美學(xué)原理第八講科學(xué)研究中的美學(xué)

1、第八講第八講 科學(xué)研究中的美學(xué)科學(xué)研究中的美學(xué) 科學(xué)美學(xué)研究科學(xué)活動(dòng) 中 一切與美有關(guān)的問題，它 和技術(shù)美學(xué)是美學(xué)的重要分 支。 科學(xué)美 科學(xué)美學(xué)技術(shù)美 技術(shù)美學(xué) 科學(xué)美和技術(shù)美屬于社會(huì)美的范疇，而且是社會(huì)美的深層的東西。 李政道李政道先生對(duì)先生對(duì)屈原屈原的詩篇的詩篇天問天問很感興趣，因?yàn)樗撬囆g(shù)與科學(xué)統(tǒng)一的絕好例很感興趣，因?yàn)樗撬囆g(shù)與科學(xué)統(tǒng)一的絕好例證。證。天問天問提了一百七十多個(gè)問題，對(duì)自然提了一百七十多個(gè)問題，對(duì)自然現(xiàn)象、神話傳說和歷史故事等大膽懷疑?，F(xiàn)象、神話傳說和歷史故事等大膽懷疑。 屈原在屈原在25002500年前還想象，地球可能是東西、年前還想象，地球可能是東西、南北不一樣長(zhǎng)的

2、扁橢圓球體。屈原瑰麗奇特的南北不一樣長(zhǎng)的扁橢圓球體。屈原瑰麗奇特的詩篇中，包含著重要的詩篇中，包含著重要的科學(xué)假設(shè)和疑問科學(xué)假設(shè)和疑問。 科學(xué)和藝術(shù)、科學(xué)和美的交融、互動(dòng)和互補(bǔ)科學(xué)和藝術(shù)、科學(xué)和美的交融、互動(dòng)和互補(bǔ) 富樂富樂 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1967年蒙特利爾世界博覽會(huì)美國(guó)廳年蒙特利爾世界博覽會(huì)美國(guó)廳 分子結(jié)構(gòu)運(yùn)用到宏觀建筑上分子結(jié)構(gòu)運(yùn)用到宏觀建筑上 現(xiàn)代科技和美學(xué)相結(jié)合的典范。室內(nèi)既有戲劇性又美現(xiàn)代科技和美學(xué)相結(jié)合的典范。室內(nèi)既有戲劇性又美 觀。觀。 后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了碳元素新的同素異構(gòu)體后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了碳元素新的同素異構(gòu)體碳碳60，由，由60個(gè)碳原子組成的小球碳個(gè)碳原子組成的小球碳60被被 命

3、名為富樂烯，一門新的化學(xué)分支被命名為富樂烯化學(xué)。命名為富樂烯，一門新的化學(xué)分支被命名為富樂烯化學(xué)。蒙蒙 特特 利利 爾爾碳碳60一、科一、科 學(xué)學(xué) 中中 的的 美美科學(xué)探索和揭示自然的奧科學(xué)探索和揭示自然的奧秘，反映自然的客觀規(guī)律。秘，反映自然的客觀規(guī)律。自然的基本設(shè)計(jì)是美的，自然的基本設(shè)計(jì)是美的，因此，反映自然規(guī)律的科因此，反映自然規(guī)律的科學(xué)理論、定律、公式具有學(xué)理論、定律、公式具有美的性質(zhì)。美的性質(zhì)。“科學(xué)美是一種反映美，科學(xué)美是一種反映美，是人類在探索、發(fā)現(xiàn)自然是人類在探索、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律過程中所創(chuàng)作的成果規(guī)律過程中所創(chuàng)作的成果或形式?；蛐问健！睈垡蛩固拱衙揽醋魈角罄碚搻垡蛩固拱衙揽醋魈角?/p>

4、理論物理學(xué)中重要結(jié)果的一個(gè)指物理學(xué)中重要結(jié)果的一個(gè)指導(dǎo)原則。只要覺得一個(gè)方程導(dǎo)原則。只要覺得一個(gè)方程是丑的，他就對(duì)它完全失去是丑的，他就對(duì)它完全失去興趣，并且不理解為什么還興趣，并且不理解為什么還會(huì)有人愿在上面花這么多的會(huì)有人愿在上面花這么多的時(shí)間。時(shí)間。科學(xué)美不是我們所能見到的科學(xué)美不是我們所能見到的外在美。它是科學(xué)定律中支外在美。它是科學(xué)定律中支配著物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次的美。配著物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次的美。自然美和藝術(shù)美通過形象、自然美和藝術(shù)美通過形象、色彩、聲音等生動(dòng)具體的感色彩、聲音等生動(dòng)具體的感性形式作用于我們的感官，性形式作用于我們的感官，能夠?yàn)楹芏嗳怂蕾p。能夠?yàn)楹芏嗳怂蕾p?？茖W(xué)美是一種

