什么是科学美

科学之美的源泉是什么~

是未知的世界所发出的吸引力，吸引人去揭开她的面纱，感受探索未知时的快乐

科学美来源于自然美，但它不是指大自然的美的景色，而是指潜藏在感性美之后的理性美，并为理智所能领悟的自然界内在结构所显示的和谐、秩序、简单、统一的美，是审美者通过理解、想象、逻辑思维所体验到的美。科学美是中小学生审美素质教育的重要组成部分之一。

1．科学美的意义

科学美感是指具有科学美的事物作用于审美者。在其内心世界激起欢乐和愉悦等特殊心理感受。

在科学认识和探讨中能唤起科学美感，这对科学家来说，是不言而喻的。法国数学家彭加勒说：“科学家研究自然，并非因为这样做有用处。他所以研究它，是因为他从中能得到乐趣。他所以能得到乐趣，那是因为它美。”爱因斯坦在分析自己科学感受时说：“照亮我的道路，并不断给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、是美和真。”

科学美的客观存在是毋庸置疑的，科学家大都有科学美的审美感受。因此，科学学习就不但是一种科学认知活动，也是一种审美感知过程。如果在科学学习中，能把求知和审美结合起来，以美求知就会激发学习兴趣，减轻学习负担，增长才干，获得提高学习效率的效果。

2．科学美的内涵

科学美又称科学理论美，包括科学实验美。自然科学是研究自然界的客观规律的，科学理论是客观物质运动规律的反映和总结。因此，了解科学美还要从科学与美的联系和人在科学认识活动中产生美感两个方面去理解。

科学理论是科学家的头脑对自然界内容美的反映。科学理论的发现过程，就是科学家对自然界的内容美的审美感受过程。科学美是客观存在的，正如现代物理学家扬振宁教授所说：“科学中存在美，所有科学家都有这种感受。”科学家一旦创造性地发现了自然界的内在规律，理解了自然界内在结构的惊人的秩序性、统一性与和谐性，这种有机统一的自然图景同审美者对自然对科学的热爱之情达到情景交融时，就会产生科学美感。正如科学家巴斯德所说：“当你终于确实明白了某件事物时，你所感到的快乐是人类所能感到的一种最大的快乐。”这种快乐就是指科学美感。从这个意义上说，一个学生经过刻苦地学习实践，从而掌握科学知识和规律，增强了学习兴趣，这其中就体现了科学美。

科学美在各门自然科学中是广泛存在着的。作为科学研究的对象的自然界，它既繁纷复杂、气象万千，又和谐统一。千百年来，各门自然科学正是从不同侧面去揭示大自然的内在秩序和奥秘，形成各自学科的科学理论。这里既告诉人们真理，也展示美的光辉。以下仅就中学数学、物理、化学、生物等学科的科学美内容，作些简要举例说明：

①数学。数学是研究客观世界存在的空间形式和数量关系的科学。数学是一个“美的王国”，数学中的美，不仅表现在数的美、形的美、比例的美，还表现在它的精确美、抽象美、逻辑美、简单美、符号美、和谐美、对称美、秩序美、统一美上。正如英国数理学家罗素所说：“数学如果正确地看它，不但拥有真理，而且也具有至高的美。”纵观数学领域的一切公理、公式和定理，无不是对客观世界存在的秩序、对称、和谐、统一的美的反映。数学家正是由于对这种真理和美的追求才促进了数学自身的发展，从计数到总结运算法则；从加法、乘法的逆运算到减法、除法；从具体数字到建立代数方程；数的概念也从正数发展到负数，从正有理数发展到负有理数，从实数发展到复数和虚数等，无一不是对数的王国的秩序、对称与和谐的追求。

数学中各种公式、定理、定律，无不以简洁、优美的形式，显示已知和未知、定量和变量、数量和质量、空间与时间之间的逻辑关系，使人感到一种逻辑的力量。数学研究的成功，使得各门自然科学，能用数学的方法和语言建立起自己的理论，成为精确的科学。数学中存在的美不仅为数学家所倾心，也越来越被其他门类的科学家所推崇，它被誉为是科学美中的皇后。

②物理学。物理学是研究物质运动最基本的形式，如机械运动、分子运动、电磁运动、原子和原子核等一般规律的科学。就中学而言，我们可以接触到力、热、声、光、电、磁、原子核各个分科的物理内容。正是物理学的研究成果转化为一代科技，使今天的世界发生了惊人的变化。把古人嫦娥奔月的梦想变成阿波罗登月的现实。对声、光、电、磁的规律的认识，才创造了现代化的生产，丰富了现代化的生活。

物理学中的美，有物理现象的美，如阳光在棱镜下分解成不同色光的美，更重要的是物理规律所显示的美。科学规律是美的。科学规律的发展或认识必然引起人们的喜悦。这种喜悦，与单纯的知识不同，它之所以发生，是因为它是需寓变化于整齐，在杂多中见出一致，定理只有一条，包含的事例可以无穷，人们在研究自然界，对某些重大的原理或者普遍的规律的认识就具有这种美。例如，伽里略发现惯性定律把匀速直线运动和静止状态统一起来；牛顿力学更被后人称为科学美的典范，他从4条法则、8个原始定义、3条定律出发，运用演绎法极其明晰地得出其完美的力学体系，把天上和地上的机械运动完美地统一起来。学习牛顿力学，能感受到理论美、公式美、数学美、逻辑美和实验美。电磁学中，法拉第从对称美出发，认识到电能生磁、磁也能生电的观念，开始他的精美实验，终于证实了他的美的猜想，发现了电磁统一的法拉第定律。麦克斯韦在这个基础上，建立起著名麦克斯韦方程，这个方程揭示了电磁波的存在，并认定光是一种电磁波，完成了电、磁、光3种物理现象的统一。方程预言，后被赫兹实验证实，方程简洁、对称，给人以和谐、秩序、统一和新奇的美。理论预言准确使人感到理论的力量。爱因斯坦说：“在我学生时代，最使我着迷的课题是麦克斯韦理论。”

