科學美及科學審美

河南省科技館張偉亞

科學美及科學審美

河南省科技館張偉亞

一、科學美的客觀存在

許多著名科學家都在各自的科學實踐活動中感受、體驗和發現科學美的存在。愛因斯坦曾稱贊玻爾提出的原子中電子殼層模型及其定律是“思想領域中最高音樂神韻”，而愛因斯坦的相對論則被不少科學家譽為“物理學中最美一個理論”。玻爾茲曼曾經把麥克斯韋關于氣體動力學的論文當做神奇壯美的交響樂來欣賞。盡管科學家們對科學美的闡述大多比較零散、缺乏系統，但他們對科學美的肯定則是不容置疑的。科學美是美的一種高級形式，是人們按照美的規律創造出來的。它是在人類審美心理、審美意識達到較高發展階段，理論思維與審美意識相互交融、滲透的情況下產生的。科學美客觀地存在于人類的科學發現和發明之中，它是人類在探索、發現自然規律的過程中所創造形成的。

二、科學是美與真的統一

科學研究的對象首先是自然世界。科學研究的目的在于揭示自然奧秘，現出自然真貌，反映自然規律。自然界在外觀上紛繁復雜，似乎雜亂無章，但在實質上卻是和諧統一、有規律可循的。科學研究就是力圖把握自然統一與和諧。一種科學理論成果，如果揭示了自然界規律，反映了自然界和諧，它就不僅是“真”，而且是“美”。科學最高境界便是這種真與美的統一。愛因斯坦相對論、普朗克量子論等科學發現被人們稱為“科學藝術品”，絕不是沒有道理的。科學美的實質在于它能夠把握客觀存在，反映自然界內在和諧，自然和諧與統一決定了科學理論和諧與統一，應該說，是大自然和諧之美決定了科學理論和諧之美。

三、科學美的形態

1.科學事實美。科學事實美是自然界和諧結構與運動形式等客觀存在的科學研究對象美。它是一種內在理性美，不是感性直觀所能直接體會到的，它需要通過純粹理智去感受。常人對科學事實也許并不能觀察到特別的美感，但科學家卻能從中感受到它的迷人特質。如，達爾文把他所看到的熱帶植物描繪成永遠留在人們心中的無限美麗的圖像，他在談到一草一木時，都會把它們看成活的、有人格的東西。

2.科學理論美。一種科學理論如果能以盡可能少的基本假設，運用明晰而嚴密的邏輯工具推演出具有普遍深遠含義的結論，得出簡單、對稱的方程和公式，作出精彩的科學預見，那么，這種理論就被科學家們稱為美。歐幾里德平面幾何學可以說是科學理論體系中美的典范。整個理論體系從10條公設和10條公理出發，演繹縝密而引人入勝。許多科學家稱它為“雄偉結構”，“巍峨階梯”。除此之外，愛因斯坦廣義相對論，更是被無數科學家稱贊為“偉大科學藝術品”。

3.科學實驗美。科學實驗美包括實驗指導的思想創造性、實驗裝置設計的新穎性，以及實驗技術與操作過程中的藝術性等諸因素。無論從設計還是實踐來講，科學實驗美都讓人感到嚴謹、準確、簡潔、有序、富有藝術韻律感和藝術審美魅力。從美感效應來說，科學實驗的巧妙帶給實驗者的審美愉快不亞于完成一件藝術杰作，因此，杰出實驗科學家常被人稱為實驗藝術家。美籍華裔學者吳健雄是當代最杰出的實驗物理學家之一，他的無與倫比的實驗成績設計取得了巨大成功，在實驗科學史上譜寫了光輝一頁，也為實驗美增加了一個精彩范例。

四、科學審美在科學創造中的作用

1.動力作用。對科學美的興趣、好奇可以激發科學家的探索欲望，形成持久動力，激活科學家的創造性思維和創造性想象。面對紛繁復雜的科學現象，科學家總是力求找出其內在規律，試圖建構一套美的符號體系，最準確、最簡潔、最概括地傳達出其所發現的規律。追求科學理論的不斷完美，是科學家進行科學創造的恒久動力。如，愛因斯坦對于理論建構的美學動機十分重視，他堅信優美的數學形式和現實物理世界之間一定有著必然聯系。很多科學家依據審美價值尺度，按照美的規律從事科學研究和科學創造，認為科學理論不僅應當是真的，而且應當是美的。

2.啟迪作用。科學審美啟迪也具有形象性特點，魏格拉提出大陸漂移說理論就是得益于此。魏格拉就是因為受到地圖上大陸邊緣圖形吻合的啟發而進行深入研究，最終提出了大陸漂移說。在科學史上，集科學家和藝術家于一身者不乏其人，許多科學家同時有著很好的藝術修養。因此，從藝術審美中受到啟迪的事例在科學研究中也比比皆是。偉大的天文學家開普勒在研究行星運行規律時，就受到過家鄉民歌《和諧曲》的啟示。他將行星圍繞太陽運轉角速度與樂曲和諧旋律作類比，由此進一步研究，最后得出了行星運動三大定律，成為“天空立法者”。

3.科學預構作用。審美預構是科學家在科學資料、實驗設備缺乏的情況下，受到相關領域中某些事物美學特性啟發，以美引真，從而提出科學理論的過程。

綜上，對科學美的好奇和追求可以成為科學創造的心理力量，能夠推動科學家不懈地去探索宇宙奧秘，發現自然規律，取得創造性成果。所以，科技工作者在進行科學研究時，不僅不應忽視科學美，還要加強美學方面的修養，遵循美學原則，既求真又求美。