美学原理第八讲科学研究中的美学

1、第八讲第八讲 科学研究中的美学科学研究中的美学 科学美学研究科学活动 中 一切与美有关的问题，它 和技术美学是美学的重要分 支。 科学美 科学美学技术美 技术美学 科学美和技术美属于社会美的范畴，而且是社会美的深层的东西。 李政道李政道先生对先生对屈原屈原的诗篇的诗篇天问天问很感兴趣，因为它是艺术与科学统一的绝好例很感兴趣，因为它是艺术与科学统一的绝好例证。证。天问天问提了一百七十多个问题，对自然提了一百七十多个问题，对自然现象、神话传说和历史故事等大胆怀疑。现象、神话传说和历史故事等大胆怀疑。 屈原在屈原在25002500年前还想象，地球可能是东西、年前还想象，地球可能是东西、南北不一样长的

2、扁椭圆球体。屈原瑰丽奇特的南北不一样长的扁椭圆球体。屈原瑰丽奇特的诗篇中，包含着重要的诗篇中，包含着重要的科学假设和疑问科学假设和疑问。 科学和艺术、科学和美的交融、互动和互补科学和艺术、科学和美的交融、互动和互补 富乐富乐 设计设计 1967年蒙特利尔世界博览会美国厅年蒙特利尔世界博览会美国厅 分子结构运用到宏观建筑上分子结构运用到宏观建筑上 现代科技和美学相结合的典范。室内既有戏剧性又美现代科技和美学相结合的典范。室内既有戏剧性又美 观。观。 后来科学家们发现了碳元素新的同素异构体后来科学家们发现了碳元素新的同素异构体碳碳60，由，由60个碳原子组成的小球碳个碳原子组成的小球碳60被被 命

3、名为富乐烯，一门新的化学分支被命名为富乐烯化学。命名为富乐烯，一门新的化学分支被命名为富乐烯化学。蒙蒙 特特 利利 尔尔碳碳60一、科一、科 学学 中中 的的 美美科学探索和揭示自然的奥科学探索和揭示自然的奥秘，反映自然的客观规律。秘，反映自然的客观规律。自然的基本设计是美的，自然的基本设计是美的，因此，反映自然规律的科因此，反映自然规律的科学理论、定律、公式具有学理论、定律、公式具有美的性质。美的性质。“科学美是一种反映美，科学美是一种反映美，是人类在探索、发现自然是人类在探索、发现自然规律过程中所创作的成果规律过程中所创作的成果或形式。或形式。”爱因斯坦把美看作探求理论爱因斯坦把美看作探求

4、理论物理学中重要结果的一个指物理学中重要结果的一个指导原则。只要觉得一个方程导原则。只要觉得一个方程是丑的，他就对它完全失去是丑的，他就对它完全失去兴趣，并且不理解为什么还兴趣，并且不理解为什么还会有人愿在上面花这么多的会有人愿在上面花这么多的时间。时间。科学美不是我们所能见到的科学美不是我们所能见到的外在美。它是科学定律中支外在美。它是科学定律中支配着物质结构的深层次的美。配着物质结构的深层次的美。自然美和艺术美通过形象、自然美和艺术美通过形象、色彩、声音等生动具体的感色彩、声音等生动具体的感性形式作用于我们的感官，性形式作用于我们的感官，能够为很多人所欣赏。能够为很多人所欣赏。科学美是一种

5、理性美，用法科学美是一种理性美，用法国数学家彭加勒的话来说，国数学家彭加勒的话来说，这是一种这是一种“本质上的美，它本质上的美，它根源于自然各部分和谐的秩根源于自然各部分和谐的秩序，并且纯理智能够领悟。序，并且纯理智能够领悟。”1 1、对、对 称称科学美表现在对科学美表现在对称、和谐、简洁称、和谐、简洁等性质中。等性质中。 自然界和人类社自然界和人类社会都存在一种美会都存在一种美“对称性对称性”。 天坛地坛日坛月坛东单西单人的五官也是以鼻子为中轴线人的五官也是以鼻子为中轴线 人体也是以肚脐为中心对称人体也是以肚脐为中心对称对动物来说，结构对动物来说，结构对称是生存的需要，对称是生存的需要，进化