③化学。化学是研究物质组成、结构、性质及其变化规律的科学。学习化学不仅能使人们了解物质的化合与分解等变化规律，同时也能帮助人们掌握化学实验的技能。化学变化主要涉及分子、原子层次。分子、原子构成自然界六七百万种物质形态。化学中的美，既包括在高倍显微镜下物质结构显现的因素美，也表现在化学实验美，更表现在化学理论所反映的和谐与统一美。

自17世纪波义耳提出了科学的化学元素的概念，从而把化学确立为独立学科后，18世纪拉瓦锡的氧化学说把燃烧现象统一起来，19世纪道尔顿的原子论和后来的分子论，统一地对已知的化学经验定律作出完美的解释。元素周期律的发现，则进一步把自然界一切化学元素，按照内在规律性的联系统一起来。在周期表中，不仅使人看到科学的真，而且也使人看到惊人的美。这里有秩序、和谐，量变、质变，有节奏、有周期、有循环，充满着音乐的韵律感。不但加深了人们对元素的本质认识，并给当时未发现的元素留下了空白，预测其性质，从而推动了对缺环元素的化学研究，呈现其创造性的美。周期表成为大家公认的化学美的精彩例子。

自德国化学家维勒从无机物中制成尿素等有机物后，证实了有机物和无机物的和谐统一。1965年，我国人工首次合成了具有生物活性的结晶胰岛素，就进一步证实了非生命物质和生命物质的和谐统一。化学家正是醉心于对化学世界的美妙和谐和对称统一的追求，促进了化学本身的发展，创造着人类幸福的未来。

④生物学。生物学是研究生命运动规律的科学。生物体的生命活动最主要的特征是自我完成的新陈代谢和自我繁殖。在地球上，现存的生物已知的大约有200多万种，可分为动物、植物和微生物3大类。生物世界绚丽多彩，生机勃勃，生物本身就是美的，但生物学上的美，更离不开生物科学理论美。

⑤细胞学。细胞学说的出现，为生物界找到了美的统一基础。无论是植物的花红柳绿，或是动物的莺歌燕舞，都是以细胞为单位分化发展的结果。达尔文建立的科学进化论为生物界美的发展，找到了一条美的途径，生物大千世界丰富多彩的美妙适应，都可用自然选择来说明，再不用到不存在的上帝那里去找原因了。“一母生二女，连娘三个样”，是遗传问题，复杂遗传现象背后的遗传规律公式，是十分简洁和优美的。基因载体DNA分子的揭示，使生物界统一美找到更深层次的物质基础。DNA的双螺旋结构美，令人陶醉；碱基互补原则，给人以互补对称美感，遗传密码就记录在这碱基排列的顺序上。生物的生存发展，遗传变异。全由这张“生命蓝图”控制着，一旦人们揭开它的全部秘密，就可“按图索骥”改变生物的基因来改变生物了。多么美好的憧憬！正是这种美的理想，引导着人们在生物科学道路上，不倦地上下求索。生物形态美，而生物理论更美。

3．科学美的特征

前面我们已经对各学科的科学美内容及现代科学家对科学美的体验和论述，可以把科学美的基本特征归纳为以和谐、简单、对称和新奇为标志的4个方面。

①科学美的和谐方面。美学家大都主张美是和谐。科学理论美是自然中存在的和谐在人们意识中的反映。它指的是理论内在和谐结构和外在和谐功能两个方面的有机统一。前者是说理论的“逻辑结构合理匀称”，使概念清晰明白，简洁优美；后者表现为能正确反映客观世界，符合观察实验事实及其他正确理论的检验。如物质守恒定律、能量守恒定律等，这些理论本身是协调一致的，同时与各个学科都有广泛的联系。凡是一种理论，它的普遍适应性越广，它的审美坐标就越高。

自然界的长期进化过程表明，它本质上是最优化的，最和谐、均衡、统一的。凡是能表达自然这种内在特征的理论都具有和谐美。例如，解析几何的美学价值在于它把代数、几何和逻辑学有机地统一起来；牛顿力学的美学价值在于它把宏观运动统一起来；元素周期律把物质世界的元素井然有序地统一起来；生物进化论则把几百万种的生物起源统一起来。

和谐是指事物的各部分配合得当，协调一致，均衡舒畅，多样性统一。科学理论能否反映自然这种和谐，是其美学价值重要标准之一。

②科学美的简单方面。爱因斯坦认为，评价一个理论美不美，标准是原理上的简单性。这里的简单性是指科学理论、定理、公式的简单形式与其深广内涵的统一。这两个方面必须联系起来去理解，就是说，要从尽可能少的假设或公理出发，通过逻辑演绎概括尽可能多的经验事实。因为，“理论的前提简单性越大，它所涉及的事物种类就越多，它的应用范围就越广，给人们的美感就越深”。要注意的是，这里的简单性不是指学习这种理论时产生的困难最少，而是指理论赖以建立的独立的假设或公式最少。例如，爱因斯坦的质能关系式E＝mc2深刻地揭示了自然界微观、宏观、宇观无数质能变化的规律，但形式却十分简洁，具有很烈的审美价值。我国出版纪念爱因斯坦的邮票上，印上了这个简洁的公式，它代表这位伟大的科学家对人类贡献的精华。

