科學藝術思維與創造力開發

在古代，除數學以外，科學的東西往往是一種猜測、推測或想象，是從總體上描繪自然界，給世界以總的圖景。可以說當時的科學思維是哲學層次上的猜想和概括，是非邏輯的。如：古代的天文學起源于占星術；醫學與巫術緊密相連；被稱為現代科學的基石的留基伯和德謨克利特提出的原子論也不是科學的理論，它只是哲學的推測，是泰勒斯學派用簡單要素來解釋世界組成思想的發展，是尋求世界萬物本原的進一步努力。古代的科學思維中無不蘊含著對世界萬物統一性，宇宙之和諧、完美的追求。而這些也正是古代藝術思維所追求的境界。在古文明的進程中，無論是從中國的春秋戰國的學術繁榮至唐宋科學、藝術、文化發展的高峰時期，還是西歐的古希臘時期，科學和藝術、科學思維與藝術思維總是相依相伴，直接體現在那些既是科學家、又是藝術家和哲學家的學者身上。中國的沈括、古希臘的亞里士多德，都被譽為百科全書式的學者。

歐洲的文藝復興帶來了近代科學、藝術、文化以致于新哲學的曙光，達.芬奇是文藝復興早期最杰出的代表人物，他是工程師、也是物理學家、生物學家，不過他的名字只所以流芳百世，還在于他是一名大畫家、藝術家，在《最后的晚餐》、《蒙娜麗莎》等作品中創造了真實而又健美的藝術形象，再如雕刻家米開朗琪羅的代表作《大衛》雕像，展現在人們面前的一個個生動形象反映了資產階級人文主義的時代精神，從而使藝術獲得獨立，并使人們堅信藝術思維就是形象思維。這一時期各門學科相繼開始從自然哲學當中獨立出來。在科學技術活動中，又總是通過對具體事物的認識，來概括出其中的規律性，是從具體到一般的過程，更側重于理性的抽象。如近代實驗科學的奠基人伽俐略在力學方面提出慣性原理，速度、加速度的概念及其關系等成為牛頓的人梯，在天文學上運用自制的望遠鏡發現了“新宇宙”，以大量的觀測事實支持和發展了哥白尼的日心說。天文學家第谷的一生就是進行了大量的、卓越的天文觀測，他的助手刻卜勒利用這些資料總結出了行星運動三定律，成為牛頓萬有引力定律的直接前提。牛頓站在巨人的肩上建立起經典力學體系。其它學科領域如生物學中，林耐搜集了大量標本進行分類，建立起植物分類系統等。搜集材料，然后進行分門別類的整理材料、加工材料并上升成理論，即先要知道“是什么”，然后研究“為什么”，這一過程，更多的運用了分析、綜合、分類、類比、歸納與演繹等理性思維方法，讓人們感覺到科學思維就是由具體走向抽象，是一種抽象思維。有了科學家的獻身精 神，有了科學實驗活動的理性思維方法，近代科學得以擺脫宗教神學的束縛走上獨立發展的道路。

本世紀二十年代以后，特別是二戰以后，不同學科之間越來越趨于相互交叉、彼此滲透，更高層次上的一體化、綜合化趨勢日益顯著。這樣的發展趨勢開創了科學家、哲學家、藝術家新的聯盟與合作。例如，《控制論》的誕生就是哲學思考、技術科學與生物科學結合的藝術杰作，它與數學家維納的思維方式及學識是分不開的。維納曾組織并參加每月一次由各門學科的專家、學者參加的科學方法討論班，從中獲得很多教益和啟發，他反對做狹隘分工的奴隸，認為應造就“一專多能”的人才。正是靠著這種才能帶領多領域的專家學者協同作戰，找到了技術科學和生物科學之間的本質聯系，完成了自動高射火炮的研制工作，成為《控制論》這樣一門綜合性學科的奠基人。另外如美國的阿伯羅登月計劃的完成，八十年代初美國開始實施的星球大戰計劃等等。這些本世紀的重大科研項目無不體現著這種新的思維，即科學家、哲學家和藝術家的聯盟，科學、哲學和藝術的結合所顯示的巨大力量。這種學科之間的交叉滲透、知識的互補、思維方式的綜合化不但以事物相互聯系的本質統一性作為基礎，而且是人類實踐活動目的所需要的。

