科學(xué)中的審美與想象

鄭方方

（河南師范大學(xué)政治與公共管理學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453007）

科學(xué)研究過(guò)程中潛藏著審美和想象的藝術(shù)因素，科學(xué)家如具備一定的藝術(shù)素養(yǎng)，并能充分調(diào)動(dòng)審美和想象的思維方式，將會(huì)有更多、更具創(chuàng)造性的科研成果出現(xiàn)。

一、審美與想象在科學(xué)研究中的作用

（一）什么是審美與想象

從黑格爾對(duì)美的本質(zhì)的定義“美是理念的感性顯現(xiàn)”［1］中可以看出，理念是美的內(nèi)核、美的本質(zhì)，理念的感性化、具體化是美的外觀、美的形式。那么，審美便是用感性形式來(lái)表達(dá)理念，追求真理的思維活動(dòng)。心理學(xué)研究認(rèn)為，想象是人的頭腦改造記憶中舊的表象，創(chuàng)造新的形象的思維活動(dòng)。審美與想象往往結(jié)合在一起，成為一種極具自由品格的創(chuàng)造性思維形式。在人情感的推動(dòng)下，審美借助想象變得絢麗神奇，想象則充分展現(xiàn)了審美的自由創(chuàng)造性。

（二）審美與想象是科學(xué)創(chuàng)新的動(dòng)力與源泉

關(guān)于科學(xué)與想象最著名的論斷是愛(ài)因斯坦所說(shuō)的：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉?！保?］諾貝爾獎(jiǎng)獲得者范特霍夫經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家中最杰出的人幾乎都具有發(fā)達(dá)的科學(xué)審美想象力。人類(lèi)幾乎所有重大的基礎(chǔ)科學(xué)理論都離不開(kāi)審美與想象。哥白尼不可能親睹太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)，卻在想象的基礎(chǔ)上經(jīng)觀測(cè)推理提出了日心說(shuō)；牛頓受到蘋(píng)果落地的引力效應(yīng)的啟發(fā)，再到提出萬(wàn)有引力定律，無(wú)疑與他獨(dú)特的想象有關(guān)；盧瑟福把原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)想象成微觀的太陽(yáng)系，他的原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)被評(píng)為“物理最美的實(shí)驗(yàn)”之一；愛(ài)因斯坦簡(jiǎn)潔的質(zhì)能關(guān)系式也體現(xiàn)著科學(xué)理論對(duì)美的簡(jiǎn)性原則的遵循……所以，科學(xué)中的審美與想象不僅是科學(xué)靈感的心理來(lái)源，還能在科學(xué)創(chuàng)造過(guò)程中發(fā)掘出自然界美的規(guī)律。

二、審美與想象在科學(xué)中的受控性

在科學(xué)創(chuàng)造過(guò)程中，審美與想象雖然是獨(dú)具魅力的能動(dòng)因素，但不是完全隨意、不受約束的。相反，它受到科學(xué)自身學(xué)科性質(zhì)的嚴(yán)格控制。了解其受控性對(duì)在科學(xué)研究中正確運(yùn)用審美與想象有重要的引導(dǎo)作用。其受控性表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

（一）科學(xué)的想象從屬于理性的規(guī)范

想象和假設(shè)雖被允許在科學(xué)中出現(xiàn)，但必須基于事實(shí)并得到事實(shí)的檢驗(yàn)和論證。任何想象的假說(shuō)最終不為事實(shí)所證實(shí)都會(huì)被嚴(yán)密的原理所推翻，任何不精確的想象都要被更精確的想象代替或補(bǔ)充。在牛頓想象中早已存在萬(wàn)有引力原理，但只有在10年后，有了精確的地球半徑和萬(wàn)有引力常數(shù)，這個(gè)基于科學(xué)想象的原理才以數(shù)學(xué)公式的形態(tài)予以表述。《科學(xué)的規(guī)范》的作者皮爾遜對(duì)此曾做過(guò)探究：“科學(xué)的想象必須是訓(xùn)練有素的想象。成百上千的人都憑他們的想象解決宇宙問(wèn)題，但是對(duì)我們真正理解自然現(xiàn)象有貢獻(xiàn)的人，卻是那些對(duì)他們想象的產(chǎn)品慷慨地運(yùn)用批判的人?！保?］正是有了這樣的理性規(guī)范，想象這一非理性因素才能在科學(xué)中得到人們的認(rèn)可并發(fā)揮積極作用。