③科学美的对称方面。科学理论的对称性来源于自然界物质形态及其运动图景所具有的广泛对称性。凯库勒的苯分子结构理论之所以美，不仅因为它与实验事实相符合，也因为它采取双轴对称的几何图形，给人以美的魅力。自然界的原子、分子以及生物结构都具有这种对称美。这种均衡、稳定给人以美感。因此，凡能反映自然这一特征的理论也是美的，如平衡理论、对称理论、对偶理论、稳定理论都有较高的审美价值。科学理论中，对称性的美学意境，引起很多科学家心驰神往。如空间对称、时间对称、性状对称、守恒对称（各种守恒定律）等，一旦被发现，常令科学家因窥到自然奇异美丽的内部而兴奋不已。生物学上的遗传与变异，同化与异化；化学上的合成与分解，氧化与还原；物理上的电场与磁场，波粒二相性，负电子与正电子等都是因有很美的对称形式而受到欣赏。数学上，一个完美命题的充分条件和必要条件，就是这一命题的对称美。为了数学的发展，许多数学家为追求命题的对称美而耗尽毕业生的精力。

④科学美的新奇方面。培根说：“没有一个极美的东西不是在匀称中有关某种奇异。”科学理论美的新奇特征来源于科学思想的独创性和科学方法的新颖。富有独创性，是科学理论生命力的所在，也是审美价值的所在。新奇与和谐是对立统一的，新奇的内容必须具备和谐性才能显示出科学理论的新奇美。

科学理论在原则上是向人们提供关于自然界的新知识。如果科学理论阐明了人类知识背景所没有的知识，提出了人们意料之外的科学假说，并能在前人可靠的科学成果基础上获得新颖的成就，这种重大的新奇理论将导致科学的革命，将推动科学向更高一级发展，这种理论的审美价值就更大。爱因斯坦的相对论规律就是这种新奇美的典型。

新奇之所以被看作是科学美的重要特征，因为它体现了科学理论发现中的艺术因素。新奇的科学思想可以在观察或实验中启发和萌发，但在本质上是创造思维的结晶，单纯的观察实验无论积累多少资料，都无法直接地、必然地导出独创性的思想来。如生物学史上，18世纪的生物学家林奈，用毕生精力从事生物考察和分类工作，积累了大量有关生物性状的材料，却得到一个物种不变的结论。而19世纪的达尔文在考察了不同生物性状和环境的关系，产生了科学的生物进化论的思想。在化学史上，同样进行的氧化——还原反应的实验研究，对英国化学家普里斯特来说，是反观察的结果用来修补陈旧的燃素说；而法国拉瓦锡从实验中却悟出了氧化学说的新理论。

总之，科学美是以和谐、简单、对称和新奇为其主要特征的，而和谐简单是科学美的最基本的因素。

多年来，我们通过大量的研究与实践，在培养科学美感方面总结出以下3点：

第一，加强对科学基本概念和原理的理解。前面分析说过，科学美是客观存在的，为什么有的同学看到的仅是符号和公式，而感受不到美呢？原因在于科学美是以事物的内在结构的和谐和秩序而具有的理性美，就其抽象程度而言，它是比自然美、艺术美更深层次的美，接触它，感知它，需要高度的理解力和想象力。从这个意义上说，科学美感是人的创造力和理解力结晶的产物。古人说：“所知者深，所见者真。”讲的就是这个道理。

理解是指通过揭露事物间的内在联系而认识新事物的过程，它能使人透过事物的外部现象去把握事物的内在本质。理解是科学审美过程不可缺少的重要心理因素。对科学美感的形式起着重要的作用。科学审美活动中的理解，一般可分两种类型，一是前提性的理解，一是感受性的理解。

例如，化学元素周期律被公认是美的，但学习中要获得美感，首先对它产生的时代背景，以及有关原子结构理论等，应有必要的理解，这就是前提性的理解。在这个基础上才能感受到：周期表中元素排列呈现量变到质变的美，由非金属性到金属性的变化的美，它们化合物的氧化与还原变化的美，同族元素化学性质相似的美及其化合酸碱性质变化规律的美等；同时又可把新学的元素和化合物的知识纳入到元素周期系中，也可根据元素所在位置推断它可能的化学性质。应用起来准确、方便、灵活，克服化学学习中知识多、杂、难记和容易混淆的困难，从中体验周期律中的秩序、和谐与统一美，进入审美感受理解的境地。这是那些对科学知识不求甚解，走马观花、浅薄涉猎的人所感受不到的。

第二，培养学生强烈的科学好奇心。科学美感总是同科学家在科学活动中“好奇心的满足”密切联系着。著名科学家阿西莫夫说；“科学始于好奇。”科学好奇心，通常表现为探索他所注意到的，但尚无令人满意的解释事物或相互关系的认识。所谓解释，就是要寻求其间无明显联系的自然现象背后隐含的原理。这种强烈的愿望升华为科学好奇心，激励人们进行科学探索。

例如，在哥白尼的时代，人们大多相信太空的日月星辰是绕地球运动的。然而，当时的天文观察发现，有些星星似乎有自己的运行轨道。如金星，有时在日落后出现，有时在日出之前出现；木星以12年为周期，火星则为2年，而土星要30年才能完成这个旅程。怎样来解释这些天体运行和日食、月食现象，哥白尼的好奇心驱使他花了整整30年去研究天文，终于建立了“日心说”，揭开近代科学的序幕。德国天文学家开普勒读了哥白尼的理论后赞叹说：“我是从灵魂的最深处证明它是真实的，我以难于相信的欢乐心情去欣赏它的美。”

科学的认识始于问号和悬念，正是问题的存在，激励人们去进行科学探讨。问号和悬念的解决必然带来一种科学性的满足，正如居里夫人说过的，科学工作中能达到“至美”往往是具有强烈科学好奇心的人，并在自己的学习实践中不断提出和解决问题，领悟自然界的内在秩序与和谐图景，享受这“至美”的乐趣，形成科学美感。

