元素周期律中的美學(xué)問題初探

1、元素周期律中的美學(xué)問題初探" 元素周期律的科學(xué)價值，沒有一位化學(xué)家會產(chǎn)生疑心；然而，它的美學(xué)價值卻沒有引起人們的足夠重視。但最重要的，元素周期律是美的。 縱觀化學(xué)史，我們不難看出，在元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程中，不管是拉瓦錫的最初嘗試，還是德貝萊納、紐蘭茲和門捷列夫等人的詳細(xì)探究，無不浸透著統(tǒng)一與和諧、簡單與深遠(yuǎn)、守恒與對稱和新奇與雅致等這樣的美學(xué)思想。這些美學(xué)思想不僅表現(xiàn)于元素周期律的外部形式之上，而且深化到了它的內(nèi)部聯(lián)絡(luò)之中。很顯然，元素周期律的發(fā)現(xiàn)提醒出了自然界的無限深化與豐富的美感，它不僅是一種科學(xué)美的重要標(biāo)志，而且閃爍著藝術(shù)美的思想光輝。門捷列夫根據(jù)元素周期律排出來的元素周期表，

2、簡直就是一件遠(yuǎn)遠(yuǎn)為人們欣賞的藝術(shù)珍品，它絕不是一些元素符號的簡單堆砌，而是與藝術(shù)一樣的高級形式，是人類美的創(chuàng)造成果。一百多年過去了，元素周期律永久的魅力有增無減，這無疑與它的美學(xué)價值有著重要的關(guān)系。關(guān)于元素周期律中的美學(xué)問題，我們從以下三個方面進(jìn)展討論。1 統(tǒng)一與和諧 為什么世間一切紛繁復(fù)雜的事物均可用簡潔的形式來表達(dá)？其根本原因就在于自然界本身的統(tǒng)一與和諧，這種統(tǒng)一與和諧的自然美反映到自然科學(xué)的理論形態(tài)之中，就顯示出了統(tǒng)一與和諧的科學(xué)美的標(biāo)準(zhǔn)。門捷列夫認(rèn)為，科學(xué)的目的是要在多樣性中追求統(tǒng)一性。因此，化學(xué)的目的不但要描繪化合物的多樣性，而且要提醒隱藏在復(fù)雜現(xiàn)象背后的統(tǒng)一性。科學(xué)美的本質(zhì)就在于研

3、究自然界中這種多樣性中的統(tǒng)一性。自然現(xiàn)象雖然紛繁復(fù)雜，但是在這雜亂中必定有一種既定的秩序，這種秩序是自然界物質(zhì)普遍運(yùn)動的主宰?？梢?，門捷列夫在元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程中，他自覺地應(yīng)用了傳統(tǒng)的科學(xué)美思想。從古代到近代，在人們心目中最重要的美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)就是統(tǒng)一與和諧。從哥伯尼的太陽中心說到開普勒天體運(yùn)行三定律，他們所強(qiáng)調(diào)和追求的主要是天體運(yùn)行的統(tǒng)一與和諧，英國著名的科學(xué)史家丹波爾認(rèn)為，哥伯尼的心中最重要的問題是“行星應(yīng)該有怎樣的運(yùn)動，才會產(chǎn)生最簡單而最和諧的天體幾何學(xué)。3他認(rèn)為，在他的理論體系中，人們可以看到一種“有秩序的安排、“宇宙里有一種奇妙的對稱，軌道的大小與運(yùn)動都有一定的和諧關(guān)系。3亞里士多德也認(rèn)

4、為，作為一種美，最重要的標(biāo)準(zhǔn)就是“整一性，他這種“整一性的所謂“秩序、勻稱與明確實際上就是“統(tǒng)一與和諧的原那么以及“對稱與守恒的原那么。他還在?詩學(xué)?一書中明確指出：“一樁樁的事件是意外的發(fā)生而彼此間又有因果關(guān)系。4他在這里所說的“意外發(fā)生是指偶然性；而“因果關(guān)系那么是指的必然性。元素周期律的發(fā)現(xiàn)正是偶然性與必然性的辯證統(tǒng)一，表現(xiàn)出了它的統(tǒng)一與和諧之美的所在。他還認(rèn)為：“一個美的事物不僅要有各個部份的相應(yīng)安排而且要能使人“盡覽它的整一性4。這正是元素周期律的顯著特點。彭加勒曾經(jīng)指出：“我所指的是一種內(nèi)在美，它來自各部份的和諧秩序。2他最為強(qiáng)調(diào)的是“和諧，認(rèn)為“普遍和諧是眾美之源，“內(nèi)部和諧是唯

