我们从出生的那一刻起，就开始了对新事物的认识和学习。审美和求知是人类自在的天性，我们对美的事物的偏好是与生俱来的，知识的习得与此同步。求知也是科学研究的源头，因此，审美与求知从一开始就有着密切的关系，美学与科学也同样如此。 达芬奇的艺术贡献同时也是科学贡献，他的画作运用人体解剖构造，在生理解剖学上也取得了巨大的成就；印象派的莫奈、雷诺阿、德加、塞尚等画家将科学的色彩学理论运用于绘画，乃至现在的高考色彩考试，也是以这种色彩规律作为标准，在设计中的rgb三原色也是从科学道路中的三色光摸索演变。上述等等例子可以发现科学和美学有着共同的基础，物理学家李政道说过，科学和艺术的共同基础是人类的创造力，他们追求的目标都是真理的普遍性。他们相同的源头就是自然。本文分析了科学与美学之间的内在联系，并选取了几个案例，通过个人亲身体会寻找科学中的美。

一、科学与美学的概念

科学本意是知识，是一种最逼近真理的尽可能不包含自相矛盾的知识体系，对客观世界的认识，反应客观事实和规律。科学分为人文科学、自然科学和社会科学。“美学”是用来称呼美的哲学。美学具有艺术美，但美又区别于艺术和艺术品，因为美是无对应物的。“美学之父”鲍姆嘉通的《美学》将美学集中为两个方面：一是把美学规定为研究人感性认识的学科，二是美学对象就是感性认识的完善。现代哲学将美学定义为认识艺术，是科学、设计和哲学中认知感觉的理论。科学和美学在古希腊时期都从属于哲学范畴，都是哲学的一个分支。尽管在哲学所属的全部分支中，美学可能是做没有影响力最缺乏生气的，人们也做了各种尝试，力图把美学转变为一门科学，但是美学至今仍旧属于思辨哲学的一个分支，因为是美学史高度抽象和概念性的学问。

二、科学与美学的形成和发展

最早的科学是由教会神学统治的，研究活动也往往同宗教迷信活动混杂在一起。宗教迷信在本质上是反科学的，但它却终究不能阻止科学的发展。自然科学在古希腊时期达到了古代自然科学发展的高峰，第一次科技革命，才独立成为近代科学。美学思想的形成，诞生于近代鲍姆嘉通过美学规定为感性学，标志着美学这一学科的正式形成。西方近代美学在黑格尔那里达到了思想顶峰。黑格尔哲学的核心概念是绝对精神，他的哲学体系包括逻辑学、自然哲学和精神哲学三个部分。随着科学的发展，人们对美的认识也不再局限于艺术美，而是多样美，对艺术的领域也逐渐有了丰富解释。笔者认为，美学并不是其本身固有的，而是人类的附加品，不同构成的人，对其美的见解和看法以及分析将各具不同，而最终有理论支撑的美学被遗留和成立了，没有依据的感性美学被遗忘和淘汰了，但并不能证明它没有足迹。18世纪瓦特发明蒸汽机标志着工业革命的兴起，批量产品生产的工业化、规范化和标准化促使了美学在科学的诞生。19世纪工艺美术运动的兴起，其目的在于解决产品技术和艺术之间矛盾的美学运动，对美学的发展起了一定的推动作用。20世纪装饰艺术运动的兴起，产品的功能美和形式美大部分是服务于社会的上层阶级。因此，机械产品倾向自然、华贵。在颜色上强调原色和金属色，具有极强的装饰色彩。21世纪科学与美学已经得到了良好的融合，科学的全球化，美学的国际化，科学与美学都遵循着“以人为本”的原则，而科学创造了真善美的评判标准，真是技术和艺术之真，善是创造美好生活的需要和体现伦理道德的价值，美是既具有功利性又具有无功性和形式源于生活，又超越生活。科学和美学并行的发展使社会服务更加的人性化和生态化。

三、科学与美学的关系

研究美学的学者被赋予艺术家的称谓而精心于科学的学者则被称为科学家，二者兼具的将赋予哲学家的称谓，“哲学家”这一名词的创始人是毕达哥拉斯。在科学方面，毕达哥拉斯学派认为“数学的本原就是万物的本原”。在美学方面，他们主张美在于数的和谐关系，最美的图形是球形和圆形。数学家道格拉斯·霍夫斯塔特著写的《GEB—一条永恒的金带》，书名中的G代表数学家哥德尔，E代表画家埃舍尔，B代表音乐之父巴赫。将独立的各个领域数学、音乐和绘画编织在一起，让人们感受到科学与美学的相容性和一致性。所以，仅有美学而没有科学是不能被沉淀下来的，美学与科学在许多学者以及学派的观点中都是相互依附而存在，科学和美学都是他们理论的支撑点。科学具有理性美，美学具有艺术美，同时具有相当高的科学性，而且随着科学的发展，其科学性也会不断的得到提高，从狭义上说，即从任何物质自然界是相互对立的意义上说，美学则和心理学及社会学一样是一门人文科学。从人类及其全部作品都是自然现象这一说法上来说，美学应该是一门自然科学。恩斯特·海克尔在《宇宙之谜》一书中指出：“美学上自然欣赏的进步同时也是科学上自然认识的进步。”这句话反应了科学与美学的关系是非常密切的。科学是否与美学结合，取决于他是不是科学真理，而爱因斯坦的广义相对论又使科学的理论之美达到了一个新的境界。海森堡说过，“美是真理的光辉”，这句话的意义在于美学可以延续和发挥科学的光辉，启迪科学的创造性。科学创造美学，美学促进科学已经有了许多的精通美学的科学家，都为这一理论奠定了实质，他们从各自的科学审美创造实践中发现科学理论中存在着极大的美学价值，竭力提倡和促进科学与美学的结合。