第三，培养学生的科学审美意识。所谓审美意识，是指客观外界的审美对象反映到人脑中所形成的一种意识。这种反映不是消极的、被动的，而一种充满着人的主观能动性，它反映着人的一种审美需要的关系。它是人在长期审美实践活动中潜移默化而形成的。我们在学习科学知识的过程中也要采取一种审美态度，不断积累对科学理论欣赏的审美经验，逐渐养成审美习惯，久而久之，这种审美习惯就可以发展成为审美意识，形成对于科学理论的美学敏感，提高科学审美能力。

内容提要 本文揭示了人们长期忽视科学美的主要原因,论述了科学美的本质特征:1科学美是来源于自然美,并能为我们理智所领会的一种和谐,科学美的实质在予反映自然界的和谐;2科学美与艺术美一样建筑于自然美的基础之上,是美的一种高级形式,是人类按照美的规律创造的成果。在此基础上,进一步论述了科学美感和科学鉴赏力问题。

关键词 科学美 和谐 美感 科学鉴赏力

将美的难以数计的表现形态类分为自然美、社会美和艺术美,似乎已成定论。这种分类忽视了异态纷呈的科学美。在美学教科书中,科学美要么被置于视野之外不予理睬,要么被囊括在社会美中一笔带过。实际上科学美跟自然美、社会美和艺术美一样,是一种相对独立的审美形态。忽视科学美及对科学美的研究,不能不说是整个美学研究的一大缺憾。

一

科学美是否存在,可能会有人产生疑问。正象在是否存在艺术美的问题上艺术家最有发言权一样,在是否存在科学美的问题上科学家也最有发言权。很多著名科学家都在各自的科学实践活动中感受、体验和发现科学美的存在。古希腊欧几里德的《几何原本》被誉为“科学史上的艺术品”,少年时代的爱因斯坦和罗素都曾将它作为神奇的艺术品来阅读欣赏[1]。爱因斯坦曾称赞玻尔所提出的原子中的电子壳层模型及其定律是“思想领域中最高的音乐神韵”[2],曾惊叹迈克尔逊———莫雷实验“所使用方法的精湛”和“实验本身的优美”[3]。而爱因斯坦的相对论则被不少科学家誉为物理学中最美的一个理论,玻恩说它“象一个被人远远观赏的艺术作品”[4]。玻尔兹曼曾经把麦克斯韦关于气体动力学的论文当作神奇壮美的交响乐来欣赏[5]。对近现代科学创造史稍作考察便可以发现科学美的存在。尽管科学家们对科学美的阐述大多是零散的、即兴的、缺乏系统的,但他们对科学美的肯定则是不容怀疑的。

如果说科学家体验到的主要是科学创造本身的美和科学理论蕴涵的美,那么不专门从事科学活动的人,在日常生活中更多地是感受到物化形态的科学设施和科学产品的美,譬如化学实验室赏心悦目的各种器具,现代天文台令人神怡的观测仪器,火箭发射场气势宏大的动力装置等等。我们在观赏这些试验器具、观测仪器、发射装置时,会产生类似欣赏音乐、绘画和其它艺术品时所体验到的那种愉悦感和美感。只要不采取虚无主义态度,一个对科学(包括理论形态和物化形态)稍有涉猎和接触的正常人,大概都不会否认科学美的存在和对科学美有过的美感体验。

尽管科学美的存在不容置疑,但美学家们和美学教科书的编著者们却对科学美视而不见、避而不谈。极少数美学论著即使谈到科学美,也是象蜻蜓点水一带而过。一方面,现代生活已使科学美逐渐分化出来,成为跟自然美、社会美和艺术美平分秋色的相对独立的第四审美形态;另一方面,科学美明显地被美学家们忽视和冷落了,尤其一些现代西方美学家和艺术家,他们在揭露和抨击现代物质文明所带来的社会弊病时,也将科学进步连同科学美作为牺牲品搭了进去。造成上述这种审美事实和审美理论“背反”与冲突局面的原因是极为复杂的,但归纳起来主要有以下两方面。

首先,传统美学理论局限了人们审美认识的视野和美学的思维空间。从古希腊美学到德国古典美学,有一个很重要的传统,那就是对艺术研究的极端重视,把美学研究的主要对象界定为艺术。在亚理斯多德那里,“诗学”便是美学的代名词。亚理斯多德以后的不少美学家认为美学就是艺术哲学,它的研究对象就是艺术。黑格尔就公开声称真正的美只存在于艺术中,因此,“我们对这门科学的正当名称却是‘艺术哲学’,或则更确切一点,‘美的艺术的哲学’。”[6]就连提出了:“美是生活”这一著名论断的车尔尼雪夫斯基,在美学对象问题上也未能挣脱西方传统美学的窠臼,他说:“美学到底是什么呢?可不就是一般艺术,特别是诗的原则的体系吗?”[7]就整个西方古典美学来看,重视艺术美的研究是它的优良传统,然而这一传统的确立却是以牺牲对现实美的研究为代价的。19世纪以前,就总体而言,由于科学技术活动尚未完全从社会生产活动中分离出来,科学美作为一个相对独立的审美形态也尚未完全从社会美中分化出来。西方古典美学对现实美尤其是对社会美的忽视,本身就意味对科学美的忽视。传统审美理论严重地阻碍了美学思维空间向科学领域拓展,因此美学家们死死抱住这种观点不放:艺术创造审美价值,而科学则创造使用价值,科学与美无缘。

