追求科学的美

钱德拉塞卡　朱志芳　译

我们对于自然之美都深有感受。这种美有些方面为自然和自然科学所共有，这样说不是没有道理的，但有人也许要问，在何种程度上追求美是科学研究的目的之一？对于这个问题，彭加莱是毫不含糊的。他在一篇文章中写道：“科学家研究自然不是因为这样有用，他研究自然是因为他从中得到快乐；他从中得到快乐是因为它美。若是自然不美，知识就不值得去求，生活就不值得去过…… 正因为简洁和浩瀚都是美的，所以我们优先寻求简洁的事实和浩瀚的事实；所以我们追寻恒星的巨大轨道，用显微镜探察奇异的细小，在地质年代中追踪过去的遗迹，这些活动都给我们带来快乐。”

由于科学理论的首要目的是表达人们发现的自然中存在的和谐，所以我们一眼就能看到这些理论一定具有美学价值，对一个科学理论成功与否的衡量事实上就是对它的美学价值的衡量，因为这就是衡量它给原本混乱的东西带来多少和谐。

科学理论的辩护要从它的美学价值上去寻找，科学方法的辩护要借助它的美学价值去获得。没有定律的事实是无意义的，没有理论的定律充其量只具有实践功效，所以我们看到指引科学家的动机从一开始就是美学冲动的显现……

爱因斯坦的广义相对论被赫尔曼·韦尔称之为思辩思维力量的最高典范，而朗道认为广义相对论大概是现有物理学理论中最壮美的。爱因斯坦本人把科学研究中的审美感受称之为“思想领域最高的音乐神韵”，在他论述场方程的第一篇文章的末尾写道：“任何充分理解这个理论的人都难逃避它的魔力。”

海森堡在描述他发现能量矩阵理论的审美感受时,写道：“一天晚上，要确定能量矩阵中的各个单项了，第一项似乎符合能量守恒原理，我激动不已，于是开始犯无数的算术错误，当我算出最后结果时已是凌晨三点了。能量守恒原理对于所有的项都成立，我不能再怀疑我的计算显示的那种量子力学的数学一致性和协调性。起先，我惊得目瞪口呆。我感到我透过原子现象的表面看到了奇美无比的内景，想到我现在就要探明自然如此慷慨地展现在我面前的数学结构之财富，我几乎飘飘欲仙了。”

一个科学家凭异常高超的审美直觉提出的理论即使起初看起来不对，但终究能够被证明是真的，是美的。正如济慈在很久以前说的：“凡想象认作美的东西一定是真理，不论它以前存在与否。”

确实，人类心灵最深处看作美的东西变成外部自然中的现实，是一个令人难以置信的美！

（张文丽供稿）