建模：科学与艺术之间的桥梁

武夷山

（事先被告知将发表于《中国科学报》2014年4月11日，但迄至现在还未看到今天报纸的电子版.

9：50补记，电子版出来了，在第19版：

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2014/4/285755.shtm）

美国昆尼皮亚克大学的现代语言教授Luis O. Arata在英国《交叉科学评论》季刊2014年第1期发表题为“关于跨越艺术与科学进行建模的反思”的文章，其中有很多有意思的观点。

关于科学与艺术的关系，悲观的看法是：科学欲发现大自然的内部工作机理，诗性话语无法置足；艺术欲传达主观感受到的真实，在科学审视下，这些感受将如鬼魂般遁逃无形。双方要对话，就要找到共同点，而建模是个双方都感兴趣的合适话题。

科学也有猜测的成分，而猜测是一门艺术。诺贝尔物理学奖得主理查德. 费曼1989年在《物理定律的性质》一书中写道：为了获得新的定律，科学家总归要对新定律作些猜测，这种猜测游戏就属于艺术。他问道：自然界有些什么性质，使得这样的根本性猜测成为可能呢？他回答说：“我不知道如何回答，因此我打算给出一个非科学性的回答。我认为，自然界具有简洁性，从而具有大美。”在这里，费曼就跨越了科学与艺术的界限。

英国出生的美国哲学家Max Black将模型，尤其是科学模型，描述为精致的隐喻。他在1962年发表的《模型与隐喻》一书中论证说，隐喻除了提供不同事项之间的替换与比较外，还允许相互之间的作用与结合，因此，其作用就仿佛是微型模型。

建模就要跨越现实世界和想象世界，但不完全属于任一个世界。

诺贝尔物理学奖得主尼尔斯. 玻尔曾说过，一则深刻真理的对立面是另一则深刻的真理。但科学界具有同样认识的人不多，他们习惯于将事物简单地对立起来。艺术在开拓科学想象力方面能发挥一定的作用，有助于科学家接触甚至接受其他一些模型。

生活于16至17世纪的天文学家开普勒的著作《关于月球天文学的梦想或遗作》被认为是第一部科幻作品。该书表明，关于科学兴趣的模型可以转化为文学作品。他描述了（其实是想象了）月球会是个什么样子，指出所谓运动是相对于观察者的视角而言的。这些其实就类似于“思想实验”，几个世纪后的爱因斯坦特别喜欢“思想实验”这个玩意儿。该书所提出的科学模型是通过非常人性化的虚构作品叙事来模拟的，在这里，科学与艺术也没有界限。

阿根廷文学家博尔赫斯在自己的作品中对时间、空间、同一性等概念有一些主观性的、人性化的热烈讨论，它们也许可以成为围绕时间、空间、同一性开展的科学讨论的补充。作家们不一定直接参与科学模型的构建，但他们对隐喻的把玩似乎有助于构想出一些假定，从而启发科学家形成新假说，检验新视角。

人为什么喜欢建模呢？哥伦比亚神经科学家Rodolfo Linás认为，中枢神经系统支持建模行为，因为建模有助于预见行动的后果。

当然，科学与艺术毕竟有重大差异。借助艺术，科学家可以丰富自己的想象力，从而孕育出原先料想不到的新方法，开辟新的探究领域；通过了解科学，艺术家可以认识到，在自然界里不是什么都行的。于是，在闭合科学与艺术之互作用回路的时候，科学家会感到是太天马行空了，而艺术家会感到是太受限制了。

总之，科学与艺术之间可以发生深刻的相互作用，有助于科学家和艺术家去追寻一些新模型，而囿于原来的学科畛域是不会产生这些模型的。