□姬炤華
許多有識(shí)之士對(duì)此非常焦慮不安,大聲呼吁藝術(shù)的重要,其中就包括諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者李政道先生,他認(rèn)為科學(xué)與藝術(shù)二者是密不可分的,經(jīng)常回國(guó)向各方面積極宣傳這種思想。
李政道先生說:“美蘇之爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是什么?我們一直以為是軍備競(jìng)賽,是工業(yè)競(jìng)爭(zhēng),是鋼鐵比賽,直到世紀(jì)末我們才明白,他們競(jìng)爭(zhēng)的最深層的東西是有藝術(shù)氣質(zhì)的高科技人才。”
在20 世紀(jì)50 年代美蘇空間技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中,蘇聯(lián)于1957 年11 月把人類第一顆人造衛(wèi)星送上了天,美國(guó)一直自認(rèn)為是20 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)第一超級(jí)大國(guó),這一下舉國(guó)感到恥辱。各部門首先指責(zé)教育界,教育界認(rèn)真反省后提出這樣的觀點(diǎn):美國(guó)的科學(xué)教育是先進(jìn)的,但藝術(shù)教育落后,即兩國(guó)科技人員不同的藝術(shù)素養(yǎng)導(dǎo)致了美國(guó)空間技術(shù)的落后。為此,1967 年美國(guó)哈佛大學(xué)設(shè)立“零點(diǎn)項(xiàng)目”研究,之所以用“零”命名,是表示對(duì)藝術(shù)教育認(rèn)識(shí)的空白?!傲泓c(diǎn)項(xiàng)目”花費(fèi)了上億美元,參加的科學(xué)家超過百名,他們?cè)?00 多個(gè)公立和私立學(xué)校做實(shí)驗(yàn),有的從幼兒園起連續(xù)追蹤20 年,出版了幾十本專著、上千篇論文。他們的研究成果導(dǎo)致了美國(guó)國(guó)會(huì)于1993 年3 月通過了克林頓政府提出的“2000 年目標(biāo):美國(guó)教育法”,在美國(guó)歷史上第一次將藝術(shù)與數(shù)學(xué)、歷史、語(yǔ)言、自然科學(xué)并列為基礎(chǔ)教育的核心學(xué)科,為此還制定了《美國(guó)藝術(shù)教育國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》,并總結(jié)出這樣的結(jié)論:缺乏基本的藝術(shù)知識(shí)和技能的教育絕不能稱為真正的教育。
為了引起國(guó)人對(duì)于藝術(shù)的重視,李政道曾在炎黃藝術(shù)館、北京醫(yī)科大學(xué)等地與國(guó)內(nèi)的科學(xué)家、音樂家和畫家一道,舉辦“科學(xué)與藝術(shù)研討會(huì)”。曾赴美考察過“零點(diǎn)項(xiàng)目”的與會(huì)專家說:“美國(guó)所有的大學(xué),藝術(shù)之普及是我們不能想象的,所有學(xué)科的學(xué)生都可選藝術(shù)課程,專業(yè)藝術(shù)教育與非專業(yè)藝術(shù)教育界限不清,常常一個(gè)化學(xué)博士又是一個(gè)著名的演奏家?!保ɡ钫老壬鼻谐珜?dǎo)藝術(shù)之事,可參考《中國(guó)青年報(bào)》等媒體的相關(guān)報(bào)道。)
那么,藝術(shù)和近代科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展到底是什么關(guān)系?科技乃至經(jīng)濟(jì)的繁榮真的離不開藝術(shù)嗎?
答案是肯定的。否則如何解釋文藝復(fù)興以來藝術(shù)的繁榮先于科技和經(jīng)濟(jì),而不是反之呢?我們通常認(rèn)為:科技發(fā)達(dá)了,經(jīng)濟(jì)就繁榮,經(jīng)濟(jì)繁榮了,藝術(shù)才昌盛。但經(jīng)濟(jì)起來了,藝術(shù)還趴著的情況并不鮮見。仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn),這樣的地區(qū)創(chuàng)造力不足,其經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)其他地區(qū)的依賴較多,往往是授人以柄,被他人控制,經(jīng)濟(jì)繁榮無法持續(xù)和長(zhǎng)久。
對(duì)這個(gè)問題李政道先生是怎么看的呢?他認(rèn)為:“偉大藝術(shù)的美學(xué)鑒賞和偉大科學(xué)觀念的理解都需要智慧……科學(xué)和藝術(shù)是不可分割的,就像一枚硬幣的兩面,它們共同的基礎(chǔ)是人類的創(chuàng)造力。”“創(chuàng)造力”這個(gè)詞又出現(xiàn)了,李政道先生所說的藝術(shù)的鑒賞和科學(xué)觀念的理解都需要的“智慧”是什么呢?這種“智慧”在什么地方起作用呢?這要從一個(gè)欺騙了世人數(shù)百年的實(shí)驗(yàn)說起。
有這樣一個(gè)廣為人知的故事:在古希臘,哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為,物體總是趨向于它們?cè)谟钪嬷械淖匀晃恢?,重的物體的自然位置是趨向于地球的中心(也即宇宙的中心),也就是下落;而氣體、火焰等輕的物體自然位置是天空,所以它們往上飄。因此,越重的物體下落得越快,越輕的物體下落得越慢。到了文藝復(fù)興時(shí)期,這一觀點(diǎn)受到了人們的懷疑。于是有一天,著名的天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略來到了同樣著名的意大利比薩斜塔上,在眾目睽睽之下將一只鉛球和一只木球同時(shí)從塔上拋下,木球和鉛球同時(shí)落到了地上。于是,亞里士多德的理論被伽利略推翻了,這就是著名的“自由落體實(shí)驗(yàn)”。
