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科学美与艺术美

已有 11123 次阅读 2019-3-1 08:09 |个人分类:科学思想|系统分类:科普集锦

·什么是美

 

每个人都能感受美,识别美,万千世界中有万千种美!九寨沟美景如画游人如织,这是自然美;卢浮宫中,人们欣赏《蒙娜丽莎》永恒的微笑,这是艺术美;徐志摩的《再别康桥》,令人回味无穷,这是诗歌的意境美;罗素回忆他在11岁学习欧氏几何时的感受“犹如初恋般令我神魂颠倒”,这是数学美;狄拉克说:“使一个方程具有美感,比使它去符合实验更重要”,这是科学美。

 

然而,到底什么是美?却是古往今来多少哲学家孜孜不倦地探寻却又难以回答的问题。美是什么?什么是美?如何定义?美是主观的,还是客观的?哲人们从古希腊就开始讨论美:亚里士多德认为美是善,柏拉图说美是理念,毕达哥拉斯派认为美是数与数的和谐。

 

维基百科上说:“美,指‘某一事物引起人们愉悦情感的一种属性’”。美与人们的“情感”有关,说明美是一种主观感觉,不同的人,对美会有不同的看法和标准,据说钱钟书曾引用伏尔泰的说法来表达美之主观性:在雄蛤蟆的眼里,雌蛤蟆最美!也就是我们通常所说“情人眼里出西施”的意思吧。休谟的说法更为夸张“美并非事物本身的属性,它只存在观赏者的心里”。俄罗斯思想家和文学评论家别林斯基也曾经有过类似的说法:美都是从灵魂深处感知的,也认为美是一种来自人灵魂深处的反应。

 

既然美是主观感受,并非客观存在的标准,那么,同一件事情,有的人认为美,有的人认为不美;今天认为是美,明天认为不美,就都是可能的了。

 

外在事物通过感官进入内心,使你感到欣喜和满足,便形成美感。“心有灵犀一点通”,一切美感源于灵魂,起于心动。没有了因感觉而颤动的心灵,便不会感到“美”。即使面对着绝世美女的画像,看到的也只不过是各种颜色的堆积,各种频率的电磁波,聚集在视网膜上而已。

 

这么说肯定有人不同意。他们说:人人都知道,猫头鹰丑陋孔雀漂亮,猪八戒难看西施美,这能没有客观的标准吗?如果美感只是主观的,那么,为什么大多数人会有共同体验的美感呢?

 

多数人的看法,仍然不等于客观标准。爱美之心,人皆有之。人为什么对美会有共同的感受?发出共同的赞叹?那是因为我们有共同的文化基础。人类进入了文明,也产生了文化,文化中的“美”体现了人类这个群体共同的审美记忆。在人类文化的范畴中,美的事物有它们共同的规律,这个规律的确是人类文化中的一种“客观存在”,能使得大多数人产生美感的事物,就是因为符合了文化中的这种客观规律。就这个意义而言,美感有其“客观”的一面,但这与认为美是事物的客观性质,还是两码事。

 

不过,根据维基上的定义,认为美是一种“属性”,属性,是物体固有的。细观美的事物,一般都具有协调的比例(例如黄金分割)、壮丽而诱人的光辉、和谐的颜色搭配等,物体的这些“属性” ,赏心悦目,普遍地给予大多数人以美感。因此,“美感”的产生,不全在物也不全在人,应该是客观属性与主观感觉都有,缺一不可。也就是说,美是一种客观存在与内心想象相吻合时产生的共鸣。

 

·艺术美

 

世界上有各种各样的美。每个人的学历、经历、素质、见识、还有所处环境都不同,决定了他所属的不同文化圈子,因而,对各种美有不同的感觉和不同的欣赏水平。

 

艺术美中,主观的成分应该多一些。因为艺术是人为创造的,艺术不能脱离“人”而存在。即使艺术品具有使你产生美感的属性,这属性也是被创造艺术品的作者(人)赋予的。你如果更多了解作者的文化背景、创作时代、思想趣味,便更能够欣赏其作品之美。


文艺复兴艺术三杰的作品

拉斐尔·圣齐奥(Raphael 1483年-1520年)

达·芬奇(da Vinci1452年-1519年)

米开朗基罗(1475年-1564年)

 

达芬奇画了一幅“蒙娜丽莎”。有人从中看到美妇人五官匀称协调之美;有人被她亲切永恒的微笑所感动;有人从其微笑看到妇人内心的善良之美;还有人体会到妇人的表情中有股哀伤,即哀怨之美;有人感觉这幅画的美中隐藏着神秘,更有甚者还看出了其中暗藏的密码,便联想翩翩企图破解玄机,这也算是一种特殊美感吧。这些感受因人而异,但都是人为产生的主观感觉,画像本身,或许具有能够被“文明人类”所共同欣赏的美的某种属性,但似乎并不具有任何能感动世间万物的“美”的客观特质。例如,试想某一天,地球上发生大瘟疫,人类全部灭亡了,剩下一些小动物(小老鼠)还存在,它们在巴黎的卢浮宫里钻来钻去,蒙娜丽莎的画像照挂墙上,可能被小老鼠咬出一个一个的破洞,因为小老鼠们不可能体会到蒙娜丽莎的艺术美!艺术品虽然还在,但产生“美感”的人没有了,艺术品的美也就不存在了。

