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编号:10414563
科学美学
http://www.100md.com 2002年7月17日 K.C.Cole
     诗人说:科学损坏了星星的美丽——那仅仅是气体原子组成的球体。然而,任何事物都不能只用“仅仅”二字来形容——在荒凉的夜晚,我也能看见星星,并去感受它们。但我看见的星星是多还是少呢?浩翰的星空拓展了我的想象力——乘上这想象的旋转木马,我渺小的双眼竟能看见那具有百万年历史的星光——事实上,这远比以往任何艺术家所想象的都更为美妙。为什么现今的诗人对此不屑一顾呢?若朱庇特(也为木星)像人一样,诗人就会不惜笔墨,若其为一巨大甲烷与氨之旋围天体,诗人就定会缄口不言,那诗人究竟是些什么样的人呢?

    这段诗般文字,作为脚注,于各地出现在一本物理学教科书上,即《费曼物理学讲座》(为诺贝尔奖获得者理查德.费曼所著)。像许多他那类人一样,费曼蔑视这种说法,即科学剥夺了自然的美丽,剩下的只是一系列干巴巴的公式。费曼认为,自然科学知识反而更加深了人们对自然的敬仰,提高了人们的欣赏力。人们还知道,费曼也曾这样说过:艺术和理论物理只有一点相同之处,那就是:当艺术家和物理学家凝视一张白纸时会同样产生一种快乐的期待。
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    科学和艺术,这两类表面看来毫不相同的学科有什么相似之处呢?显然有一些实例为证,常有相同的人同时为这两门学科吸引,爱因斯坦拉小提琴的形象或赖纳德的发明都广为人知,某些圈子里流传着一个老笑话:四个数学家往屋里一坐,就能演弦乐四重奏。就连费曼也会打小鼓(他好奇地发现,尽管他几乎总被认为是个会打小鼓的物理学家,可是在有数的几次被邀打鼓时,“介绍者都没觉出有必要指出我还研究理论物理”)。

    艺术和科学的一个共同点是它们涉及的领域相同。比如树,这个领域,就是块肥沃的土地,可供艺术家和植物学家共同耕耘。母子关系,雪花的对称性,光与色彩的效果及人体形态构造均被画家、心理学家、雕塑家和外科医生所共同研究。宇宙的起源,生命的实质,死亡的意义既是物理学家又是哲学家和作曲家的研究主题。

    然而当我们接近其本质时,此二者的相似之处便荡然无存了。艺术家带着情感走近自然;科学家则依靠逻辑。艺术诱发出情感,科学则讲道理。艺术家应该关心、在意,科学家则该认真思索。
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    然而至少我认识一个物理学家就立即对此区分加以否决。他说:“这样一个奇怪的错误看法竟被教授给人们,人们学到的是:一个人无论接受怎样多的训练都不足以发现科学真理,除非他对此真理采取超然无动于衷的态度。而实际上,寻求真理是毫无意义的,除非人们发现这真理本身确实重要。

    科学史证实了他的观点。达尔文在整理于加拉巴哥群岛收集的线索时,就几乎不能保持超然的态度,而这些线索最终导致了进化论的形成。他写道:“我就像个赌徒般喜爱异想天开的实验。”“我感到无比恐惧,”“我信赖一种直觉,而上帝所知却很少能为我的言论提供任何理由根据。”“大自然的一切都是反常的,并将违背我的意原。我真希望我还在研究那些旧藤壶,而非新事物。”

    在早期有关量子的辩论中,科学家们各持已见,几乎都不能保持冷静超然的态度。爱因斯坦说,如果传统的因果概念必须被摒弃,他宁愿做个皮匠或者甚至当个赌场里的伙计,而不愿做个物理学家。而尼尔斯·鲍尔则称爱因斯坦的态度令人惊骇,并指责爱因斯坦大逆不道。另一位重要的物理学家爱尔文·施洛丁格说道:“如果人人都得坚持这种该死的量子跃变,那我则后悔掺合到这件事中来。”爱因斯坦以一种较为积极的语气把宇宙说成是一个“伟大、永恒之谜”,“在对我们发出示意和召唤”。正如已故的哈佛大学教授乔治·萨顿在他的《科学史》序言中所述:“几何学同艺术一样,其中都有血有泪。”
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    然而大多数人本能地认为科学家对待工作,头脑不会过分狂热,正如他们不会赞同诗人也能精于计算。可是,若一个艺术家工作起来没有严格的具有创造性的控制,那他准是个又粗心的艺人;而若一个科学家只会固守着单一的科学方法,那他永远也不会取得巨大的成就。演绎法只会把你引向直线式思维的下一步,而在科学中,这往往会是死路一条。费曼说:“每当我们陷入僵局,都是因为我们所用的方法手段跟以往一样。要想想出一个新的思路则特别困难。这需要非凡的想象力。”