科學的藝術思維與藝術的科學思維

科學的思維是藝術的，大科學家常常以藝術的尺度去評價科學理論；而藝術的思維也是科學的，大藝術家又往往用邏輯的眼光審視藝術作品。科學思維和藝術思維的結合，能夠充分挖掘人類的潛能、發揮創造力，使人類的眼界更高遠、更開闊。如，牛頓的萬有引力公式，使具有廣泛而深刻內容的力學定律只涉及三個參量：質量ｍ，距離ｒ和力Ｆ。幾乎是簡單到了極點。牛頓對古典力學成功的進行了完美綜合。追求和諧、完美是所有科學家的目標，這也就難怪大科學家一般都有很高的藝術修養。麥克斯韋擅長數學并喜歡詩歌，在愛丁堡上中學的時候就從藝術家的啟發中發現了一種繪制橢圓形的方法，并組成藝術圖案。麥克斯韋從劍橋大學畢業后，對法拉第的著作發生濃厚的興趣，但感到法拉第的理論美中不足之處是缺乏應有的嚴謹性，他決計用數學方法來彌補這方面的問題。以后的十多年中，他根據法拉第以及庫侖、安培、奧斯特等人由實驗總結出來的電磁學理論，逐步建立了統一而完美的經典電磁學理論。特別值得指出的是他的一組方程中，第四個方程完全是從理論的對稱、優美、和諧之數學美考慮，認為應有與第三個方程對稱的方程而進行的大膽假設，靠著這種藝術家般的思維方式，通過補充，麥克斯韋預見了電磁波。許多科學家推崇科學理論的數學美，主要是對切身體會的總結，如1928年，英國物理學家狄拉克在解自由電子相對性波動方程時，由于開平方根而得出電子的能量有正負兩個解，這就是負能困難，按照通常的觀念，負能解通常被舍棄，如同不能設想一間房子有正負兩個面積一樣，但是狄拉克寧可保持數學上的對稱美，這種科學的藝術思維，使他后來提出了完全與眾不同的反物質理論。狄拉克也因此于1933年獲得諾貝爾物理學獎。還比如我國阿爾法磁譜儀隨美國“發現號”航天飛機升上太空，尋找宇宙中可能存在的反物質，這項由多國、多學科科學家和技術專家參與的世界矚目的科學探測活動，是科學家半個多世紀的夢想，向著揭開宇宙起源之謎將邁出重要一步，是科學思維和藝術思維完美結合而產生的人類最尖端科學技術領域的一次偉大創舉。

科學思維與藝術思維的有機結合提高創造力

現代腦科學的研究表明，人的大腦左右兩半球在嬰兒階段是比較對稱的，隨著成長對稱性發生破缺，左半球主要從事抽象思維、邏輯分析，負責人的閱讀、理解語言、算術推理等活動；右半球主要從事空間的和想象的活動，比如辨認面貌、辨別音弦、直覺的感覺等等。正常人的左、右半腦雖在功能上各司其職，但互相配合，在整體上采取互補的方式來提高人的認識能力，更好的發揮整體和諧功能。可見，左右半腦同時發達的人智商最高，思維洞察力、創造力最強。我們知道人的智力一方面來自先天遺傳，另一方面來自后天的學習訓練。后者無疑是可以通過努力提高的。開發大腦，從傳統意義上講，一般指的是對嬰幼兒、少兒通過各種有益的訓練，促進大腦發育、提高智力的活動，且過去一直被人們認為成人腦細胞是不可再生的；而美國和英國科學家最新的研究表明，既使是老年人腦細胞受損后，通過一系列的保健、訓練也可以再長出新細胞，特別是右腦的開發潛力無窮。這一發現為我們成年人進行一系列有益的學習和訓練，增加科學素養和藝術修養以開發智力、提高創造力，提供了科學依據。因此，思維洞察力、創造力的提高，需要廣而博的知識、科學的思維方式以及科學思維與藝術思維的結合，只有科學思維和藝術思維的有機結合，才能實現思維互補，更充分地激發左右半腦的整和諧功能。總之，搞科學的人需要藝術修養的提高，以使自己的科學思維更具藝術性，缺乏藝術性的科學及科學思維有悖于科學的時代精神；而搞藝術的人也需要不斷增加科普知識，很難想象缺乏科學知識的藝術家如何真實的反映生活、體現藝術作品的生命活力、時代精神和創新精神。強化藝術的科學思維能將藝術推進到更高的理性層次，強化科學的藝術思維可事半功倍地敲開科學之門。科學思維和藝術思維的結合可以更好地提高人類的智力、挖掘人類的潛能，提高人的思維洞察力和創造力。科學和藝術、科學思維和藝術思維水乳交融、相互映照，已成為提高人類整體素質、指引人類進步的兩盞明燈。

作者單位：河北科技大學