5、一的美。他還說，可以在我們身上激起美的情" 感的東西是什么呢？它們是“其元素和諧地配置，以致為思想認(rèn)識到細(xì)節(jié)時，可以毫不費力地包容整體。這種和諧立即滿足了我們的審美需要，有助于它所證實和指導(dǎo)的思想。與此同時，一個秩序井然的整體處于我們的雙目之下，使得我們可以預(yù)見2科學(xué)定律。門捷列夫把這些似乎毫不相干的元素進(jìn)展精心排列，一個秩序井然的整體奇跡般地展如今我們面前，它勾勒出了元素世界的生動活潑的辯證圖景。這不僅在形式上是美的，一排排，一行行，奇妙的對稱又統(tǒng)一，猶如一座莊嚴(yán)而完美的大廈；而且具有內(nèi)容上的完美性，深化地提醒了元素之間的協(xié)調(diào)與和諧。正如偉大的物理學(xué)家波爾茨曼指出的那樣“這些符號難

6、道不是出自上帝之手嗎？這就是元素周期規(guī)律的統(tǒng)一與和諧之美。2 簡單與深遠(yuǎn)宇宙萬物之美是按最簡單的原那么構(gòu)造出來的，而且自然規(guī)律的簡單性是一種客觀的特征?？茖W(xué)理論的簡單性是指科學(xué)理論、定律、公式的簡單形式和深廣內(nèi)涵的統(tǒng)一，它并非只是思維經(jīng)濟(jì)的結(jié)果。在姹紫嫣紅的物質(zhì)世界中，盡管各種自然現(xiàn)象和過程千差萬別，千變?nèi)f化，令人目不暇接，但客觀自然界在本質(zhì)層次上是簡單、明確的，也是美的。然而，這種形式上的構(gòu)造是建立在一些非常簡單的原那么根底之上的，這些原那么又被更深層、更復(fù)雜的內(nèi)涵所決定。因此，當(dāng)人們理解這一切的時候，他們就會感到一種神秘的氣氛，看到了它深遠(yuǎn)、博大的內(nèi)涵，反映出了科學(xué)深層的折光，從而使人們有

7、可能猜測到當(dāng)時從理論上尚無法理解的更深遠(yuǎn)的科學(xué)真理。門捷列夫元素周期律不僅充分表達(dá)出了統(tǒng)一與和諧之美，而且從邏輯形式上表達(dá)出了簡單與深遠(yuǎn)之美。這種簡單之美“既不是理論內(nèi)容上的簡單性，也不是數(shù)學(xué)形式上的簡單性?？瓷先ズ唵蔚臇|西卻蘊(yùn)含著豐富而深遠(yuǎn)的內(nèi)容，這不僅是藝術(shù)美的表現(xiàn)，而且是科學(xué)美的特點。彭加勒曾經(jīng)說過，因為簡單性和深遠(yuǎn)性(偉大性)二者都是美的，所以我們特別愿尋求簡單之事實以及深遠(yuǎn)(偉大)之事實。他認(rèn)為人們探究星辰之運(yùn)行，考察奇異之極微，都是對簡單和深遠(yuǎn)的尋求。古希臘的園柱以最正確分布承受了最大負(fù)荷，就是表達(dá)了“簡單和偉大。他在這里所說的美，絕不僅只是對象的質(zhì)地或外觀形式的美。他說，“我的意

8、思是說那種深奧的美，這種美在于各個部分的和諧秩序，并且純理智能把握它。正是這種美使物體也可以說使構(gòu)造具有讓我們感受滿意的彩虹一般的外表。沒有這種支持，這些倏忽即逝的夢幻之美結(jié)果就是不完美的，因為它是模糊的，總是短暫的。5彭加勒所說的這種“深奧的美就是一種理性美，是一種具有深遠(yuǎn)內(nèi)涵的美。門捷列夫的元素周期律就是這種具有深遠(yuǎn)內(nèi)涵之美的光輝典范。從整個自然科學(xué)開展的歷史看，哥伯尼的日心說、牛頓的力學(xué)三定律和萬有引力定律、愛因斯坦的廣義相對論等等，都充分表達(dá)了簡單而深遠(yuǎn)。愛因斯坦曾屢次強(qiáng)調(diào)了這種簡單性原理，他認(rèn)為一切科學(xué)的偉大目的是“要從盡可能少的假說或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的經(jīng)歷事