其次,经院式的研究方法也严重阻碍了人们对丰富多采、异态纷呈的科学美现象进行研究归纳。美学研究者们只重视已有定评的美学经典论著,而忽视近现代科学家们“猜想录”式的谈美片论,更无意对人们的科学审美活动进行深入探讨,因此,也就很难从纷繁复杂的审美现象中抽象出“科学美”这一范畴来。从西方古典美学家那里,是很难找到科学美是相对独立的美的形态这一现成结论的。例如,哈奇生将美分为“绝对的”和“相对的”两种;狄德罗认为不存在绝对的美,只有这样两种美:“实在的美”和“相对的美”;康德则认为美不存在于事物的实在,而只有“自由美”与“依存美”之分[8]。黑格尔在认为“美是理念的感性显现”的前提下承认自然美与艺术美的存在;车尔尼雪夫斯基在批判黑格尔唯心主义的基础上肯定了(社会美)生活美的客观存在[9]。把科学美作为相对独立的美的形态,在美学经典中是找不着“出处”的。然而,对科学美及科学美感的论述却常散见于现代科学家、科学史家和哲学家们的论著。相对论的创立者爱因斯坦、英国科学史家W.C.丹皮尔、英国科学哲学家卡尔·波普尔都有过这方面的论述。但对美学的经院式的研究方法阻碍人们将思维触觉伸向跟科学有关的理论领域。

二

科学美作为相对独立的审美形态,如果从形态学角度作静态考察,可分为科学理论美(包括科学公式美)和科学产品美;如果从创造学角度作动态考察,又可分为科学理论创造之美和科学实验之美。科学美不仅体现于科学研究成果,而且显现在科学创造过程。

关于科学美的本质特征,笔者曾在有关文章中简述过[10]。这里稍加展开论述。

科学美是来源于自然美并能为我们理智所领会的一种和谐。科学美的实质在于反映自然界的和谐。

科学的对象首先是自然世界。科学的目的在于揭示自然的奥秘,见出自然的真貌,反映自然的规律。自然界在外观上纷繁复杂,似乎杂乱无章,但在实质上和谐统一,具有规律可寻。形式的多样性与本质的统一性,外在的复杂性和内在的单纯性,构成了自然界的基本特点。换言之,自然是统一的、单纯的,即和谐的。宇观世界如此,微观世界亦然。科学研究就是要力图把握自然的统一与和谐。一种科学理论成果,如果揭示了自然界的规律,反映了自然界的和谐,它就不仅是“真”的,而且是“美”的。科学的最高境界便是这种真与美的统一。科学史上,欧几里德的几何学,爱因斯坦的相对论,普朗克的量子论等等被人们称为“科学的艺术品”,看来决不是没有道理的。

科学美是理智所领会的一种和谐。这一点很重要,它揭示了科学美的独特性。科学美决不是“自在之物”,它是科学家的理智对大自然的感知、领悟和发现。科学美所显现的固然是大自然的和谐之美,但它不是外在的、表层的、纯感官即可享有的美,而是内在的、深奥的、凭理智方可领会的美。对这一问题,著名法国科学家彭家勒作过精辟而深刻的论述。在彭家勒看来,科学家并非因为自然界有用才进行研究,而是因为自然界美才进行研究。他说:“如果自然不美没有了解的价值,人生也就失去了存在的价值。当然,我这里并不是说那种触动感官的美,那种属性美与外表美。虽然,我决非轻视这种美,但这种美和科学毫无联系。我所指的是一种内在(深奥的)的美,它来自各部分的和谐秩序,并能为纯粹的理智所领会。可以说,正是这种内在美给了满足我们感官的五彩缤纷美景的躯体、骨架,没有这一支持,这种易逝如梦的美景是不完善的,因为它们是动摇不定的,甚至是难以捉摸的。相反,理智美是自我完善的。”[11]彭家勒认为科学美源于自然美,美的科学大厦建筑于美的自然界基础上,但这种美不是直接打动感官的自然景色(外在之美),而是打动理智的自然和谐(内在之美)。

科学美的实质在于反映自然界的和谐。这一点也很重要,它揭示了科学美的客观性。由于科学活动是以理性为主导的创造性活动,是主体能动性、自由性的集中表现,因此科学与科学美的客观性也就往往被人们所忽视。一些唯心主义者总是把科学与科学美看作脱离自然与自然界的“人类理性的自然创造”,而那些具有唯物主义倾向的科学家总是强调自然对科学的优先地位。非欧几何学的创建者罗巴切夫斯基说:“人们不依赖世界的事物而试图从理性本身去引出数学的一切原理,对数学是没有用处的,而往往也不会被数学所证实。”[12]在罗巴切夫斯基看来,数学的概念、符号、公式并不象某些唯心主义者所断言的那样,是“人类理性的自由创造”,而是对客观现实的一种特殊的反映形式。科学(科学实验、理论、公式)之所以美,首先在于它能够把握客观实在,反映自然界的内在和谐。爱因斯坦曾指出:要是不相信我们的理论构造能够掌握实在,要是不相信我们世界的内在和谐,那就不可能有科学。如果忽视或否认了自然对科学的客观优先地位,那么就必然会忽视或否认科学与科学美的客观性,最终陷入唯心论泥潭难以自拔。我们认为,是自然的和谐与统一决定了科学理论的和谐与统一,是大自然的和谐之美决定了科学理论的和谐之美。

