简论艺术与科学的关系

杨璐璐

摘 要：当今世界，第六次科技革命如东方喷薄欲出的红日，催生以知识文明为特征的新型人类文明。知识文明最需要的是人才，一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。艺术与科学有着紧密的联系。

关键词：艺术；科学；创新

当今世界，第六次科技革命如东方喷薄欲出的红日，催生以知识文明为特征的新型人类文明。知识文明最需要的是人才，特别是大师级人才。人才强国已成为我国国家战略。回顾2005年7月29日，温家宝总理到医院看望钱学森，谈论的中心内容是我国科技发展战略与人才发展战略问题。其中，钱老将艺术思维与科学创新的关系问题作为一个特别重要的问题提出。这个问题作为对一代巨擘的怀念而在全国传播开来。作为一个文艺理论研究者，对钱老之思和以身说法，令笔者深思。很长一个时期以来，在璀璨的科学星空中追寻着科学大师的成才之路和思维方法。

一、钱学森之思

钱老在与温总理的交谈中谈道：“一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。没有这些是不行的。小时候，我父亲就是这样对我进行教育和培养的，他让我学理科，同时又送我去学绘画和音乐。就是把科学和文化艺术结合起来。我觉得艺术上的修养对我后来的科学工作很重要，它开拓科学创新思维。现在，我要宣传这个观点。”

“您讲的很重要。”温家宝频频点头，“像您这样的老一代科学家不仅科学知识渊博，而且文艺修养也很高。李四光先生就会谱曲，您也是一样。可能就是艺术方面的修养，使您的思想更开阔。而现在学理工的往往只钻研理工，对文学艺术懂得很少，这不利于全面发展。”

钱学森坦诚建言：“现在中国没有完全发展起来，一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，没有自己独特的创新的东西，老是‘冒不出杰出人才。这是很大的问题。”

正好在4个月前的3月29日，钱学森在医院同记者以自己的亲身体会谈到科学技术和艺术的关系。钱学森说：“有趣的是，加州理工学院还鼓励理工科学生提高艺术素养。我们火箭小组的头头马林纳就是一边研究火箭，一边学习绘画，后来他还成为一位抽象派画家。我的老师冯·卡门听说我懂得绘画、音乐、摄影这些方面的学问，还被美国艺术和科学学会吸收为会员，非常高兴，说我有这些才华很重要，这方面我比他强，因为他小时候没有我那样的良好条件。我父亲钱均夫很懂得现代教育，他一方面让我学理工，走技术强国的路；另一方面又送我去学音乐、绘画等艺术课。我从小不仅对科学感兴趣，也对艺术感兴趣，读过许多艺术理论方面的书。这些艺术上的修养不仅加深了我对艺术作品中那些诗情画意和人生哲理的深刻理解，也让我学会了艺术上大跨度的宏观形象思维。”

钱学森提出的问题，富有哲理性，就艺术与科学的关系的自我个性剖析，却是一个带有共性的问题。大凡科学家，其科学技术成果，都与艺术造诣密切相连。例如，文艺复兴的三杰之一的列昂纳多·达·芬奇是一位思想深邃，学识渊博，多才多艺的画家、寓言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、医学家、建筑工程师……他一面热心于艺术创作和理论研究，一面研究自然科学。为了真实感人的艺术形象，他广泛地研究与绘画有关的光学、数学、地质学、生物学等多种学科。他的艺术实践和科学探索精神对后世产生了重大而深远的影响。

在我国，地质学家李四光学过作曲；数学家苏步青、华罗庚、谷超豪均爱古典诗词；中国近代地理学和气象学的奠基人竺可桢不仅西学渊博，国学功底也极深厚；数学家陈省身九旬高龄聆听金庸的报告；建筑学家梁思成和数学家丘成桐都酷爱中国古典文学……作为科学家、艺术家的李政道评论说：“艺术和科学都是对称与不对称的巧妙组合。”

二、科学与艺术的“非欧几何平行线”

中国古人认为“物艺相通”，即科学和艺术、物质和精神是互相融通、互相为用的。杜甫有诗云：“细推物理须行乐，何用浮名绊此身。”在科学与艺术之间，对于外部世界的探讨经常是殊途同归，以各自相对独立但又有某种相似性的范式，分别独立地得到了在本质上相同（或者至少是相近）的结果。这就是在科学与艺术的认识轨道上非欧几何学的平行线。

