科学和艺术的美学比较

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1、门外美谈--科学和艺术的美学比较(冼鼎昌)在许多人的心目中，科学与艺术是很不相干的，否则为什么从中学起，就有文科和理科的分班呢？可是我有完全不同的看法，我认为在中学就把学生定向到文科或是理科并不是很妥当的做法。也许有人会争辩说，科学追求的是严、艺术追求的是美，一个是理性的演绎，另一个是灵感的发挥，二者南辕北辙，没有共通之点的。其实这真是不幸的误解。有一位很有点名气的文艺理论家叫做丹纳的说过："一个人之所以成为艺术家，是因为他惯于辨别事物的根本性质和特色；别人只见到部分，他却见到全体，还抓住它的精神。"如果把这番话中艺术两个字改成科学两个

2、字，谁能不说对于科学这是同样精辟的论断呢？可见艺术创作和科学创作是有共性的。有共性的东西就可以拿来比较，比如说科学中的美和艺术中的美，这种比较可以说是科学和艺术的比较美学。什么是美？"美是难以定义的"，研究美学的一位祖宗柏拉图早就这么叹息过。科学家也有类似的观点。狄拉克 --本世纪最伟大的物理学家中的一位--也说过："数学美与艺术美一样是无法定义的。"不过他又跟着说："但研究数学的人鉴赏数学美并不会觉得困难。"大哲学家大科学家尚且如此说，作为门外美谈就大可不必讲究什么美与审美的定义、什么美的主观性与客观性等等，只须承认美的存在就可以谈下

3、去。承认了美的存在，还需要有能够感知它的东西才能谈美。这东西大哲学家柏拉图说是灵魂，大数学家庞加莱说是纯理智，灵魂也罢、理智也罢，反正是思维的器官，一牵涉到思维，谈美就当然必须限定在一定的历史时期里才有意义，因为不同历史时期的人们的思维是大不相同的。古代的思想家把美与和谐划上等号。希腊古典时代的大哲学家们认为，美在于和谐，美应当是完美的。自然是美的，自然的规律也是美的，所以亚里斯多德说，完美的天上物质构成的天体的运动轨道，必定是完美的曲线。按黄金分割比例的线条建造的希腊祭坛开普勒的行星轨道模型而最完美的曲线，就是圆，所以所有的天体都是以

4、圆轨道运行的。那位对比例和数字情有独钟的哲学家毕达哥拉斯（就是发现直角三角形三条边的平方之间关系的那一位）进一步认为，整个宇宙就是一种和谐，就是一种数，在数字之间有着能够产生和谐关系的比例。据说他发现了黄金分割比例，即使在今天，那些残存下来的、在长、宽、高三个方面的尺寸遵循这种比例建成的希腊神庙还在现代人的心灵中产生巨大的肃穆感和美的战栗。千百年来，这些观点深刻地影响了一代又一代的人。包括现代科学的两位奠基人哥白尼和开普勒。哥白尼提出的日心体系理论，带动了近代科学思想的一场革命。在哥白尼的理论里，不是太阳绕着地球转，而是地球，还有另外当

5、时知道的五个星体-土星、木星、火星、地球、金星和水星绕着太阳转。它们的轨道都是圆。按古希腊哲学家的观点，宇宙应当是和谐的，而和谐的轨道应当是对称的，具有最大对称性的运行轨道是圆，这是很自然的。另一位大天文学家开普勒则进一步想从毕达哥拉斯的和谐对称的原理来确定这六个行星的轨道。他的做法是这样的：在几何学中，除了球体之外，有着最大对称的几何体是正多面体，自然界存在的正多面体只有五种：正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体，对每一种正多面体都可以作一个外接球面和一个内切球面，于是由这五种正多面体可以作出六个这样的球面，它们是行星

6、的圆轨道所在的球面。定出这些轨道后，又由于和谐的要求，天体在这些圆形轨道上应当作匀速运动，这样就可以确定这些天体的公转周期。现代人回过头来看这种做法真有点匪夷所思，但据说当时计算的结果居然和当时的天文观察数据相当符合！1596年开普勒把这些想法和结果写在一本专著里，题目就叫做《论自然的和谐及相似》。如果开普勒停留在这种符合上，那也就不会有他日后的重大发现了。幸好他送了一份专著给当时欧洲最负盛名的天文观测家，丹麦人第谷。第谷读了论文，极为赏识作者的才华，也给作者一个忠告："首先要通过实际观测来为自己的观点打下坚实的基础，由此提高，才能深究

7、事物的根由。"幸亏听从了这个忠告和获得第谷以毕生的努力累积下来的系统的、极为精确的观测数据（这是第谷临终前传给他的），才使他得以作出科学史上划时代的三个大发现。头一个发现是，行星的轨道并不是完美的圆曲线，而是椭圆曲线；第二个发现是行星在轨道上的运行并不是匀速运动。看起来开普勒最后的发现完全偏离了他最初对和谐的（也是简单的）想象，然而事实上，在他的三大发现导致的牛顿力学的更高的基础上，这些发现又是如此令人震惊地和谐。和谐与对称是紧密地联系起来的。到过北京故宫的游客，谁不被这组巨大的建筑群的对称与和谐所震慑呢？在古典的绘画、雕塑和音乐里，处

8、处体现了对称与和谐的美。有一年我到米兰，当第一眼看到米兰大教堂，就有似曾相识的感觉，我一路参观一路想，这感觉到底从何而来？等从教堂出来，我想出来了：这就是巴赫伟大的《恰空舞曲》，那里三十二个变奏组成的对称如