四、对科学中美学的发现

虽然本人的科学研究经历不够丰富，但早已深深体会到科学中不可方物的美了。从人对现实的审美关系出发，我认为科研工作者做得最普遍的一件事—发表论文，其中便穿插着美。一篇好的论文，给人一种观点清晰，格式规范，读起来爽心悦目的感觉，倘若一篇文章写得再好，再有深度，但在结构上凌乱不堪，那么便容易给读者留下差得印象，从而错过一篇文章的精华与本质，这显然与作者的初衷相悖。而经历了漫长的发展，人们对于论文的审美有了较为认可的规范，在排版方面已经有了一定的规矩，文章的美发展似乎不那么明显了。在我看来并非如此，同样的内容从不经历的人表达出来，也会呈现出不同地色彩，严谨的学者会在表达上更谨慎一些，而考虑适用人群的作者也许会写得更通俗易懂，即便格式架构规范，但内容仍是由作者决定的，而这些内容也离不开作者的审美。观摩爱因斯坦的1905年发布的《ON THE ELECTRODYNAMICS OF MOVING BODIES》，不得不为其中简洁的方程，精炼的语句惊叹，从狭义相对论的介绍到其延展，每一个方程式都令人深刻，将一些参数略去，留下值得我仔细观察琢磨的关键量，一眼望去便能被其之间的关系吸引。同样无量纲形式的使用，在我看来也离不开对美的追求，如果一个量的单位包含太多信息，在表达和使用中就会容易产生一些不必要的麻烦，如日地关系中的太阳质量的单位化、光年、宇宙距离的定义，将一些复杂的形式简化，简单之中又蕴含其本质，不得不想起一句话，恩斯特·海克尔在《宇宙之谜》一书中指出：“美学上自然欣赏的进步同时也是科学上自然认识的进步。”科学创造美学，美学促进科学已经有了许多的精通美学的科学家，都为这一理论奠定了实质，他们从各自的科学审美创造实践中发现科学理论中存在着极大的美学价值，竭力提倡和促进科学与美学的结合。

其次，我想讨论一下在科学探索中注重美学结合的问题。在许多流传的美妙宇宙、恒星图中，色彩和形状的运用十分突出，这些图片的下方都附有一行字，说明图片是经过合成加工而成的，为什么需要做这些工作呢？我想除了便于观看的作用外，更有艺术的追求，使人能感受到星空的深邃和美丽，被宇宙的广博浩瀚所吸引，除了那些复杂的开普勒方程、引力论等，也有能为一般人都欣赏的美丽，在科学中与艺术融合，使科学不再是使一部分人着迷，使更多人不解甚至躲避的公式、定理。科学是客观的，但离不开我们人类的探索，人类是追求美好的生物，所以科学与艺术结合是很有必要的一件事情。

据说刘慈欣的小说《三体》便深受美国前总统奥巴马的喜爱，经常向公众推荐，甚至在小说刚出道第二部时，白宫便打电话向刘慈欣的讨要全本，还被误认为骚扰拒接闹出了笑话。《三体》是一部科幻小说，讲述宇宙中其它生物入侵地球的故事，并引入一个十分有意思的观念“黑暗森林”法则，即宇宙是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都必须小心翼翼：他必须小心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭，这就是宇宙文明的图景，这就是对费米悖论的一种解释。所以地球人想要“安稳”地生存下去，有两个选择：其一，闭关降智，向外界表明自己没有任何威胁；其二，拥有征服其他文化地实力。当然，小说最终的结局是人类为了免为三体人奴役向外界发射信号暴露三体，使之被更强大文明注意到并摧毁，同样暴露了自己未能幸免遇难。这部小说极有意思的是在三部曲中人类社会、科技的发展，人性的选择。我想，这也是一部科幻小说为何能受到忙碌的总统青睐的缘故吧。科学与艺术的结合，是那么令人着迷！

参考文献

[1]郭晓霞.科学美——科学与艺术的完美结合[J].河南科技,2005(09).

[2]高文武.以美启真 双向互动——简析杨振宁的科学美思想[J].哲学研究,2005(10).

[3]眭平.科学发现的重要动力之一:科学之美[J].科技导报,2003(05).

[4]吴振奎, 刘舒强.数学中的美.天津教育出版社, 1997.

[5]徐本顺, 殷启正.数学中的美学方法.江苏教育出版社,1990.

[6]徐纪敏.科学美学思想史.湖南人民出版社,1987.

作者简介：刘天任  中国科学技术大学 学生