5、理性美，用法科學(xué)美是一種理性美，用法國(guó)數(shù)學(xué)家彭加勒的話來說，國(guó)數(shù)學(xué)家彭加勒的話來說，這是一種這是一種“本質(zhì)上的美，它本質(zhì)上的美，它根源于自然各部分和諧的秩根源于自然各部分和諧的秩序，并且純理智能夠領(lǐng)悟。序，并且純理智能夠領(lǐng)悟。”1 1、對(duì)、對(duì) 稱稱科學(xué)美表現(xiàn)在對(duì)科學(xué)美表現(xiàn)在對(duì)稱、和諧、簡(jiǎn)潔稱、和諧、簡(jiǎn)潔等性質(zhì)中。等性質(zhì)中。 自然界和人類社自然界和人類社會(huì)都存在一種美會(huì)都存在一種美“對(duì)稱性對(duì)稱性”。 天壇地壇日壇月壇東單西單人的五官也是以鼻子為中軸線人的五官也是以鼻子為中軸線 人體也是以肚臍為中心對(duì)稱人體也是以肚臍為中心對(duì)稱對(duì)動(dòng)物來說，結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)物來說，結(jié)構(gòu)對(duì)稱是生存的需要，對(duì)稱是生存的需要，進(jìn)化

6、的結(jié)果。進(jìn)化的結(jié)果。為了生存，左右結(jié)為了生存，左右結(jié)構(gòu)必定對(duì)稱，才能構(gòu)必定對(duì)稱，才能跑得快，飛得起來。跑得快，飛得起來。功能對(duì)稱是在結(jié)構(gòu)功能對(duì)稱是在結(jié)構(gòu)對(duì)稱的基礎(chǔ)上疊加對(duì)稱的基礎(chǔ)上疊加的功能，如左右眼的功能，如左右眼圖像的立體感和距圖像的立體感和距離感，使它能夠準(zhǔn)離感，使它能夠準(zhǔn)確捕捉食物；左右確捕捉食物；左右耳的聲音疊加，使耳的聲音疊加，使它能躲避來犯之?dāng)?。它能躲避來犯之?dāng)场?古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就已從數(shù)學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)稱之美，稱一切立體圖形最美的是球形，一切平面圖形中最美的是圓形。 楊楊 振振 寧寧李李 政政 道道芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)三個(gè)披衣側(cè)臥像窈窕君子摩爾英國(guó)著名雕塑

7、家 米開朗基羅米開朗基羅晨晝昏夜2、和 諧愛因斯坦很早就認(rèn)為，愛因斯坦很早就認(rèn)為，在大自然里隱藏著在大自然里隱藏著“崇崇高莊嚴(yán)、不可思議的秩高莊嚴(yán)、不可思議的秩序序”，堅(jiān)信大自然本質(zhì)，堅(jiān)信大自然本質(zhì)上是統(tǒng)一的、和諧的、上是統(tǒng)一的、和諧的、簡(jiǎn)單的、可以理解的。簡(jiǎn)單的、可以理解的。科學(xué)所揭示的大自然規(guī)科學(xué)所揭示的大自然規(guī)律，具有內(nèi)在的和諧美。律，具有內(nèi)在的和諧美?；ūP的種子排列花盤的種子排列組成了兩組相嵌組成了兩組相嵌在一起的螺旋線，在一起的螺旋線，一是順時(shí)針方向，一是順時(shí)針方向，一組是逆時(shí)針方一組是逆時(shí)針方向。再數(shù)數(shù)這些向。再數(shù)數(shù)這些螺旋線的數(shù)目，螺旋線的數(shù)目，雖然不同品種的雖然不同品種的向日葵

8、會(huì)有所不向日葵會(huì)有所不同，但是這兩組同，但是這兩組螺旋線的數(shù)目一螺旋線的數(shù)目一般是般是34和和55、55和和89或或89和和144，其中前一，其中前一個(gè)數(shù)字是順時(shí)針個(gè)數(shù)字是順時(shí)針線數(shù)，后一個(gè)數(shù)線數(shù)，后一個(gè)數(shù)字是逆時(shí)針線數(shù)，字是逆時(shí)針線數(shù)，而每組數(shù)字都是而每組數(shù)字都是斐波納契數(shù)列中斐波納契數(shù)列中相鄰的兩個(gè)數(shù)。相鄰的兩個(gè)數(shù)。 柏拉圖柏拉圖并不是一位天文學(xué)家，他的宇宙理論描繪的并不是一位天文學(xué)家，他的宇宙理論描繪的不是一幅正確的天文學(xué)圖景，而是和諧說在宇宙學(xué)中的運(yùn)不是一幅正確的天文學(xué)圖景，而是和諧說在宇宙學(xué)中的運(yùn)用，是一種宇宙美學(xué)。柏拉圖所理解的宇宙結(jié)構(gòu)處在經(jīng)過用，是一種宇宙美學(xué)。柏拉圖所理解的宇宙