三

科学美与艺术美一样建筑于自然美的基础之上,是美的一种高级形式,是人类按照美的规律创造的成果。承认自然对科学的客观优先地位,并把科学美理解为对自然和谐的一种反映,这并非意味着否认科学美的审美本性。匈牙利著名哲学家和美学家卢卡奇,把人对客观实在反映形式划分为三种:日常反映、艺术反映和科学反映。他认为日常反映是一种较低级的、被动型的反映,而艺术反映和科学反映则是高级的、创造性的反映。这种看法是正确的。马克思说“人也是按照美的规律来塑造物体”。科学活动是一种精神性的创造活动。科学创造和艺术创造一样,都要遵循和服从美的规律,那种认为科学贵真贱美、重真轻美,甚至认为科学与美无缘的观点是站不住脚的。数千年来,人类创造性的科学活动不断地揭示出物质世界内在奥秘及其发展规律,为人类从必然王国走向自由王国开辟了愈来愈广阔的前途。因此科学创造本身就是一种美的创造。

科学美是美的一种高级形式,是人按照美的规律创造的结晶。它是在人类审美心理、审美意识达到较高的发展阶段,理论思维与审美意识交融、渗透的情况下产生的。科学美客观地存在于人类创造的科学发现和发明之中,它是人类在探索、发现自然规律的过程中所创造的成果或形式。

科学是发现,但又不仅仅是发现,它还是创造,是重构。科学要求真,但又不只求真,它还求美,求艺术性。仅就揭示自然奥秘、发现自然规律而言,它无疑是真的;而就其理论创造、思维方式而言,它无疑又是美的。一切伟大的科学杰作,不仅让人见出自然之真,而且使人觉出自然之美。

“美是真理的光辉”。而“探索者最初是借助于这种光辉,借助于它的照耀来认识真理的。”[13]科学的最高境界是真与美的统一。在科学史上,相当一部分科学家同时求真求美,甚至由美求真。物理学家韦尔曾经对人说:“我的工作总是力图把真和美统一起来,但当我必须在两者中挑选一个时,我总是选择美。”[14]数学家霍姆斯直接把数学比作艺术:“数学是创造性的艺术,因为数学家创造了新概念;数学是创造性的艺术,因为数学家象艺术家一样地生活,一样地工作,一样地思索;数学是创造性的艺术,因为数学家这样对待它。”[15]前苏联哲学家柯普宁这样评价数学家们的工作:“数学家导出方程式或公式,就如同看到雕塑、美丽的风景、听到优美的曲调等等一样而感到充分的快乐。”[15]可见,很多科学家是自觉依据审美价值尺度,按照美的规律从事科学研究和科学创造的。

科学即选择。“这种选择不可避免地由科学上的美感所支配。”我们知道,科学始于观察,基于实验,成于理论建树。仅就观察而言,科学家首先必须对观察什么做出选择,因为世界是无限的,各种事实无计其数且变化无穷,一个人绝不能毫无选择地观察这一切。那么科学家进行选择性观察的机缘又是什么呢?选择的对象必须是非常诱入、令人感兴趣的,而“指导选择的原则必定是非常好,令人很愉快”。(彭家勒语)不少科学家都谈到,科学创造过程中最初的、粗略的选择,往往是通过审美直觉来完成的。

科学追求“简化”。从科学的角度来看,一团乱麻似的客观事实或现象是不美的,科学不也满足于对世界混沌表象的描述,对各种经验现象的罗列。事实分解或约化得越简单、越清晰,人们越能从总体上、规律上把握自然,而那些能使人“从无序中见出有序”的科学理论毫无疑问被认为是美的(普里戈金语)。自然事物与现象总是纷繁复杂的,而其背后的规律与本质总是相对简单的。因此,在某种意义上,科学致力于追求“简单性”。“简单性”是科学家谱写科学理论“诗篇”的一条红线,它在科学家的心目中总是美的。当然,科学家们不仅仅追求“简化”,彭家勒毕生追求“简单与宏远”,爱因斯坦更加看重宇宙的“统一与和谐”,而扬振宁、李政道和吴健雄则致力于辩证地描绘“宇称守恒”的世界图景。

科学就是“美的组合”。科学家总是试图向人们提供对于世界及其各部分规律的正确认识,并把一幅幅赏心悦目的、和谐的世界图景贡献给人类。科学家在构思、描述世界图景时,不仅依赖于逻辑思维,而且借助于形象思维。贝弗里奇指出:“有相当部分的科学思想并无足够的可靠知识作为有效推理的根据,而且势必只能凭借鉴赏力的作用来作出判断。”[17]有的科学家把科学构思看作类似于艺术概括的典型组合,并认为“最有用的组合,也是最美的组合”。

科学是人的自由的体现,是人的本质的确证。马克思曾指出,自由自觉的创造性劳动体现了人的类本质。科学活动是人类实践活动的一种高级形式,人类的理性与智慧,直觉与想象,逻辑思维能力与审美意识水平都在科学活动中得到充分表现。而科学活动的物化成果,即科学的理论、公式、发明等,成为人的自由创造的积淀,或者说人的本质特点的确证。由于伟大科学成果体现了人类的自由本性,因此成为“科学的艺术品”,成为一种“艺术杰作”。

四

由于科学美建立于自然美之上,并体现了人的自由本质,所以它是自然性与社会性的统一。这里所谓社会性,是指人类的自由本性。科学作品是自然和谐图景的呈现,亦是人类自由境界的表现,它因此和艺术作品一样让人产生一种寻味无尽的审美感受。

美感是人对美的一种主观经验。美感过程是人对美的事物的一种感受、体悟、认识过程。无论艺术美感,还是科学美感,都是审美主体与审美对象相互作用而产生的主观感受。不过,科学美感有着不同于艺术美感的鲜明特点。这种特点主要有三:其一,在科学美感过程中,抽象思维处优势地位。而在艺术术美感过程中,则是形象思维占主导地位。抽象思维和形象思维并不截然分开,往往彼此渗透,相互补充。只不过,在科学观照中抽象思维处于优势,而在艺术观照中形象思维占主导。其二,科学与艺术都需要灵感,前者有灵感是科学直觉,而后者的灵感是艺术直觉。科学直觉与艺术直觉有联系也有区别。二者都根源于人的天性,但科学直觉更多地受到理智的浸染,而艺术直觉更多地受到情感的陶冶。其三、科学美感是理智获得自由的愉悦的体验,而艺术美感则是情感获得解放的愉悦体验。审美是心灵的一种解放,美感是一种自由的主观体验。科学美感所体验到的是理性的自由、智慧的幸福。席勒曾讲“思维啊,幸福!”可以被看作是对科学美感的最简洁的界说。