（二）科學(xué)的審美符合簡(jiǎn)性的訴求

借用楊振寧對(duì)物理學(xué)家狄拉克的評(píng)價(jià)：“通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)美的欣賞，進(jìn)而天才地寫(xiě)出了方程。因?yàn)閿?shù)學(xué)美的最高境界是結(jié)構(gòu)美和簡(jiǎn)潔的邏輯美?！保?］我們也可以把這推及科學(xué)：科學(xué)的簡(jiǎn)性是一種審美性質(zhì)，在科學(xué)研究過(guò)程中起著微妙的橋梁和導(dǎo)向作用。一個(gè)理論雖然具有真理性，但在表達(dá)方式上如果復(fù)雜、煩瑣，就會(huì)失去美感，甚至讓人生厭生畏。自哥白尼、伽利略和牛頓以來(lái)，簡(jiǎn)單性標(biāo)準(zhǔn)一直引領(lǐng)著科學(xué)理論的發(fā)展。不論是牛頓的力學(xué)運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律還是愛(ài)因斯坦的光速不變?cè)砗拖鄬?duì)性原理，都體現(xiàn)出科學(xué)理論的簡(jiǎn)潔美?？茖W(xué)史實(shí)表明，人們掌握的知識(shí)越豐富，對(duì)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)得越深入，理論的表述就越簡(jiǎn)單。例如，人類(lèi)在2400多年的時(shí)間里積累了豐富的電和磁的感性知識(shí)與理論，到了19世紀(jì)中葉，麥克斯韋僅用一組方程就把這些規(guī)律概括出來(lái)了，完善又不乏簡(jiǎn)單的美感。

綜上所述，科學(xué)的審美想象是一種復(fù)雜的心理活動(dòng)，它是以客觀世界的感性形象為基礎(chǔ)，以理性認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，以審美情感為動(dòng)力而進(jìn)行的；它是科學(xué)研究中對(duì)感性進(jìn)行理性抽象的重要途徑和手段，從客觀事實(shí)的感性構(gòu)架出發(fā)，以客觀事實(shí)的本質(zhì)規(guī)律性概念為歸宿［5］。

三、通過(guò)藝術(shù)培養(yǎng)科學(xué)的審美與想象力

審美與想象力的培養(yǎng)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)研究有重要意義，對(duì)作為培育未來(lái)科學(xué)家的重要渠道——基礎(chǔ)教育亦非常重要。但我國(guó)的基礎(chǔ)教育常常將學(xué)校簡(jiǎn)單地看成一種工具，“教育教育性明顯，培育性不足，嚴(yán)格的應(yīng)試教育容易抹去想象力的棱角，對(duì)之可以進(jìn)行有想象力的改造”［6］。那么，如何進(jìn)行改造呢？審美與想象力的培養(yǎng)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行，本文將著重說(shuō)明通過(guò)藝術(shù)培養(yǎng)科學(xué)的審美與想象力。這一途徑的可行性在于：藝術(shù)與科學(xué)有共同的基因，藝術(shù)對(duì)培養(yǎng)科學(xué)的審美與想象有很大的助益效應(yīng)。

（一）科學(xué)與藝術(shù)的共同基因：對(duì)想象的依賴，對(duì)審美的追求

科學(xué)與藝術(shù)原本是一家。早在古希臘時(shí)代，亞里士多德就集科學(xué)研究與藝術(shù)研究為一身。文藝復(fù)興時(shí)期乃至以后的幾百年里，科學(xué)的許多分支與藝術(shù)都在極其緊密的聯(lián)系中發(fā)展著，并常常結(jié)合在個(gè)人活動(dòng)中。幾何透視法的發(fā)明使平面繪畫(huà)能表達(dá)三維空間，繪畫(huà)的寫(xiě)實(shí)技法給許多學(xué)科的圖示提供了幫助。結(jié)構(gòu)精密?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)慕ㄖ灿袑徝老胂蟮乃囆g(shù)特征，自然界最普遍的對(duì)稱性法則，不僅常見(jiàn)于藝術(shù)作品中且存在于宇宙的偉大發(fā)現(xiàn)中。這就像李政道說(shuō)的“科學(xué)和藝術(shù)是不可分割的，就像一枚硬幣的兩面”［7］?？茖W(xué)與藝術(shù)是相通相補(bǔ)充的，兩者均以豐富的想象力為心理背景，共同追求和諧統(tǒng)一之美。

