科學(xué)是美與真的統(tǒng)一

科學(xué)研究的對(duì)象首先是自然世界?？茖W(xué)研究的目的在于揭示自然奧秘，現(xiàn)出自然真貌，反映自然規(guī)律。自然界在外觀上紛繁復(fù)雜，似乎雜亂無章，但在實(shí)質(zhì)上卻是和諧統(tǒng)一、有規(guī)律可循的?？茖W(xué)研究就是力圖把握自然統(tǒng)一與和諧。一種科學(xué)理論成果，如果揭示了自然界規(guī)律，反映了自然界和諧，它就不僅是“真”，而且是“美”?？茖W(xué)最高境界便是這種真與美的統(tǒng)一。愛因斯坦相對(duì)論、普朗克量子論等科學(xué)發(fā)現(xiàn)被人們稱為“科學(xué)藝術(shù)品”，絕不是沒有道理的?？茖W(xué)美的實(shí)質(zhì)在于它能夠把握客觀存在，反映自然界內(nèi)在和諧，自然和諧與統(tǒng)一決定了科學(xué)理論和諧與統(tǒng)一，應(yīng)該說，是大自然和諧之美決定了科學(xué)理論和諧之美。

三、科學(xué)美的形態(tài)

1.科學(xué)事實(shí)美?？茖W(xué)事實(shí)美是自然界和諧結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式等客觀存在的科學(xué)研究對(duì)象美。它是一種內(nèi)在理性美，不是感性直觀所能直接體會(huì)到的，它需要通過純粹理智去感受。常人對(duì)科學(xué)事實(shí)也許并不能觀察到特別的美感，但科學(xué)家卻能從中感受到它的迷人特質(zhì)。如，達(dá)爾文把他所看到的熱帶植物描繪成永遠(yuǎn)留在人們心中的無限美麗的圖像，他在談到一草一木時(shí)，都會(huì)把它們看成活的、有人格的東西。

2.科學(xué)理論美。一種科學(xué)理論如果能以盡可能少的基本假設(shè)，運(yùn)用明晰而嚴(yán)密的邏輯工具推演出具有普遍深遠(yuǎn)含義的結(jié)論，得出簡(jiǎn)單、對(duì)稱的方程和公式，作出精彩的科學(xué)預(yù)見，那么，這種理論就被科學(xué)家們稱為美。歐幾里德平面幾何學(xué)可以說是科學(xué)理論體系中美的典范。整個(gè)理論體系從10條公設(shè)和10條公理出發(fā)，演繹縝密而引人入勝。許多科學(xué)家稱它為“雄偉結(jié)構(gòu)”，“巍峨階梯”。除此之外，愛因斯坦廣義相對(duì)論，更是被無數(shù)科學(xué)家稱贊為“偉大科學(xué)藝術(shù)品”。

3.科學(xué)實(shí)驗(yàn)美?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)美包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的思想創(chuàng)造性、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的新穎性，以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)與操作過程中的藝術(shù)性等諸因素。無論從設(shè)計(jì)還是實(shí)踐來講，科學(xué)實(shí)驗(yàn)美都讓人感到嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔、有序、富有藝術(shù)韻律感和藝術(shù)審美魅力。從美感效應(yīng)來說，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的巧妙帶給實(shí)驗(yàn)者的審美愉快不亞于完成一件藝術(shù)杰作，因此，杰出實(shí)驗(yàn)科學(xué)家常被人稱為實(shí)驗(yàn)藝術(shù)家。美籍華裔學(xué)者吳健雄是當(dāng)代最杰出的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一，他的無與倫比的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)取得了巨大成功，在實(shí)驗(yàn)科學(xué)史上譜寫了光輝一頁(yè)，也為實(shí)驗(yàn)美增加了一個(gè)精彩范例。

四、科學(xué)審美在科學(xué)創(chuàng)造中的作用

1.動(dòng)力作用。對(duì)科學(xué)美的興趣、好奇可以激發(fā)科學(xué)家的探索欲望，形成持久動(dòng)力，激活科學(xué)家的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象。面對(duì)紛繁復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，科學(xué)家總是力求找出其內(nèi)在規(guī)律，試圖建構(gòu)一套美的符號(hào)體系，最準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)潔、最概括地傳達(dá)出其所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。追求科學(xué)理論的不斷完美，是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)造的恒久動(dòng)力。如，愛因斯坦對(duì)于理論建構(gòu)的美學(xué)動(dòng)機(jī)十分重視，他堅(jiān)信優(yōu)美的數(shù)學(xué)形式和現(xiàn)實(shí)物理世界之間一定有著必然聯(lián)系。很多科學(xué)家依據(jù)審美價(jià)值尺度，按照美的規(guī)律從事科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)造，認(rèn)為科學(xué)理論不僅應(yīng)當(dāng)是真的，而且應(yīng)當(dāng)是美的。

2.啟迪作用。科學(xué)審美啟迪也具有形象性特點(diǎn)，魏格拉提出大陸漂移說理論就是得益于此。魏格拉就是因?yàn)槭艿降貓D上大陸邊緣圖形吻合的啟發(fā)而進(jìn)行深入研究，最終提出了大陸漂移說。在科學(xué)史上，集科學(xué)家和藝術(shù)家于一身者不乏其人，許多科學(xué)家同時(shí)有著很好的藝術(shù)修養(yǎng)。因此，從藝術(shù)審美中受到啟迪的事例在科學(xué)研究中也比比皆是。偉大的天文學(xué)家開普勒在研究行星運(yùn)行規(guī)律時(shí)，就受到過家鄉(xiāng)民歌《和諧曲》的啟示。他將行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)角速度與樂曲和諧旋律作類比，由此進(jìn)一步研究，最后得出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律，成為“天空立法者”。

3.科學(xué)預(yù)構(gòu)作用。審美預(yù)構(gòu)是科學(xué)家在科學(xué)資料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏的情況下，受到相關(guān)領(lǐng)域中某些事物美學(xué)特性啟發(fā)，以美引真，從而提出科學(xué)理論的過程。

綜上，對(duì)科學(xué)美的好奇和追求可以成為科學(xué)創(chuàng)造的心理力量，能夠推動(dòng)科學(xué)家不懈地去探索宇宙奧秘，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，取得創(chuàng)造性成果。所以，科技工作者在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，不僅不應(yīng)忽視科學(xué)美，還要加強(qiáng)美學(xué)方面的修養(yǎng)，遵循美學(xué)原則，既求真又求美。