9、結(jié)構(gòu)處在經(jīng)過精確計(jì)算的、和諧有序的比例關(guān)系中。地球處在宇宙的中精確計(jì)算的、和諧有序的比例關(guān)系中。地球處在宇宙的中心，地球四周排列著七個(gè)同心圓，每個(gè)圓周有一個(gè)星體，心，地球四周排列著七個(gè)同心圓，每個(gè)圓周有一個(gè)星體，從內(nèi)向外依次是月亮、太陽、金星、水星、火星、木星、從內(nèi)向外依次是月亮、太陽、金星、水星、火星、木星、土星。月亮、太陽、水星和火星之間的距離符合黃金分割土星。月亮、太陽、水星和火星之間的距離符合黃金分割的比例，月亮、金星、木星和土星之間的距離也符合黃金的比例，月亮、金星、木星和土星之間的距離也符合黃金分割的比例。各種星體多層次地、有序地做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。分割的比例。各種星體多層次地、有序地做旋

10、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 宇宙的美 3、簡(jiǎn) 潔簡(jiǎn)潔也是科學(xué)美的一種簡(jiǎn)潔也是科學(xué)美的一種表現(xiàn)。科學(xué)的簡(jiǎn)潔美指科表現(xiàn)?？茖W(xué)的簡(jiǎn)潔美指科學(xué)理論、定律和公式的外學(xué)理論、定律和公式的外在形式上的簡(jiǎn)單與內(nèi)在內(nèi)在形式上的簡(jiǎn)單與內(nèi)在內(nèi)容的深廣的有機(jī)統(tǒng)一。容的深廣的有機(jī)統(tǒng)一。清晰，人們?cè)侥軓目傮w清晰，人們?cè)侥軓目傮w上、規(guī)律上把握自然，而上、規(guī)律上把握自然，而那些能使人那些能使人“從無序中見從無序中見出有序出有序”的科學(xué)理論毫無的科學(xué)理論毫無疑問被認(rèn)為是美的。疑問被認(rèn)為是美的?？茖W(xué)家崇尚簡(jiǎn)潔美。愛因斯坦的“簡(jiǎn)單性原則”、牛頓的“節(jié)約原理”，與人文學(xué)者的“簡(jiǎn)潔是藝術(shù)性的第一個(gè)條件”、“藝術(shù)上的節(jié)約制度”，讓我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)望見了科學(xué)與藝術(shù)

11、之源：在山頂上，它們會(huì)合在一起。簡(jiǎn)潔美簡(jiǎn)潔美二、 科學(xué)活動(dòng)的美學(xué)動(dòng)力對(duì)科學(xué)現(xiàn)象美的興趣、好奇可激發(fā)科學(xué)家探索的欲望，形成他持久的動(dòng)力，激活他的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象。面對(duì)紛繁復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，科學(xué)家總是力求尋出其內(nèi)在規(guī)律，而試圖建構(gòu)一套美的符號(hào)體系，以最準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)潔、最概括地傳達(dá)所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。很多科學(xué)家是自覺依據(jù)審美價(jià)值尺度,按照美的規(guī)律從事科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)造的，認(rèn)為科學(xué)理論不僅應(yīng)當(dāng)是真的，而且應(yīng)當(dāng)是美的。魏格拉魏格拉大陸漂移說是魏格拉受到地圖上大陸邊緣圖形吻合的啟發(fā)而提出來的。他發(fā)現(xiàn)處于大西洋兩岸的非洲大陸和南美洲大陸具有對(duì)稱和互補(bǔ)的海岸形狀。他又根據(jù)這兩塊大陸地層構(gòu)造上的某些雷同，物種和古生