 

中国人的文化背景和以上的“文艺复兴艺术三杰”不同,也许更能欣赏下图中与三杰同时代的唐伯虎和文征明的中国画之美。

 

唐伯虎(唐寅,1470年—1524年)

文征明(1470年—1559年)

 

·科学美

 

科学,也有其美之所在。科学美实际上包括很多方面,存在于不同的层次。如上所述,任何美都是主观审美者和客观对象两者的结合,那么,就科学而言,主观审美者包括科学家和欣赏科学的人们。客观对象则包括:科学观察的对象(即大自然)、科学活动的过程(即实验、观测、思考、建模等等)、科学得出的结论(即唯象理论、数学模型等自然规律)。

 

科学描述和观察的对象是自然现象,因而首先感受到的是观察世界时,万事万物的外观所呈现的“自然美”:鸟语花香、绿水青山、浩瀚的宇宙、迷人的星空,正是这些自然之美,使科学家们感官获得愉悦,激发了他们进一步探究这种“外表美”之下隐藏着的“内在美”的好奇心。

 

科学活动本身也是一种美。如同劳动和体育锻炼,虽然使人感觉苦和累,但同时也给人带来振奋和满足,战天斗地其乐无穷,苦累中体现出一种奋斗之美。十九世纪德国哲学家尼采说:“美就是生命力的充盈”。科学活动也是如此,努力思考和探索自然规律的过程,能给人以舒适、快乐、兴奋、激动、震撼的“美感”。王国维在《人间词话》中描述的“读书三境界”,也是科研活动的极美写照:“昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路。”,“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。”,“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。”

 

科学得到的结论,或是唯象理论,或是物理假设,或是数学模型,也都包含着美的成分。并且,在很多情形下,美已经成为科学结论是否“正确”、能否“常存于世”的一个判据。

 

地心说和日心说,是用美感来审视理论的好例子。如果用现代宇宙学的观点来考察这两种行星模型,只要认可行星轨道是椭圆,那么在某种意义上两种模型可以等效,只不过是在观察或计算时,所取的参考系不同而已。但是如果从审美角度来看就大不一样了。太阳比地球大很多,其质量为地球的33万倍。将太阳看作静止参考系,显而易见地比反过来的图像要优越得多。为了解释因地球自转而引起的所有天体的“视运动”,地心说不得不引进层层相套的本轮、对位点和偏心轮等等复杂机制,这样产生的丑陋的宇宙图像为托勒密系统带来无数骂名。之后(被改进了)的哥白尼体系,几乎没有贡献任何新的天文观测资料,仅仅将参考系从地球移到了太阳上,而其结果相对地心说来说,依靠在美感方面的优势便赢得了胜利。

 

真、善、美,是人类的共同追求。通常说,科学求真,宗教臻善,艺术崇美。

 

科学的本质在于“真”,在于揭示了自然的真相。一般而言,真和美是不可分离的,符合科学美的理论更有可能是“真”正的客观规律。不过,一个崭新的科学理论或假说刚出现的时候,人们即使意识到她的美,也无法验证她的真。这时,就得靠科学家的直觉起作用了。对某些科学家而言,美才是科学追求的首要标准。如著名数学家外尔曾经说,如果一定要让我在""和“真实”之间作一个选择,我将选择""。因为外尔认为,一个简洁美观、新颖而自洽、与实验或观测基本吻合的理论,可能比复杂却更符合实验的理论更接近真理,随着时间的流逝,一个“美”的理论,将来有可能被证实而获得人心。

 

·科学美与艺术美之异同

 

艺术的感性美和科学的理性美,有共同之处,也有不同之处。艺术美是更为直观的,通俗的,停留于感性层面,科学美是抽象的,深奥的,进入理性层面。无论是艺术美还是科学美,都需要认真学习,深入体会,才能欣赏。艺术欣赏需要人文训练,要理解自然科学中的美,则必须具备一定的科学知识。有一定的专业基础,才能理解、认识、体验科学之美。

 

实际上,许多科学家同时也是艺术家,他们将艺术之美很自然地延伸到艺术领域之外,包括科学。爱因斯坦也曾经表明:科学和艺术可以很好地在美学、形象和形式方面结合在一起。伟大的科学家也常常是伟大的艺术家。

 

科学研究本身就是一门艺术。科学家热爱探索自然规律,与艺术家迷恋创作一样,都是属于对美的追求。

 

艺术和科学中,都有直觉的美,也有抽象的美;有“形似”的美,也有“神似”的美。

 

