科学美及科学审美

河南省科技馆张伟亚

科学美及科学审美

河南省科技馆张伟亚

一、科学美的客观存在

许多著名科学家都在各自的科学实践活动中感受、体验和发现科学美的存在。爱因斯坦曾称赞玻尔提出的原子中电子壳层模型及其定律是“思想领域中最高音乐神韵”，而爱因斯坦的相对论则被不少科学家誉为“物理学中最美一个理论”。玻尔兹曼曾经把麦克斯韦关于气体动力学的论文当做神奇壮美的交响乐来欣赏。尽管科学家们对科学美的阐述大多比较零散、缺乏系统，但他们对科学美的肯定则是不容置疑的。科学美是美的一种高级形式，是人们按照美的规律创造出来的。它是在人类审美心理、审美意识达到较高发展阶段，理论思维与审美意识相互交融、渗透的情况下产生的。科学美客观地存在于人类的科学发现和发明之中，它是人类在探索、发现自然规律的过程中所创造形成的。

二、科学是美与真的统一

科学研究的对象首先是自然世界。科学研究的目的在于揭示自然奥秘，现出自然真貌，反映自然规律。自然界在外观上纷繁复杂，似乎杂乱无章，但在实质上却是和谐统一、有规律可循的。科学研究就是力图把握自然统一与和谐。一种科学理论成果，如果揭示了自然界规律，反映了自然界和谐，它就不仅是“真”，而且是“美”。科学最高境界便是这种真与美的统一。爱因斯坦相对论、普朗克量子论等科学发现被人们称为“科学艺术品”，绝不是没有道理的。科学美的实质在于它能够把握客观存在，反映自然界内在和谐，自然和谐与统一决定了科学理论和谐与统一，应该说，是大自然和谐之美决定了科学理论和谐之美。

三、科学美的形态

1.科学事实美。科学事实美是自然界和谐结构与运动形式等客观存在的科学研究对象美。它是一种内在理性美，不是感性直观所能直接体会到的，它需要通过纯粹理智去感受。常人对科学事实也许并不能观察到特别的美感，但科学家却能从中感受到它的迷人特质。如，达尔文把他所看到的热带植物描绘成永远留在人们心中的无限美丽的图像，他在谈到一草一木时，都会把它们看成活的、有人格的东西。

2.科学理论美。一种科学理论如果能以尽可能少的基本假设，运用明晰而严密的逻辑工具推演出具有普遍深远含义的结论，得出简单、对称的方程和公式，作出精彩的科学预见，那么，这种理论就被科学家们称为美。欧几里德平面几何学可以说是科学理论体系中美的典范。整个理论体系从10条公设和10条公理出发，演绎缜密而引人入胜。许多科学家称它为“雄伟结构”，“巍峨阶梯”。除此之外，爱因斯坦广义相对论，更是被无数科学家称赞为“伟大科学艺术品”。

3.科学实验美。科学实验美包括实验指导的思想创造性、实验装置设计的新颖性，以及实验技术与操作过程中的艺术性等诸因素。无论从设计还是实践来讲，科学实验美都让人感到严谨、准确、简洁、有序、富有艺术韵律感和艺术审美魅力。从美感效应来说，科学实验的巧妙带给实验者的审美愉快不亚于完成一件艺术杰作，因此，杰出实验科学家常被人称为实验艺术家。美籍华裔学者吴健雄是当代最杰出的实验物理学家之一，他的无与伦比的实验成绩设计取得了巨大成功，在实验科学史上谱写了光辉一页，也为实验美增加了一个精彩范例。

四、科学审美在科学创造中的作用

1.动力作用。对科学美的兴趣、好奇可以激发科学家的探索欲望，形成持久动力，激活科学家的创造性思维和创造性想象。面对纷繁复杂的科学现象，科学家总是力求找出其内在规律，试图建构一套美的符号体系，最准确、最简洁、最概括地传达出其所发现的规律。追求科学理论的不断完美，是科学家进行科学创造的恒久动力。如，爱因斯坦对于理论建构的美学动机十分重视，他坚信优美的数学形式和现实物理世界之间一定有着必然联系。很多科学家依据审美价值尺度，按照美的规律从事科学研究和科学创造，认为科学理论不仅应当是真的，而且应当是美的。

2.启迪作用。科学审美启迪也具有形象性特点，魏格拉提出大陆漂移说理论就是得益于此。魏格拉就是因为受到地图上大陆边缘图形吻合的启发而进行深入研究，最终提出了大陆漂移说。在科学史上，集科学家和艺术家于一身者不乏其人，许多科学家同时有着很好的艺术修养。因此，从艺术审美中受到启迪的事例在科学研究中也比比皆是。伟大的天文学家开普勒在研究行星运行规律时，就受到过家乡民歌《和谐曲》的启示。他将行星围绕太阳运转角速度与乐曲和谐旋律作类比，由此进一步研究，最后得出了行星运动三大定律，成为“天空立法者”。

3.科学预构作用。审美预构是科学家在科学资料、实验设备缺乏的情况下，受到相关领域中某些事物美学特性启发，以美引真，从而提出科学理论的过程。

综上，对科学美的好奇和追求可以成为科学创造的心理力量，能够推动科学家不懈地去探索宇宙奥秘，发现自然规律，取得创造性成果。所以，科技工作者在进行科学研究时，不仅不应忽视科学美，还要加强美学方面的修养，遵循美学原则，既求真又求美。