12、物化石的某些類似設(shè)想這兩塊大陸原來是聯(lián)在一起的，后來由于地殼運(yùn)動(dòng)，它們分離開來，并發(fā)生水平漂移。這種設(shè)想被當(dāng)時(shí)人譏為“大詩人的夢(mèng)”。然而，20世紀(jì)50年代古地磁學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)為魏格納的設(shè)想提供了新的證據(jù)，使大陸漂移說融入現(xiàn)代地學(xué)理論的和諧結(jié)構(gòu)中。1、以美導(dǎo)真以美導(dǎo)真德米特里伊萬諾維奇門捷列夫 門捷列夫根據(jù)他的科學(xué)美學(xué)思想，將當(dāng)時(shí)已知的63種元素排成一張周期表，并探討元素化學(xué)性質(zhì)和原子間的關(guān)系。當(dāng)時(shí)科學(xué)界公認(rèn)鈹?shù)脑恿渴?3.5，應(yīng)排在第四類?？梢罁?jù)其化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)排在第二類。從周期表的完美性出發(fā)，門捷列夫?qū)⑩敺旁诘诙?。最后?jīng)過精確測(cè)定，鈹?shù)脑恿繛?.4，理應(yīng)歸入第二類。這一事實(shí)正是出自他信奉的

13、科學(xué)美學(xué)原則：真的理論必然是美的。從這一科學(xué)美學(xué)思想出發(fā)，他預(yù)言了三種未知元素的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)定它們的性質(zhì)分別與硼、硅、鋁相似。后來發(fā)現(xiàn)的這三種元素鈧、鍺、鎵與他根據(jù)周期表預(yù)言的化學(xué)性質(zhì)相同。2、藝藝 術(shù)術(shù) 和和 科科 學(xué)學(xué) 的的 融融 合合藝術(shù)與科學(xué)的融合是21世紀(jì)藝術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)。藝術(shù)與科學(xué)是人類的兩大創(chuàng)造性工作，也是人類所具備的兩種特殊的能力，是人類最高心智的產(chǎn)物。藝術(shù)與科學(xué)結(jié)合，已成為新世紀(jì)人類思想和文化發(fā)展的主流；藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合，將會(huì)彌補(bǔ)藝術(shù)與科學(xué)技術(shù)本身的缺陷，互為補(bǔ)充，最終造福于人類的生活和進(jìn)步。藝術(shù) . 科學(xué)數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹擬幻想人物3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹

14、擬幻想人物3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹擬幻想人物數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)3d技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)數(shù)字藝術(shù)二維動(dòng)畫技術(shù)二維動(dòng)畫技術(shù)數(shù)字藝術(shù)互聯(lián)網(wǎng)也互聯(lián)網(wǎng)也為藝術(shù)活動(dòng)為藝術(shù)活動(dòng)開辟了一片開辟了一片新天地新天地-只只要有電腦和要有電腦和調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器，每個(gè)人都可每個(gè)人都可以接觸到交以接觸到交互式的藝術(shù)互式的藝術(shù)創(chuàng)作。創(chuàng)作。詩人科學(xué)家極為浪漫的事，思想要自由極為浪漫的事，思想要自由馳騁，天馬行空馳騁，天馬行空研究則講究

15、嚴(yán)研究則講究嚴(yán) 謹(jǐn)、扎實(shí)和謹(jǐn)、扎實(shí)和一絲不茍。一絲不茍。 朱光潛先生曾說過：朱光潛先生曾說過：“詩比別類文學(xué)較嚴(yán)謹(jǐn)、較詩比別類文學(xué)較嚴(yán)謹(jǐn)、較純粹、較精微純粹、較精微”， 科學(xué)理論能科學(xué)理論能“從盡可能少的假設(shè)和公理出發(fā)，用從盡可能少的假設(shè)和公理出發(fā)，用最簡(jiǎn)潔的形式，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)最簡(jiǎn)潔的形式，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)”， 所以說：所以說：“數(shù)就是美數(shù)就是美”。數(shù)學(xué)的方程、公式，自。數(shù)學(xué)的方程、公式，自然科學(xué)的定律、理論，實(shí)際上就是用數(shù)字和公式等然科學(xué)的定律、理論，實(shí)際上就是用數(shù)字和公式等寫成的詩，是真正的科學(xué)詩。寫成的詩，是真正的科學(xué)詩。藝術(shù)和科學(xué)的融合藝術(shù)和科學(xué)的融合也體現(xiàn)在科學(xué)家的藝也體現(xiàn)在科學(xué)家的藝術(shù)生活中術(shù)生活中愛因斯坦無論到哪愛因斯坦無論到哪里旅行，都帶上他心里旅行，都帶上他心愛的小提琴，他演奏愛的小提琴，他演奏莫扎特或貝多芬的曲莫扎特或貝多芬的曲子時(shí)如癡如醉。他認(rèn)子時(shí)