可惜著名歸著名,但未必就是事實(shí)。伽利略本人在著作中雖然提到過類似的實(shí)驗(yàn),但從沒說過這個(gè)實(shí)驗(yàn)是自己做的,而且在伽利略之前就有人做過這樣的實(shí)驗(yàn)?!氨人_斜塔實(shí)驗(yàn)”這個(gè)故事出自伽利略的學(xué)生維維安尼之口,記錄在他的著作《伽利略生平的歷史故事》中,與伽利略同時(shí)代的其他人都沒有關(guān)于這次實(shí)驗(yàn)的記載。
到了20 世紀(jì),許多科學(xué)史家便對(duì)這一說法提出了質(zhì)疑:16 世紀(jì)時(shí),在還沒有高速攝影和精確計(jì)時(shí)器的情況下,伽利略怎么能得出木球和鉛球同時(shí)落地的結(jié)論呢?更不要說得出自由落體定律,算出重力加速度了。于是很多學(xué)者紛紛模仿伽利略,再現(xiàn)當(dāng)年的實(shí)驗(yàn)狀況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同物質(zhì)構(gòu)成的球體在同一高度同時(shí)落下后,由于空氣阻力和各種不可控制的干擾因素的影響下,存在著相當(dāng)大的落地差。比如同樣大小的鐵球和軟橡皮球在30 米的高度同時(shí)落下,其落地差竟達(dá)7 米,也就是當(dāng)鐵球落地時(shí),軟橡皮球距離地面還有7 米,任何人用肉眼都可以看出來!“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”就這樣被推翻了。其實(shí),重量不同的物體不會(huì)同時(shí)落地是一個(gè)常識(shí),如果我們?cè)诩依镒约鹤鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)的話,也會(huì)得出和亞里士多德一樣的結(jié)論。
這究竟是怎么回事?不是說伽利略糾正了持續(xù)1900 多年的錯(cuò)誤理論嗎?
是的,伽利略的確糾正了亞里士多德,但不是這么干的。人們之所以會(huì)相信維維安尼這個(gè)“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”的故事,就因?yàn)檫@個(gè)故事符合日常經(jīng)驗(yàn),怎么證明木球和鉛球是否同時(shí)落地呢?找個(gè)高的地方扔下去唄。其實(shí)哪有這么簡(jiǎn)單,許多看似簡(jiǎn)單的事情都復(fù)雜著呢,簡(jiǎn)單粗線條的方法往往都行不通,因?yàn)閱螒{日常經(jīng)驗(yàn)判斷問題是不行的。
要通過做實(shí)驗(yàn)得出科學(xué)可靠的結(jié)論,就要求實(shí)驗(yàn)是不受任何干擾的,偶然因素起重要作用時(shí)的觀測(cè)結(jié)果不能為據(jù),實(shí)驗(yàn)者要使實(shí)驗(yàn)在嚴(yán)格控制下進(jìn)行,其他人在別的地方以同樣的條件和方法做這同一個(gè)實(shí)驗(yàn),也能得出相同的結(jié)果。而“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”就是不可控的,不但空氣存在阻力,而且沒有準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)和測(cè)量裝置。
這可就有點(diǎn)麻煩了,別說鉛球,就是木球落地的速度都極快,得以“秒”計(jì)算,而伽利略生活的時(shí)代可沒有秒表。伽利略要想做成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的話,就必須獲得極其精準(zhǔn)的時(shí)鐘,或者有20 世紀(jì)才有的高速攝影機(jī)!不可能,此路不通!那就得另尋他途,鉛球下落的速度要是能很慢就好了,必須慢下來,但鉛球仍然還得是“自由落體”(指僅受重力影響的落體),不能拿繩拽著,否則實(shí)驗(yàn)就沒有意義。到了這個(gè)份兒上,伽利略的實(shí)驗(yàn)看來是搞不成了。
就在這個(gè)節(jié)骨眼兒上,李政道先生所說的“智慧”出來幫忙了。伽利略自幼愛好繪畫和音樂,愛好藝術(shù)使伽利略有著超乎常人的想象力,而繪畫則使他具有很強(qiáng)的空間理解力和想象力。
這時(shí),伽利略就運(yùn)用他的空間想象力,想出了一個(gè)絕妙的主意,來“沖淡”地球的重力。他制作了一個(gè)儀器,這個(gè)儀器有一個(gè)可以由螺桿調(diào)節(jié)傾角的斜槽,斜槽上標(biāo)有距離刻度,他用觀察小球在斜槽上的運(yùn)動(dòng)來代替“自由落體”,巧妙地把無法控制的垂直運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)化為可以控制速度的斜面運(yùn)動(dòng)。斜面越陡,速度就越快。當(dāng)斜面幾乎被豎立起來,傾角接近90 度時(shí),小球就自由落下,而斜面接近水平,傾角很小時(shí),小球的速度就變得可以測(cè)量了。伽利略采用類似中國(guó)古代“銅壺滴漏”的水鐘來計(jì)時(shí),水鐘的底部有小口,流出的水量在一定的時(shí)間內(nèi)是相等的。水鐘對(duì)于高速做垂直運(yùn)動(dòng)的“自由落體”是沒用的,但記錄斜面上小球的運(yùn)動(dòng)足夠精確了。他記錄下相等的時(shí)間間隔中,即水鐘流下相同數(shù)量的水時(shí),小球到達(dá)的位置,從其中的規(guī)律中得到了自由落體定律,算出了重力加速度的值。