9、實。6所以當(dāng)代的一些科學(xué)家提出了所謂“信息量審美原那么，即在簡單明了之中具有豐富而深化的內(nèi)涵。對于一件藝術(shù)作品，可以按照它所包含的信息量的大小來對之進(jìn)展審美評價；對于一個科學(xué)理論，同樣可以根據(jù)它所包含的信息量的大小來考察它的美學(xué)價值。而元素周期律的美學(xué)價值正是由于它包含著極大的信息量，周期表中的每一個字母或符號所代表的內(nèi)容是多方面的，它在元素周期表中的固定位置，不僅反映了無素的原子構(gòu)造、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，而且還反映出了該元素與其他元素之間的互相聯(lián)絡(luò)，即原子體積、元素的最高正價和負(fù)價、化學(xué)活性、金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律等等?？傊?，一張簡單的元素周期表不僅反映了元素的過去，表現(xiàn)著元素的如今，而

10、且還預(yù)示著元素的將來?？梢姡^信息量就是其深遠(yuǎn)意義的所在，也是其美學(xué)價值的表達(dá)。另外，科學(xué)家在繁雜之中每概括出一種簡潔明了的規(guī)律，就必然會給人以一種美的感受。根據(jù)門捷列夫的元素周期律排列出來的一張簡單的元素周期表卻描繪出了一幅元素世界生動活潑的辯證圖景，一百多種元素在表中排列井然，不僅反映出了各種元素之間的互相聯(lián)絡(luò)及其周期性變化的規(guī)律，同時預(yù)示著整個元素開展的的將來。令人驚奇的是，在門捷列夫最初排列的元素周期表中留下的十一個空位和對八種元素原子量的修正，均被后來新元素的發(fā)現(xiàn)和原子量的準(zhǔn)確測定所證實。所以，既使到了今天，科學(xué)家仍把這個周期表當(dāng)作“原子世界的地圖，并將之作為化學(xué)研究的指南。門捷列

11、夫元素周期律的這種深化的蘊(yùn)含，表達(dá)了它本身的簡單與深遠(yuǎn)之美。3 新奇與雅致 綜上所述，我們可以清楚地知道，元素周期律的審美標(biāo)準(zhǔn)是多方面的，但最主要的還在于它本身的雅致，而和諧與統(tǒng)一那么是元素周期律的美的最根本的要素。所謂“雅致是和諧、統(tǒng)一等諸方面的集中表達(dá)，是元素周期律的美學(xué)價值的概括和總結(jié)。很顯然，假設(shè)門捷列夫在探究元素周期律的過程中，只注意它的真理性而無視它的簡單、和諧與統(tǒng)一的美學(xué)價值，那就很難使科學(xué)家承受和成認(rèn)。正如曾經(jīng)為牛頓和貝多芬作過傳的薩力凡(J.W.Sallivan)所說：“一個科學(xué)理論之被認(rèn)可，一個科學(xué)方法之被證明，是在于它的美學(xué)價值科學(xué)在藝術(shù)上的缺乏程度，就是它作為科學(xué)不完善的程度。7許多偉大而優(yōu)秀的科學(xué)家在門捷列夫元素周期表中，感到了這個體系構(gòu)造的“詩意，得到了美的享受，是與他們具有良好的藝術(shù)修養(yǎng)分不開的?？梢韵嘈牛麄冊谛绹L元素周期表時產(chǎn)生的美感與他們在欣嘗音樂、繪畫作品時或欣嘗大自然的壯麗風(fēng)光時產(chǎn)生的美感在本質(zhì)上是一致的。實際上，只有具有豐富美感的人，才能建造出真正偉大的科學(xué)理論，因為每一個科學(xué)理論的產(chǎn)生都是客觀的美的內(nèi)容和科學(xué)家主觀的感受與感動的契