6、的结果。进化的结果。为了生存，左右结为了生存，左右结构必定对称，才能构必定对称，才能跑得快，飞得起来。跑得快，飞得起来。功能对称是在结构功能对称是在结构对称的基础上叠加对称的基础上叠加的功能，如左右眼的功能，如左右眼图像的立体感和距图像的立体感和距离感，使它能够准离感，使它能够准确捕捉食物；左右确捕捉食物；左右耳的声音叠加，使耳的声音叠加，使它能躲避来犯之敌。它能躲避来犯之敌。 古希腊毕达哥拉斯学派就已从数学研究中发现对称之美，称一切立体图形最美的是球形，一切平面图形中最美的是圆形。 杨杨 振振 宁宁李李 政政 道道芝加哥大学芝加哥大学芝加哥大学芝加哥大学三个披衣侧卧像窈窕君子摩尔英国著名雕塑

7、家 米开朗基罗米开朗基罗晨昼昏夜2、和 谐爱因斯坦很早就认为，爱因斯坦很早就认为，在大自然里隐藏着在大自然里隐藏着“崇崇高庄严、不可思议的秩高庄严、不可思议的秩序序”，坚信大自然本质，坚信大自然本质上是统一的、和谐的、上是统一的、和谐的、简单的、可以理解的。简单的、可以理解的。科学所揭示的大自然规科学所揭示的大自然规律，具有内在的和谐美。律，具有内在的和谐美。花盘的种子排列花盘的种子排列组成了两组相嵌组成了两组相嵌在一起的螺旋线，在一起的螺旋线，一是顺时针方向，一是顺时针方向，一组是逆时针方一组是逆时针方向。再数数这些向。再数数这些螺旋线的数目，螺旋线的数目，虽然不同品种的虽然不同品种的向日葵

8、会有所不向日葵会有所不同，但是这两组同，但是这两组螺旋线的数目一螺旋线的数目一般是般是34和和55、55和和89或或89和和144，其中前一，其中前一个数字是顺时针个数字是顺时针线数，后一个数线数，后一个数字是逆时针线数，字是逆时针线数，而每组数字都是而每组数字都是斐波纳契数列中斐波纳契数列中相邻的两个数。相邻的两个数。 柏拉图柏拉图并不是一位天文学家，他的宇宙理论描绘的并不是一位天文学家，他的宇宙理论描绘的不是一幅正确的天文学图景，而是和谐说在宇宙学中的运不是一幅正确的天文学图景，而是和谐说在宇宙学中的运用，是一种宇宙美学。柏拉图所理解的宇宙结构处在经过用，是一种宇宙美学。柏拉图所理解的宇宙

9、结构处在经过精确计算的、和谐有序的比例关系中。地球处在宇宙的中精确计算的、和谐有序的比例关系中。地球处在宇宙的中心，地球四周排列着七个同心圆，每个圆周有一个星体，心，地球四周排列着七个同心圆，每个圆周有一个星体，从内向外依次是月亮、太阳、金星、水星、火星、木星、从内向外依次是月亮、太阳、金星、水星、火星、木星、土星。月亮、太阳、水星和火星之间的距离符合黄金分割土星。月亮、太阳、水星和火星之间的距离符合黄金分割的比例，月亮、金星、木星和土星之间的距离也符合黄金的比例，月亮、金星、木星和土星之间的距离也符合黄金分割的比例。各种星体多层次地、有序地做旋转运动。分割的比例。各种星体多层次地、有序地做旋

10、转运动。 宇宙的美 3、简 洁简洁也是科学美的一种简洁也是科学美的一种表现。科学的简洁美指科表现。科学的简洁美指科学理论、定律和公式的外学理论、定律和公式的外在形式上的简单与内在内在形式上的简单与内在内容的深广的有机统一。容的深广的有机统一。清晰，人们越能从总体清晰，人们越能从总体上、规律上把握自然，而上、规律上把握自然，而那些能使人那些能使人“从无序中见从无序中见出有序出有序”的科学理论毫无的科学理论毫无疑问被认为是美的。疑问被认为是美的。科学家崇尚简洁美。爱因斯坦的“简单性原则”、牛顿的“节约原理”，与人文学者的“简洁是艺术性的第一个条件”、“艺术上的节约制度”，让我们远远望见了科学与艺术