（二）用藝術(shù)的助益效應(yīng)培養(yǎng)科學(xué)的審美與想象力

1.通過(guò)藝術(shù)欣賞拓寬科學(xué)的思維方式。藝術(shù)作品給欣賞者留下了廣闊的想象空間，它們用浪漫主義的精神和方法，為善于進(jìn)行嚴(yán)密邏輯思維的科學(xué)家提供了開(kāi)發(fā)科學(xué)靈感的便利條件。經(jīng)常欣賞藝術(shù)作品能拓寬科學(xué)家的思路。錢(qián)學(xué)森感謝他的夫人女高音歌唱家蔣英時(shí)說(shuō)：“她給我介紹了這些音樂(lè)藝術(shù)，特別是深刻的德國(guó)古典音樂(lè)藝術(shù)，這些藝術(shù)里所包含的詩(shī)情畫(huà)意和對(duì)于人生的深刻理解，豐富了我對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，使我學(xué)會(huì)了藝術(shù)的廣闊思維方法?！保?］

2.通過(guò)閱讀藝術(shù)作品激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。作為藝術(shù)作品的一種形式，文學(xué)作品內(nèi)容的超前性無(wú)疑會(huì)啟發(fā)科學(xué)家的想象力和創(chuàng)造力。愛(ài)因斯坦曾坦率地承認(rèn)，小說(shuō)《卡拉馬佐夫兄弟》為他的科學(xué)事業(yè)提供了巨大的幫助；科學(xué)家根茲堡曾表示歌德的詩(shī)給了他無(wú)數(shù)的靈感；法國(guó)著名科幻小說(shuō)家凡爾納在一個(gè)多世紀(jì)以前，就向人們描述了實(shí)際上當(dāng)時(shí)并不存在的潛水艇、飛機(jī)、火箭、有聲電影和電視等。這些文學(xué)創(chuàng)作或許給了后來(lái)的科學(xué)家不少啟發(fā)和靈感。

3.通過(guò)參與藝術(shù)活動(dòng)調(diào)節(jié)心理狀態(tài)?？茖W(xué)家在進(jìn)行創(chuàng)造性思維活動(dòng)時(shí)，充滿了失敗和艱辛。只有進(jìn)行良好的心理調(diào)節(jié)，才能獲得科學(xué)研究所需的寧?kù)o心境，參與到藝術(shù)活動(dòng)中則可以承擔(dān)這一任務(wù)。愛(ài)因斯坦的科研成果無(wú)疑與他從小提琴音樂(lè)中獲得的靈感與慰藉相關(guān)，參與到藝術(shù)活動(dòng)中來(lái)對(duì)其奧妙的洞察與深思和科學(xué)思想的閃光起到了不可替代的催化作用。

因此，科學(xué)家應(yīng)適當(dāng)提高自身的藝術(shù)素養(yǎng)，學(xué)校教育應(yīng)將藝術(shù)教育與基礎(chǔ)教育更好地結(jié)合在一起，重視學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)的發(fā)展以及創(chuàng)造性的審美想象能力的培養(yǎng)。誠(chéng)然，音樂(lè)、美術(shù)和文學(xué)不會(huì)直接教學(xué)生和科學(xué)家如何去解微分方程，但能豐富他們的審美想象力，開(kāi)拓他們的文化背景，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)科學(xué)家的科學(xué)研究，推動(dòng)我國(guó)人才素質(zhì)培養(yǎng)和科學(xué)發(fā)展進(jìn)程。

［1］黑格爾.美學(xué)［M］.北京：商務(wù)印書(shū)館，1982：142.

［2］愛(ài)因斯坦文集：第1卷［M］.許良英，范岱年，譯.北京：商務(wù)印書(shū)館，1976：284.

［3］皮爾遜.科學(xué)的規(guī)范［M］.北京：華夏出版社，1998：32.

［4］楊振寧.楊振寧文錄［M］.?？冢汉Ｄ铣霭嫔?，2002：303－304.

［5］陳大柔.科學(xué)審美想象及其創(chuàng)新功用［J］.科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2006（4）：98－102.

［6］王鴻生.科學(xué)研究中的想象力、洞察力和理解力［J］.科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究，2012（1）：86－90.

［7］林鳳生.李政道隨筆畫(huà)選：架起科學(xué)與藝術(shù)的橋梁［N］.科學(xué)時(shí)報(bào)，2009－11－05（B2）.

［8］錢(qián)學(xué)森.感謝、懷念和心愿［N］.光明日?qǐng)?bào)，1991－10－20（1）.