當繪畫彰顯科學思想

劉夕慶

愛因斯坦在他67歲時寫的一篇《自述》中這樣寫到：“在我們之外有一個巨大的世界，它離開我們的世界獨立存在，它在我們面前就像一個偉大而永恒的謎，然而至少部分地是我們的觀察和思維所能及的……在向我們提供的一切可能范圍里，從思想上掌握這個在個人以外的世界，總是作為一個最高目標而有意無意地浮現(xiàn)在我的心中。”他所說的“思想”應該就是我們今天所理解的“科學思想”，任何科學成果都離不開科學思想的引導，繪畫的創(chuàng)作成果也需要思想引領(lǐng)。因此，有些畫家在他們的作品中有意無意地對當時的科學思想進行藝術(shù)再現(xiàn)，最終以繪畫的形式成就了彰顯科學思想的美妙圖景。

科學思想的定義

在不同的歷史階段，于當時各種特殊科學認識和研究方法的基礎(chǔ)上提煉出來的、能夠發(fā)現(xiàn)和解釋其他同類或更多事物的合理觀念和推斷法則。科學思想對進一步更廣泛的科學研究和社會實踐具有導向作用。

彰顯“古代科學思想”的畫作

偉大的古希臘幾何學家歐幾里得的巨著《幾何原本》是西方數(shù)學乃至世界科學演繹體系的基礎(chǔ)，被公認為是人類歷史上最早科學思想的系統(tǒng)體現(xiàn)。古希臘人重視數(shù)學在美學上的意義，他們認為宇宙結(jié)構(gòu)是按數(shù)學規(guī)律造就的，并且能被人們的思想所認識。約2500年后愛因斯坦的那句“宇宙中最不可理解的事就是宇宙是可以理解的”的名言就是這種思想的幽默概括。

可以說，人類科學思想的誕生，最早出自于古希臘興起的數(shù)學計算演繹方法的運用。在公元前5～公元前6世紀的古希臘，經(jīng)濟高度繁榮，生產(chǎn)力較為先進，在這個基礎(chǔ)上誕生了光輝燦爛的古希臘文化。歐幾里德簡潔優(yōu)美、井然有序的數(shù)學思想體系正是誕生在這片富饒的文化土壤中。

卓越的古希臘科學思想家阿基米德，當時可算得上是一位百科全書式的科學家，他是靜力學和流體靜力學的奠基人。他的“給我一個支點，我就能撬起整個地球”名言中的“支點”，我們將其視為科學思想的“代名詞”是恰當?shù)摹?/p>

無獨有偶，具有同等重要地位的古代東方文明，誕生過表達不同形式宇宙觀的科學思想。如，《老子》一書中所闡釋出的世界具有動態(tài)變化性質(zhì)的思想，可以說是中國古代科學思想的典范。西方哲學家黑格爾把老子比作東方的畢達哥拉斯，而老子關(guān)于陽陰二氣融合演進的思想及圖形，據(jù)說后來啟發(fā)了萊布尼茲、玻爾等西方科學大師，成為數(shù)學二進制創(chuàng)立和量子力學的標準詮釋—“互補原理”的思想來源。

在東漢時期，中國出現(xiàn)了一位“全才式”的人物張衡，他是渾天說的代表人物之一，他認為天地都是圓形的—天在外，像蛋清，地在內(nèi)，像蛋黃，它們渾然一體、共融互進。這種學說雖然在現(xiàn)在看來并不完全正確，但在當時卻是一種超前的思想。

彰顯“近代科學思想”的畫作

如果說古代至后來中世紀的科學思想還像一棵小樹苗，那么，15世紀，歐洲開始了文藝復興運動，科學思想的幼苗便真正沐浴了人文主義勁吹的春風，開始茁壯成長起來，正如題頭畫中表現(xiàn)的哥白尼的科學理論思想日趨壯大起來一樣。

哥白尼是現(xiàn)代天文學之父和近代科學革命的發(fā)起者。他提出了有關(guān)行星運動的日心體系來取代古希臘時代托勒密提出的地心體系，是建立了這種科學思想體系并完全用數(shù)學方法推導出結(jié)果的第一人。（參閱2016年《知識就是力量》第3期《當繪畫融入宇宙元素》）

