一个审美创造案例及其我见

科学技术是美的，科学技术的结果往往给人以美感，令人舒适、自然、认同。这种美可以具体地分为很多种类，例如对称美、简洁美等等，不过是人们对于美这种信息流进行具体的分类便于表述传达。每年《自然》都会发布一组科学技术美图，^〔1〕其中既有电镜下微观世界对称巧妙之美，又有天文望远镜下宏观宇宙浩瀚奇妙之美，也有人类活动的简洁艰险之美。简洁和和谐是科学美的重要内容，^〔²^〕2³牛顿三大定律就概括了宏观世界的运动规律，麦克斯韦四大方程组解释了电磁学，薛定谔方程揭示了微观世界的不确定性。同样，科学美也可以指导验证科学结论，例如现在的物理粒子的标准模型的基本粒子仍然有17种，这明显违背了基本模型的简洁美，所以目前科学家们都认为仍存在更基本的粒子。

2016年中国提出了强大的计划来减少煤炭的使用和污染，同时接受可再生能源的使用，图中所示的是中国内蒙古的一家钢铁厂，其仅仅是走在中国改革之路上众多工厂中的一个。

图1 结晶的步骤

这些奇怪的结构是碳酸钙晶体，这是放大2000倍后的图像。

图2 第一个闪闪发光

高分辨率的银河系和银河系外的全天候默奇森宽视野阵列计划（GLEAM）于10月份揭示了南部天空最大最准确的射电普查；通过图片我们能够看到银河系的流动，其中包含了超过30万个星系。

科学是美的，不仅仅体现在静态的科学结果上，固然，科学的结果肯定是给予我们美感的，更重要的是，在科技创造过程中，创造过程的每个阶段都是符合美学的^〔³^〕，是自然和谐的，科技的创造过程本身就是一种美学的活动^〔4〕3⁵，因此科技工作者的审美显著地影响着科技创造^〔5〕2¹。开创性的工作很难通过传统的形式逻辑概念、判断和推理得出，任何一个从0到1的工作都离不开想象、直觉、臻美推理，唯有此，才能称之为创造。我们通过一个实际的创造案例具体说明想象、直觉、审美推理等审美因素在创造过程中的作用，体会科学创造过程中的审美。DNA双螺旋结构的发现是科学技术史上极具传奇色彩的事件，也深刻地体现了创造过程中的审美因素。1951年夏，沃森在意大利举行的会议上意外地听到了威尔金斯的演讲，威尔金斯在会汇报的尾声放映了DNA的X射线衍射图，他干巴巴的英语并没有引起强烈的反应^〔⁶^〕1⁴，但沃森突然间产生了很大的兴趣。他惊人的审美直觉预见这个领域的蓬勃发展^〔⁷^〕。于是他不等导师的批准，先斩后奏从丹麦去伦敦剑桥学习X射线衍射技术了。1951年秋，沃森和克林克在剑桥大学卡文迪许实验室相遇了，他们很投机并且迅速地决定一起攻克DNA的结构。克里克向沃森传授了许多晶体学的知识，到11月中旬，沃森已经学习足够的晶体学知识了，他们模仿鲍林决定以子之矛攻子之盾。这是创造过程的准备阶段，收集前人的经验工作，学习该领域的现有知识。他们按照鲍林的猜想进行了一系列的工作，提出了许多的猜想，例如磷酸基团之间是镁离子联结等，当然毫不意外地最终证明是错的，这个阶段显然是痛苦的，两位主人公在不同时间都选择过搁置DNA的研究，例如沃森曾把注意力放到研究细菌交配上，这是创造过程的孕育阶段。他们不断提出新的猜想，摆弄新的模型，又不断的失败，又研究其他问题，换一种工作。这是审美推理过程，不断的猜想组合，直觉否认，新的猜想，直觉否决^〔⁸^〕1⁹⁰，当然，不能忽略实践的作用，但审美推理无疑是加速了这个过程的。值得注意的是，即使富兰克林认为鲍林错了，他们也从没有质疑过螺旋结构，因为任何有规律的聚合分子最简单的形式就是螺旋，对科学简洁美的审美性让他们确信。1953年2月，威尔金斯将富兰克林拍摄的“B”型X射线衍射图给了沃森，促使沃森决定否决权威鲍林的三螺旋结论制作双链模型，这与他的审美想象和直觉是分不开的，没有想象的翅膀，无法突破权威的迷信，没有创造的直觉，无法在看到X射线衍射的想象组合进行取舍判断。双螺旋的直觉是有鲜明的美感的，它符合科学中的对称美和简洁美。这是审美方法对科学创造的指导作用。双螺旋结构提出后，他们取得了迅速的进展，4月2日，不到两个月的时间，他们的成果送交《自然》杂志。这是创造的豁朗和验证阶段，是幸福和喜悦的。值得一提的是，在这篇划时代的论文写成后，与克林克有误会的布喇格认真修改并热情地写信向《自然》推荐，这体现了科学的纯粹美，人际关系对科学技术研究的干扰是轻微的。通过这个案例，我们发现审美的想象、直觉和推理极大的影响了科学技术创造过程，在创造的不同时期都起到了重要的作用。

人类在探索自然中不断创造，这些科学技术的伟大革新是由一位一位科学家、工程师不懈地努力而来，这种创造精神本身就是极具美学色彩的，在创造过程中，科学家们依据对“美”的追求，在未知的领域依靠审美想象、直觉和审美推断不断逼近真理，最终获得的科学结果自然是美的，这就是审美意识、审美逻辑等审美对科学技术创造的促进作用。但值得一提的是，我们绝没有否认传统的形式逻辑，科学技术的进步是弯曲的，可能几代人的努力不过是在微小的，而只有等到一位伟大的科学家才能实现跨越式的发展。这是0-1、99-100、和1-99的区别，毫无疑问，0-1和99-100这种原创性和突破性的工作需要大胆的自由猜想，果断的直觉，敏锐的审美推理，1-99这些近乎“平庸”的进步也许更侧重传统的形式逻辑就能解决。我们总是在称赞大科学家近乎合“道”的创造过程，也不能否认普通人创造过程遵循传统的形式逻辑。那么，普通的创造过程不用审美吗？自然不是，只是没有开创性的工作要求那么严格，我们不能否认我们平庸的创造中的直觉、想象和推理中的美感，只是我们也必须承认，我们只是在前人的基础上亦步亦趋罢了，前路是已知的，路径也是已知的，只需要走一遍而已，不需要那么多审美罢了。作为一名科研工作者，我不由感慨，我们有多少年没有根本理论的突破了，我们现在很多都是早知道答案，再去验证，都是在前人的理论框架之下，也许这不能称之为创造。为什么会这样呢？也许是因为我们受教育时做实验做的就是验证性实验，也许我们的科研评价体系不允许那些未知的探索，相比于知道结果迅速能取得成果，谁愿意去追一个虚无缥缈，或是整个社会的急功近利性，或是评价体系的价值导向性，我们还能诞生爱因斯坦那种伟大的科学家吗？有人说现在讲究的是集团作战，那种理论性的开创研究已经结束了。希望我们只是如处于20世纪初那时，相对论和量子力学马上就会打破整个科学大厦。而这，需要一位有敏锐的直觉、大胆的想象、合理的推理的审美科学家，希望在我们！