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科学与艺术相通精选

已有 11309 次阅读 2010-10-31 08:49 |个人分类:感言|系统分类:观点评述

科学与艺术相通是我从事科学研究工作的一点感悟。当然，要想全面系统地论述这个问题是一篇博文所不可能完成的任务。首先，什么是科学？什么是艺术？就要花费不少口舌。为了直奔科学与艺术相通的主题，我假定读者都知道什么是科学，什么是艺术。当然，如果您对这两个概念有疑惑，请先看看百度百科上对科学和艺术的定义：

科学：首先指对应于自然领域的知识，经扩展、引用至社会、思维等领域，如社会科学。它涵盖两方面含义：致力于揭示自然真象，而对自然作理由充分的观察或研究。科学是反映事实真相的学说。科学首先是一种学说，这种学说是对事实真相的客观反映。科学与事实真相的关系是密不可分的。科学是文明的永恒、普适、唯一性就是科学。科学有别于真理，真理就是一定前提条件下的正确的客观规律及其描述，而科学就是一定条件下的合理的方法、实践机器描述；科学不一定是真理，真理就一定是科学。《辞海》1999年版：“科学：运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系。法国《百科全书》：“科学首先不同于常识，科学通过分类，以寻求事物之中的条理。此外，科学通过揭示支配事物的规律，以求说明事物。”

艺术：一种文化现象，大多为满足主观与情感的需求，亦是日常生活进行娱乐的特殊方式。其根本在于不断创造新兴之美，借此宣泄内心的欲望与情绪，属浓缩化和夸张化的生活。文字、绘画、雕塑、建筑、音乐、舞蹈、戏剧、电影等任何可以表达美的行为或事物，皆属艺术。

从科学和艺术的定义看，两者似乎风马牛不相接，一个理，一个文，南辕北辙。我觉得科学与艺术在以下几个层面是相通的：

对象：科学研究的本质是揭示大自然的奥秘。大自然本身具有一些基本的特征，如简单、美、对称、和谐等等，必然在其物理规律（定律或公式）中有所体现。科学研究实际上就是要揭示大自然的美丽，科学研究到最高的层次一定会发展到艺术的层面。实际上，科学在不同的层次可以表现出美。特别是在物理本质和数学基础上。一个方程可以表现出简约和对称的美。黄金数则与美丽的五次对称性[如五角星]相联系。看到黄金数，也可以说看到了连分数、连根式的分形结构[分别为花状和树枝状分形]，从而您的脑海里可以浮现出分形的美丽图案。一个非线性的方程可以与沟渠中的水波甚至大海中的惊涛骇浪联系起来。而另外一方面，从艺术的角度，自然界实际上是最大手笔的艺术家。许多艺术家实际上都在从鬼斧神工的大自然吸收艺术营养，表现大自然的美丽。

过程：科学家开展科学研究的过程与艺术家进行艺术创作的过程是相似的。都是一个追求创新、追求卓越的过程。都有一个全身心的探索过程，而且需要达到前人所没有达到的境地。追求创新必然需要经历一个艰苦曲折的过程，“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。高水平的科学家和艺术家的境界是相通的，都一定经历了十年磨一剑的艰辛。也一定会体验“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”做学问的三个境界。科学家和艺术家都需要让思想自由飞翔，也需要经历一个孤独地面对自然的时期。孤独的灵魂，甚至是与世俗社会不相容的灵魂，必定有一个痛苦挣扎的过程。科学/艺术探索的疯狂与真正的精神疯狂可能就是一线之差，举止古怪，离经叛道，梵高、纳什等人可以说是这方面的一个极端。

表现：科学家在发现自然的规律后，需要将它们展示在世人面前。一方面，由于自然规律本身是美丽的，所以展示出的科学理论和实验结果也一定是美丽的。当然，另一方面，科学家也需要一定的艺术素养，知道如何来展示美丽。现在，随着画图软件的技术进步，科学论文越来越强调用图形、视频等吸引读者。科学家在表达其思想和结果的同时实际上也在做艺术家做的事情。例如，考虑一张照片/图的比例、色彩、对称、和谐等。在现代科学技术深入了纳米和微观尺度后，神奇的纳米/微观世界也为我们呈现了一个灿烂多姿的艺术世界。现在的许多科学论文也越来越象一件艺术作品。

促进：由于科学与艺术是相通的，其发展又是相互促进的。我们不谈科学技术的进步带来的原料、材料、工艺等方面的进步会促进艺术的发展。科学思维的拓展也会推动艺术的创新。所以，有些时代科学和艺术的繁荣是同步的。著名就是西方的文艺复兴的时代。而科学家甚至可以是艺术家，反之亦然[达芬奇是最好的例子]。而毕加索立体派的画应该与当时爱因斯坦相对论的创立有一定的关系，起码与当时科学界对四维时空的认识相关。据称，毕加索就是在两维的平面上利用三维空间的透视描述四维时空的物质。其它例子，如埃舍尔的画主要就是表现立体、拓扑、双曲等空间结构的奇异性。而分形美丽的图案肯定会对画家、工艺美术家有一定的启迪。

评价：科学和艺术的评价在好几个方面是相通的。考察一个科学家的成就最初浅的办法是数论文数，同样可以数艺术家的作品数；更进一步的比较合理评价，是研究科学家的论文的内涵以及艺术家作品的艺术水平，就象现在看引用数以及如何引用。当然，最好的评价方法是，仅仅看一个科学家/艺术家一生所达到的高度，也就是说，仅仅看一个科学家/艺术家这一辈子的一篇论文/作品所达到的高度。就好比，曹雪芹有一篇《红楼梦》就足够了。科学和艺术的评价也分不同的层次，有大众的层次，也有科学和艺术本征的层次。得到通俗的大众化的廉价喝彩，甚至得到众星捧月般的拥戴，可能都是过眼烟云式的繁华，未必是真正的科学和艺术的高水准。因为，通常曲高必定和寡。一个杰出的科学家/艺术家因为思想超越时代，往往是穷困潦倒一生，这在历史上不范其例，曹雪琴、梵高、波尔兹曼。。。可以列出一个长长的名单。

由于科学与艺术是相通的，而通常科学强调的是逻辑思维，艺术强调的是形象思维。一个科学家/艺术家如果能够很好地利用这两种思维，使逻辑思维和形象思维在大脑中相互促进，则有更大的可能性提出创新性的思想，做出原创性的成果/作品，成为大师的可能性大增。著名的例子有达芬奇兼有科学家和艺术家的身份，爱因斯坦的小提琴，费曼的架子鼓，。。。而目前我们的基础教育早早就开始文理分科，更何谈对理科学生开展艺术修养的教育，对文科和艺术类学生开展科学思维的训练了。从这个角度说，我们不注重科学与艺术的相通性，培养不出大师级人才也是必然的。或者，说得极端点，现行的教育体制是在扼杀一个个未来的大师！

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