哥白尼受到舅舅的極大影響，事業(yè)成功后的他在波蘭托倫城弗龍堡定居，買下城堡西北角的一座箭樓作為他的宿舍兼作天文觀測臺，這座箭樓后來被人們稱為“哥白尼塔”，在這里，他不僅進行了天文學上的變革，而且也實現(xiàn)了同亞里士多德物理學思想的決裂。“哥白尼革命”不僅是一種宇宙圖像方面的改進，而且也是對當時宗教情感和精神生活方式提出的挑戰(zhàn)—人們從他的觀點中似乎感到了一場科學思想風暴的來臨。

近代科學思想的集大成者是英國人牛頓，他是愛因斯坦之前人類歷史上最偉大的物理學家兼數(shù)學家，著有《自然哲學的數(shù)學原理》《光學》等影響人類幾個世紀的著作，并與萊布尼茨共同創(chuàng)立了“微積分學”。牛頓提出的三大運動定律和萬有引力構(gòu)成的經(jīng)典力學體系，掀起了一場真正意義上的科學革命。在介紹1931年出版的《光學》一書時，愛因斯坦這樣描述牛頓：“自然于他就是一本打開的書……他集實驗家、理論家、技工以及藝術(shù)家于一身。他堅定、強壯、孤獨地站在我們面前?！?/p>

偉大的牛頓打破了已烙印在西方文化領(lǐng)域達數(shù)個世紀之久的觀念。在牛頓之前，人們普遍認為人類只能理解上帝允許的范圍，而他竟以自己的思想體系和科學理論突破了這樣的觀念。同時，牛頓還從根本上改變了當時科學研究中的思維方法。他所建立的宇宙觀（今天我們稱之為“牛頓宇宙”）的構(gòu)架是其思想的具體表現(xiàn)形式。

英國化學家、物理學家道爾頓是近代原子思想概念的提出者。他所提出的關(guān)鍵思想和學說，使化學領(lǐng)域自那時起又向前邁進了一步。法國人龐加萊在數(shù)學方面的工作對他以后產(chǎn)生了極其深遠的影響，他繼牛頓之后在天體力學方面有著里程碑式的研究成果。鮮為大眾所知的是，他還是相對論的思想先驅(qū)，這一點可從后來愛因斯坦的談話中得到有力的證實。

19世紀末，杰出的俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在通用的“化學元素周期律”。他制作出世界上第一張元素周期表，并據(jù)此預見了一些尚未發(fā)現(xiàn)的元素。隨著元素周期律思想而誕生的名著《化學原理》，被當時國際化學界公認為標準的科學著作。門捷列夫?qū)瘜W結(jié)構(gòu)秩序所做的思想貢獻可以看作是將事物歸類且周期性排布最有意義的事件。

彰顯“現(xiàn)代科學思想”的畫作

從19世紀末20世紀初開始，現(xiàn)代科學思想在基礎(chǔ)性物理學方面率先閃耀。相對論與量子論思想徹底改變了人類對自然宇宙的傳統(tǒng)看法，并由此催生了一系列科學性思想在各學科中的衍生，其中就包括了“分子生物學”思想的革命性崛起。

愛因斯坦是世界著名科學家、現(xiàn)代物理學思想的開創(chuàng)者和奠基人之一。他創(chuàng)立了“相對論”，該理論成為人類智慧思想在科學上的劃時代碩果。他對光子“波粒二象性”的解釋促進了后來量子力學的誕生，并演繹出量子力學的波動形式。薛定諤撰寫的關(guān)于量子力學波動形式的《生命是什么》一書，其科學思想連接了物理、化學與生物學的關(guān)系，對分子生物學的建立起到了莫大的作用。

德布羅意出生于一個法國貴族家庭，他受到愛因斯坦光的“波粒二象性”思想的啟發(fā)，創(chuàng)立了“物質(zhì)波”理論，并于1929年獲得諾貝爾物理學獎。海森堡為德國著名物理學家，量子力學的主要創(chuàng)始人，哥本哈根學派的代表人物之一，1932年諾貝爾物理學獎獲得者。量子力學是整個科學史上重要的思想成就之一，而這兩位物理學家分別為其波動形式與矩陣形式的建立做出了重要貢獻。

繪畫在不同時代的科學發(fā)現(xiàn)、科技發(fā)明上不但發(fā)揮過輔助作用，而且在描繪人類科學思想誕生的故事上，形象生動、易于被人接受理解，正如19世紀英國生物學家赫胥黎所說的那樣，科學與藝術(shù)猶如一個硬幣的兩個面，同生共進。