艺术家和美学家对艺术美感问题的论述可谓汗牛充栋,而对科学美感问题则很少涉猎。而科学家在建构自己的科学理论大厦或认同别人的科学研究成果时,对科学美感作过许多描述、阐发和界说。将它们加以整理和概括,可从中引申出如下观点:

(1)科学美感是理智观照自然,思维切近自然,而对自然界产生的一种亲近感或亲切感。

(2)科学美感是人们深入宇宙堂奥,发现自然之秘,而对大自然产生的一种惊讶感和神奇感。

(3)科学美感是人们凭借自己的精神力量,运用科学的方式方法,探索、认识和征服自然,悠然产生的一种人类崇高感和自我超越感。

(4)科学美感是我们从科学作品和谐统一的自然图景,而产生的那种无比愉悦和无限自由的心理体验。

(5)科学美感蕴籍着审美直觉和审美灵感,这种直觉和灵感往往成为科学对经验事实进行选择、观察、分析、判断和综合整理的一种价值尺度。

面对“科学的艺术品”,有的人会产生一种强烈的美感,而有的人却不能。这就涉及科学鉴赏力问题。科学鉴赏力是欣赏科学作品尤其纯科学理论所必需的审美力。它实际上是对于科学美的感受、理解、评判的一种本领。许多著名科学家都认为,就象存在着文学鉴赏力和艺术鉴赏力一样,也存在着一种科学鉴赏力。一个人如果缺乏科学鉴赏力,那就不可能领略到科学美的魅力。一个人的科学鉴赏力绝不是先天就有的,而是在长期的科学实践与科学鉴赏活动中逐渐形成和培养起来的。因此,长期从事科学研究的科学家比一般人具有更高的科学鉴赏力。法国数学家和天文学家拉普拉斯可从牛顿力学中“感受到数学完美性”;英国数学家和哲学家罗素可从欧几里德《几何原本》中“读出音乐般的美妙”;德国生物学家海克尔可从达尔文《物种起源》中“见出生物世界无与伦比的统一之美”;英国物理学家狄拉克从“数学形式的美”中发现了“物理世界的真”;而划时代的物理大师、相对论的创立者爱因斯坦从实验大师迈克尔逊那里感到了“实验本身的优美”。法国物理学爱德布罗认为广义相对论对万有引力现象的“这种解释的雅致和美丽是无可争辩的”[18];德国物理学家海森堡觉得爱因斯坦“有点象艺术领域中的达·芬奇或者贝多芬”[19];爱因斯坦相对论的积极宣传者和合作者,美国物理学家费尔德,深感“爱因斯坦的理论在优美、深邃和逻辑的合理性方面远远地超过了其他人”[20]。科学家们所以能够从科学作品中获得比平常人更多、更深入、更强烈的美感体验,是因为他们比平常人具有更高的科学鉴赏力和审美力。

科学鉴赏力是理性与非理性的统一,是理智与直觉的水乳交融,是理解与体验的相互渗透。它包含对科学作品的内容的逻辑判断力和对其形式的直觉判断力。这种逻辑的与直觉的判断力,构成了科学鉴赏力的“内核”。科学判断力之于科学家,如同艺术判断力之于艺术家。玻尔兹曼在谈到麦克斯韦气体动力学方程的美学价值说:“既然一个音乐家能从头几个音节辨认出他的莫扎特、贝多芬和舒伯特,那么一个数学家也可以从头几页文章中辨识他的柯西、高斯、雅可比、赫尔姆霍兹或哥切霍夫。法国作者以他们极端的优雅的风度来表现自己,而英国人特别是麦克斯韦,是以他的引人注目的判断力来表现自己。”[21]

人类的审美力是在实践活动中形成、发展和完善起来的。由于各人的实践活动不一样,人们会有不同水平的艺术美的鉴赏力,也有不同水平的科学美的鉴赏力。前者取决于人们的艺术素养,而后者取决于人们的科学素养。马克思曾指出:“从主体方面看来:只有音乐才能激起人的音乐感;对于不辩音律的耳朵说来,最美的音乐也毫无意义,音乐对它说来不是对象,因为我的对象只能是我的本质力量之一的确证……”[22]。有的人并不能感受到艺术美,是因为缺乏“感受音乐的耳朵、感受形式美的眼睛”;有的人感受不到科学美,是由于缺少“科学的判断力和鉴赏力”。由此也可见出,科学美为什么首先被科学家和科学爱好者们所感受,所承认。