1905年爱因斯坦发表《论动体的电动力学》，提出了狭义相对论，带来了对于自牛顿经典力学出现后所形成的时空观的根本性变革。按照相对论观点，空间和时间都不再像牛顿时代所认为的那样是绝对不变和彼此独立无关的，而是彼此相互联系，并与参考系、与观察者的运动状态有关。尤其是，当观察者以可与光速相比的速度运动时，所观察到的情形会与在远低于光速运动的日常情况下观察到的情况有所不同。爱因斯坦的相对论，从根本上改变了人们的时空观。

就人的智慧而言，分为“性智”和“量智”，二者是相通互补的。爱因斯坦认为：“音乐和物理领域中的研究工作在起源上是不同的，可是被共同的目标联系着，这就是对表达未知的东西的企求……它们互相补充着。”多数领域是两种智慧的结合，只是主要特征属于“性智”或“量智”，如数学、自然科学、系统科学、军事科学等10大科学技术主要表现为“量智”；而文艺创作、文艺理论、美学以及各种文艺实践活动主要表现为“性智”。

需要说明的是，科学工作往往是从一个猜想开始，然后才是科学论证。也就是说科学创新的思想火花是从不同领域的大跨度联想激活的。而这正是艺术家的思维方法，即形象思维；接下来的工作是进行严密的数学推导计算和严谨的科学实验验证，即逻辑思维。换言之，科学工作是源于形象思维，而终于逻辑思维。在想象中，最重要的是联想。而艺术是联想的翅膀。

艺术是美学的科目，美学是“一个人或一种事物具有的品质或品德的综合，它愉悦感官或使思想，或使精神得到愉快和满足”。亚瑟·米勒以充分的证据断定：就如同庞加莱对时间和同时性的洞察力启发了爱因斯坦、帮助他发现相对论一样，他的多维概念同样刺激了毕加索，后者由此将几何学作为一种新的艺术语言。同样经由法国数学家的思考所引导，物理学家和艺术家开始探寻问题的答案——爱因斯坦从时间切入，而毕加索从空间切入，两人都在寻找对“绝对”物体的表达方式。与囿于欧几里得三维空间的传统画家和物理学家不同，他们摒弃了这种方式，因为一个物体的外形、位置、速度和时间性取决于观察者的视点，唯一能够对它进行客观表达的方式是放弃所有预先的参照物，并将所有的视点同时考虑进去。正是通过引入视角的相对性，他们才得以追求绝对。

马克思说，人类按照美的规律创造。这是人从事创造的规律。科学也不例外。科学美原本就是“精确科学中的含义”。科学，归根到底是一种追求美的活动，它的成果不是别的，乃是具有美的吸引力的艺术品，体现着美的法则。

——和谐美。海森堡认为：“美是各部分相互之间以及整体之间的真正的协调一致。”纵观各门科学用以表现自然规律的范型都是协调和谐的，诸如哥白尼的“日心”模型、门捷列夫的元素周期表等都给人一种精神的愉悦。

——生动美。活跃、有趣，无穷的生命力。法拉第赞美煤炭说：“喂，难道你们不高兴知道漆黑的、肮脏的煤块，怎么变成明晃晃的光源么？”赫尔芩在论证活生生的科学活动成为科学书籍时说：“大概每一个稍微惯于思索的青年人脑中都会有这样的疑问：‘为什么大自然中的一切都这样欢乐、聪明、活泼而有生气，但是在书本上同样是这些东西，却如此枯燥难读，如此晦涩而死气沉沉呢？难道这是人类语言的本质？我以为不然，依我之见，这应归罪于不清楚地理解和笨拙地叙述。”科学探索实践活动与书本成了迥然相反的两种存在。

——简明美。统一性、普适性、抽象性、完整性都属于简明美的范畴。切尔纳特说：“艺术有一个不可少的特征：简明，不管完成一种艺术品是多么复杂。”英国大诗人、剧作家莎士比亚说：“简洁是智慧的灵魂。”乌申斯基也说：“人类的认识就是把一个变成许多，再把许多变成一个。”罗森认为爱因斯坦的科学活动，“目的在于求得简单性和美”。爱因斯坦自己也说：“一切科学的伟大目标是寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系，它将是有最大可能的简单性”“人们总是以最适当的方式来画出一幅简化易领悟的图像”。

——新奇美。奇异、差别、新鲜、不落俗套是新奇美的具体表述。科学中的新奇不是刁钻古怪，而是令人吃惊的意外景象，意料之外与情理之中。新奇的魅力十分巨大，它号召吸引多少科学家去为科学献身。

参考文献：

[1]刘兵.在物理学与艺术之间对世界之认

识的平行性[J].科学,2004(6).

[2]王梓坤.科学发现纵横谈[M].北京:北京

师范大学出版社,2006.

（渤海大学艺术学院）