    下一步巨大的飞跃往往靠科学家的审美力所指引。爱因斯坦对一个理论的最高赞扬不是“真好呀,”而是“多美啊”。而他最严历的批评是:“啊,真丑陋!”。他常常谈起有关思维想法的美学吸引力。法国物理学家享利·鲍因凯尔写道:“纯粹的逻辑只能把我们引向重复。”“它不会创造新事物,只靠它,不会产生任何科学。”

    鲍因凯尔还把美学在科学中所起的作用称为:“一张细筛”,即仲裁所发现的是正确还是误导,是指引还是干扰。科学不是一本条目罗列的书,而需要把事实编入理论,这正如花毯由众多纤细的线织成。谁能清楚何时(或如何)才能做到恰当地编织结合呢?有时最有用的标准便是美学了:“爱尔文·施洛丁格忍住没有发表他那现已闻名于世的波动方程第一版,就是因为波动方程不符合当时的已知事实。保罗·德瑞克后来评论到:“我认为这个故事很有寓意,即一个人发明的公式含有美感带有美感的角度考虑问题,并着手干起,且如果他确有真知卓识,那他一定会大有作为。”
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    有时艺术和科学之间的联系会更为直接。丹麦物理学家尼尔斯·鲍尔就因其对立体画派的酷爱而闻名——特别是一个物体可被视为好几样东西,可以千变万化,既可被看作是一张脸,一个肢体,又可被看作是一个水果盘。他进而发展了他的并协性理论,既:展示了一个电子是如何变化的,既可被看作一个微粒,又可被看成一道波。跟立体派艺术一样,并协性原理允许对立的观点并存于同一自然结构中。

    有些人奇怪,科学和艺术是如何从一开始就被深深地隔绝开来。在很久以前,科学为自然哲学,艺术也包含着跟如今能造出奇妙的粒子加速器的技工一样的能工巧匠的心血。自那个时代以后,科学和艺术各自的定义都被大大地缩狭了。在朱迪斯·温兹勒所编的文集《论科学美学》中,杰弗里·维克斯写道:“科学仅仅在十九世纪前才获得了现今的狭义。”“它开始应用以观察和实验来验证对自然世界假设的方法。”当然这跟艺术确实没多少关联,然而维克斯却怀疑差异甚至更为巨大。人们愿意相信科学是个推理的过程,是可被详尽说明的。而直觉是不能被详尽说明的,因此不该归属科学范畴。因为我们的文化在某种程度上产生了这样一种未经证实而又未必确实的信条:即一切真正存在的事物必须是可被详尽透彻说明的事物,正因如此就不情愿承认有直觉的存在。
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    当然,艺术和科学之间存在着实质性的区别。科学是用世界通用的语言——数学写成,它比艺术更为广博,是人们对这个世界的共同理解。而对科学的理解可用那古老的放之四海而皆准的科学方法来验证。科学家们进行工作时,必须保持冷静——至少不要让狂热来干扰实验的结果。当然,有时他们也确实狂热。斯蒂芬·杰·古尔德说:“伟大的思想家在事实面前决不会消极被动、无动于衷。”“他们拥有希望和直觉,并千方百计用他们的方式来建造这个世界。”“因此,伟大的思想家也会犯伟大的错误。“

    然而,最终科学和艺术之间的联系要比我们想象的更为密切。首先,这联系也许就植根于那些致力于艺术或科学的人们的动机中。麻省理工学院的冶金学家西瑞尔·斯坦利·史密斯开始对冶金史产生兴趣,并惊讶地发现:最早的关于金属及其特性的知识竟是由艺术博物馆里的展品提供的。“渐渐地,我意识到这决非发现之必然,因为发现源于为美所驱动的好奇心,而很少出于功利的目的。”, 百拇医药