注[1] [2][3]《爱因斯坦文集》第一卷,商务印书馆,1977年,第9,21,261页。[4] [5][14]S.钱德拉萨克:《美与科学对美的追求》,《科学与哲学》1980年第4期。[6] 黑格尔:《美学》第一卷,商务印书馆,1979年,第3-4页。[7] 车尔尼雪夫斯基:《论亚理斯多德的〈诗学〉》,《美学论文选》,人民文学出版社,1957年。[8] [9]参见朱光潜:《西方美学史》,人民文学出版社,1979年。[10] 拙文:《科学美浅说》,《美与时代》1988年第4期,中国人民大学复印报刊资料《美学》1988年第6期。[11] 彭家勒:《科学与方法》第1卷,第22页,英文版。[12] 转引自米.贝京:《艺术与科学》,文化艺术出版社,1987年,第246页。[13] W.海森堡:《精密科学中美的含义》,《自然科学哲学问题丛刊》1982年第1期。[15] 李新洲:《扭量理论》,《自然杂志》1984年第1期。[16] 何普宁:《马克思主义认识论导论》,求实出版社,1982年,第255页。[17] W.I.B贝弗里奇:《科学研究的艺术》,科学出版社,1979年,第84页。[18] [19][20] 《纪念爱因斯坦文集》,上海科学技术出版社,1979年,第256,257,308页。[21] 转引自S.钱德拉萨克:《美与科学对美的追求》,《科学与哲学》1980年第4期。[22] 马克思:《1884年经济学-哲学手稿》,第79页。责任编辑:林一哲(上接第36页) 15个词以下的视为短句,学术文献性愈强的作品,句子的长度愈大,多重复句也就愈多。综上所述,科技英语在其长期的发展过程中,逐渐地在语体、篇章结构和语法表达三个层面形成了自己的鲜明的语言风格。作为一门专业性和信息性都较强的学科,科技英语运用了一些很有特色的语言表现手段,客观、规范、正式、准确地描述科学技术方面的有关情况、状态、活动和关系等,严密、连贯、清楚地阐释和论证科学技术相关的概念、定义和原理等。总之,了解科技英语的语言风格的特征,对于阅读、写作、翻译和研究科技英语都是很有意义和很有帮助的。 主要参考文献:[1] 王佐良、丁往道:《英语文体学引论》,外语教学与研究出版社,1987年。[2] 沈伟栋、朱良雄:《科技描述与翻译》(全国优秀英语学术论文集),中国国际广播出版社,1997年。[3] 邱国旺、陈忠华:《科技英语文体的层面分析》,(学海采珠),成都科技大学出版社,1996年。[4] 陶秀云:《专业知识和科技翻译的相互关系》,中国科技翻译,1997年2月。[5] 武学民、金敬红:《科技英语翻译中的长难句处理》,中国科技翻译,1997年4月。[6] 李益广:《经济论文标题的文体特点及英译技巧》,中国科技翻译,1997年4月。[7] EvelynHatch,《DiscourseandLanguageEducation》,CambridgeUniversityPress,1992年。[8] GeoffreyN.Leech,《StyleinFiction》,1983年。[9] RobertG.Bander,《AmericanEnglishRhetoric》,Holt,RinehartandWinston,1978年。[10] 陈治业:《科技英语的文体特点》,现代外语,1991年。责任编辑:李南蓉

---

龙胜各族自治县19385811037： 科学美 - 搜狗百科？
骆败冰珍： 指科学领域里存在的美.科学美是一种美的形态,它同自然美、社会美、艺术美、技术美相并列,并与之有着密切的联系.科学美与技术美的关系尤为密切,人们常将它们结合在一起进行研究,称之为科技美.科技美属于广义的社会美之列.

龙胜各族自治县19385811037： 科学的美是什么? - ？
骆败冰珍： 本人的观点: 对于所有的科学我认为是人类对于未知事物探索的好奇心和了解后的喜悦.当然每个学科都有自己的特色,比如说数学,有着极度完美的对称之美.

龙胜各族自治县19385811037： 我们生活中处处都能感受到科学美,请列举几个例子,淡谈你心中的科学美? - ？
骆败冰珍： 嗯,我们的确在生活中能感受到科学的美,比如说上海的那个南部大桥三个环,晚上的时候你看,然后还有灯光在闪烁,真的很漂亮.

龙胜各族自治县19385811037： 自然美,社会美,艺术美和科学美有哪些审美特征 - ？
骆败冰珍： 1.自然美,外在的,并不需要任何修饰,所谓天生丽质. 2.社会美,强调本身的素质,追求本身的理想,追求社会的安定和谐,不以个人利益为中心.谋求共赢. 3.艺术美,抽离现实的/抽象的美,是唯心的,经过修饰的,甚至是夸张的.是作者对于现实世界的主观的表达.最高境界的作品是朴实无华却又深刻的,多少带有作者个人的主观意识. 4.科学美,有尊严的/理性的/唯物的/严谨的/追求内在世界的完美,不以自我为中心.

龙胜各族自治县19385811037： 如何理解设计中的功能美、技术美、科学美? - ？
骆败冰珍： 首先,要讲究安全知.产品安全,用户可以放心使用,生产厂家也可以放心投放市场,免受日后投诉、退赔之苦; 第二,要实用.就是要符合你设计的初衷.比如:你要做一个刮胡刀,结果刮不了胡子,还刮得嘴巴很疼,每次让用户去用时,...

龙胜各族自治县19385811037： 你是如何看待科学之美的?回答150字 - ？
骆败冰珍： 简单、深刻、普遍三位一体,这就是科学美之源泉. 科学迫求真理,揭示宇宙万物的真相及其变化规律.真正的科学家都懂得:真理是简单的,而且越是深层次的、适用范围越是普遍的真理就越简单.科学家在追求真理的过程中,锲而不舍,...

龙胜各族自治县19385811037： 科学美还表现在那些领域上?？
骆败冰珍： 指科学领域里存在的美.科学美是一种美的形态. 这要这些领域是分布在科学的,那么都存在科学美. 美事在探究中无意出现的.所谓“哪里有数,哪里美】

龙胜各族自治县19385811037： 科学美有哪些领域 - ？
骆败冰珍： 科学美的形态可分为科学事实美、科学理论美和科学实验美.科学事实美科学事实美是自然界和谐的结构和运动形式等客观存在着的科学研究对象的美.它是一种内在的理性美,它不是由感性直观而是由纯粹的理智所能感受的.科学事实对常人...