11、之源：在山顶上，它们会合在一起。简洁美简洁美二、 科学活动的美学动力对科学现象美的兴趣、好奇可激发科学家探索的欲望，形成他持久的动力，激活他的创造性思维和创造性想象。面对纷繁复杂的科学现象，科学家总是力求寻出其内在规律，而试图建构一套美的符号体系，以最准确、最简洁、最概括地传达所发现的规律。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，认为科学理论不仅应当是真的，而且应当是美的。魏格拉魏格拉大陆漂移说是魏格拉受到地图上大陆边缘图形吻合的启发而提出来的。他发现处于大西洋两岸的非洲大陆和南美洲大陆具有对称和互补的海岸形状。他又根据这两块大陆地层构造上的某些雷同，物种和古生

12、物化石的某些类似设想这两块大陆原来是联在一起的，后来由于地壳运动，它们分离开来，并发生水平漂移。这种设想被当时人讥为“大诗人的梦”。然而，20世纪50年代古地磁学方面的发现为魏格纳的设想提供了新的证据，使大陆漂移说融入现代地学理论的和谐结构中。1、以美导真以美导真德米特里伊万诺维奇门捷列夫 门捷列夫根据他的科学美学思想，将当时已知的63种元素排成一张周期表，并探讨元素化学性质和原子间的关系。当时科学界公认铍的原子量是13.5，应排在第四类。可依据其化学性质，应排在第二类。从周期表的完美性出发，门捷列夫将铍放在第二类。最后经过精确测定，铍的原子量为9.4，理应归入第二类。这一事实正是出自他信奉的

13、科学美学原则：真的理论必然是美的。从这一科学美学思想出发，他预言了三种未知元素的化学性质，认定它们的性质分别与硼、硅、铝相似。后来发现的这三种元素钪、锗、镓与他根据周期表预言的化学性质相同。2、艺艺 术术 和和 科科 学学 的的 融融 合合艺术与科学的融合是21世纪艺术发展的大趋势。艺术与科学是人类的两大创造性工作，也是人类所具备的两种特殊的能力，是人类最高心智的产物。艺术与科学结合，已成为新世纪人类思想和文化发展的主流；艺术与科学的结合，将会弥补艺术与科学技术本身的缺陷，互为补充，最终造福于人类的生活和进步。艺术 . 科学数字艺术3d技术摹拟幻想人物技术摹拟幻想人物3d技术摹拟幻想人物技术摹

14、拟幻想人物3d技术摹拟幻想人物技术摹拟幻想人物数字艺术3d技术摹拟物品技术摹拟物品3d技术摹拟物品技术摹拟物品3d技术摹拟物品技术摹拟物品数字艺术3d技术摹拟物品技术摹拟物品3d技术摹拟物品技术摹拟物品3d技术渲染场景设计技术渲染场景设计3d技术渲染场景设计技术渲染场景设计数字艺术二维动画技术二维动画技术数字艺术互联网也互联网也为艺术活动为艺术活动开辟了一片开辟了一片新天地新天地-只只要有电脑和要有电脑和调制解调器，调制解调器，每个人都可每个人都可以接触到交以接触到交互式的艺术互式的艺术创作。创作。诗人科学家极为浪漫的事，思想要自由极为浪漫的事，思想要自由驰骋，天马行空驰骋，天马行空研究则讲究

15、严研究则讲究严 谨、扎实和谨、扎实和一丝不苟。一丝不苟。 朱光潜先生曾说过：朱光潜先生曾说过：“诗比别类文学较严谨、较诗比别类文学较严谨、较纯粹、较精微纯粹、较精微”， 科学理论能科学理论能“从尽可能少的假设和公理出发，用从尽可能少的假设和公理出发，用最简洁的形式，概括尽可能多的经验事实最简洁的形式，概括尽可能多的经验事实”， 所以说：所以说：“数就是美数就是美”。数学的方程、公式，自。数学的方程、公式，自然科学的定律、理论，实际上就是用数字和公式等然科学的定律、理论，实际上就是用数字和公式等写成的诗，是真正的科学诗。写成的诗，是真正的科学诗。艺术和科学的融合艺术和科学的融合也体现在科学家的艺也体现在科学家的艺术生活中术生活中爱因斯坦无论到哪爱因斯坦无论到哪里旅行，都带上他心里旅行，都带上他心爱的小提琴，他演奏爱的小提琴，他演奏莫扎特或贝多芬的曲莫扎特或贝多芬的曲子时如痴如醉。他认子时