科学美与艺术美之不同点在于:艺术作品是艺术家人为创造的,而科学所探究的“真理”是原本就存在的。因此,艺术美是艺术家“创造”的,离不开人类。而科学美是原本就存在于世界中,科学家只是“发现”它们而已。

 

·西方东方、写实写意

 

科学探究的是自然界客观规律之美,更是一种写实的美。而艺术美却是因“人”而存在,更是写意的美。写实和写意,也是西方艺术与东方艺术风格的重要差别。

 

无论东方西方,古代最早的艺术应该是从写实开始。人类基于对自然现象的崇拜,便有了模仿大自然中万事万物的愿望,也包括模仿和描绘人类自身的外观形态。如古希腊的人体雕塑,中国秦朝的兵马俑,都是人体艺术写实的例子。

 

古代雕塑

 

上面图中的兵马俑和希腊雕像,是三维艺术作品,东方西方的作品仍然各有特点和风格,但在写实程度上差不多,都将人物塑造得活灵活现,挺逼真的。原因之一可能是因为到处能找到三维的人体便于模仿。但是,如果看古时的绘画,逼真度就要差一些了,特别是立体感不够。其原因是因为实体是三维的,要将三维的立体人物用二维平面图表现出来,不能仅仅依靠直接的“模仿”,需要加进人为想象的元素。比如下面是中国的唐代仕女图,以及一幅同时代的欧洲拜占庭时期的绘画,两者大概都还缺少透视和人体结构方面的知识,看起来就显得不是那么自然和准确。

 

古代绘画

 

从以上东西方雕塑及绘画之比较可见,古代中国之艺术与对应时期西方的艺术,在“求实”方面不相上下。但如果我们再比较一下17世纪的东西方肖像画,差别就大了。

 

17世纪的肖像画

 

中国清朝的康熙皇帝,与法国路易十四同时代。图中是故宫和凡尔赛宫分别馆藏的17世纪左右所作的两幅统治者画像。

 

比较东西方两幅肖像画你可以看到:康熙皇帝的画像,与离当时几百年前的唐代人物画相比,在技巧上没有多少进步,仍然只是线条勾勒且面目呆板,实际上看起来就是一个二维平面图,毫无立体感,也无生动可言。而油画中的路易十四,看起来就是个活生生的人物甚至有点像如今的摄影照片。

 

除了皇帝的肖像之外,比较东西方更多的的人物画后不难发现:中国国画中的人物似乎飘逸洒脱,但形态缺乏立体感,脸部也基本上没有表情,所有角色看起来千人一面。西方油画中的人物却是表情丰富、形态逼真。如意大利画家拉斐尔画的圣母和孩子,那种皮肤光滑透明的质感,逼真得似乎一触即破。有人说这是因为西方重视写实,中国重视写意,中国画的人物不求形似,只求神似。画的人虽然不像,但是,是那种只能意会不可言传的“神韵”啊。

 

无论如何,暂且不谈中国画神韵之高超和精妙,其写实的能力比起西洋画,的确是十分欠缺。这种风格,起码让我们后人有所困惑:不知道历代的皇帝皇后妃子们,到底是长个什么样?此外,中国的历朝历代大小政府,仅仅依靠那种到处张贴的“画像”,要抓获某个逃犯,想必也一定是十分艰难的。

 

不过,据说西方油画在16世纪后技艺上的明显提高,隐藏着一个有趣的秘密。那就是,油画的艺术美,是得益于科学的帮助。换言之,科学之美帮助创造了艺术美!

 

是怎么回事呢?原来,自15世纪开始,许多西方画家改进了传统的绘画方式,借助镜子和其它的光学元件来创作,他们将光线照射模特儿,然后通过光学仪器,成像到屏幕或画布上,以此作为绘画前创作和构图的基础。也就是说,那些惟妙惟肖宛然如生的作品不是完全靠“裸眼”写生完成的,其中已经利用了一部分现代所称的“照相技术”。

 

因此,这是既懂艺术又懂科学的优越性,一些西方艺术家,也同时是科学家。例如,文艺复兴艺术三杰,都是难得的通才:拉斐尔既是画家,也是建筑师,举世闻名雕刻作品“大卫像”的作者米开朗基罗,是画家和诗人,也是雕塑家、建筑师。达·芬奇,更是一位少见的博学家,他在绘画、音乐、数学、几何学、解剖学、生理学、天文学、地理学、物理学、光学、力学、机械发明等领域都有显著的成就。达·芬奇既能发掘科学美,也能创造艺术美,还能将两者融会贯通在一起。

 

中国历史上没有如达·芬奇这样的人物,中国画是中国士大夫阶层文人们的高级精神玩物,也许他们只重视“意境”,不屑于去“写实”,也没有兴趣去摆弄那些镜子透镜之类的光学仪器。因此,中国艺术才发展成了这种独特的神韵。这是东西方艺术发展的不同轨道,无需鉴定孰优孰劣,谁是谁非。




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