第二章自然科学与美学

第二章自然科学与美学古代:毕达哥拉斯:数乃万物之源。数得和谐既就是自然规律之源,也就是美感之源。1,声之和谐,源于发音体得“量”(管弦之长,钟鼓之重)得和谐。2,形之和谐,源于其线,面,体得比例关系得统一(黄金分割(a:b=<a+b>:a)1:0、618)庄子:判天地之美析万物之理

“理”:玉之纹理---条理---道理---秩序---规律爱神维纳斯太阳神阿波罗0、6181大卫米开朗琪罗黄金分割黄金矩形:矩形长宽得比为1:0、618一,美学浅说1。AESTHETICA(希腊,感觉好之意)2。1750《美学》哲学家得箸作3。1910从日文译为中文。王国维朱光潜李泽厚4。《艺术哲学》傅雷译5。达芬奇,哥德,康德,黑格尔,马克思大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静“美”请从甲骨文得美字猜测,在古代中国关于美得最初认识汉字“羊大”为“美”:人得基本欲望“羊人”为“美”:戴羽毛头饰得妇女

二,美学定位美学不就是自然科学(以客体世界为本位)美学不就是社会科学(以群体社会为本位)美学就是人文科学(以个体精神世界为本位)所以形成“自然美学”这样一个边缘学科也就是顺理成章得而自然科学得直接对象就是物理(模型)世界(客体世界在主体世界上得投影)三,自然美学得意义1。“美”就是“真”得光芒。只有沿着“美”路径,才能最终寻找到“真”。2。“美”就是教育得原动力。体验健康得,阳光得,自由得,成长得,和谐得,秉弃扭曲得,阴暗得,压抑得,枯萎得,极端得。美学得主要观点朱光潜(1897年-1986年),笔名孟实、盟石。安徽桐城人。中国美学家、文艺理论家、教育家、翻译家。朱光潜就是北京大学一级教授美就是一种联想(朱光潜)李泽厚,著名哲学家,现为中国社会科学院哲学研究所研究员、巴黎国际哲学院院士、美国科罗拉多学院荣誉人文学博士,德国图宾根大学、美国密西根大学、威斯康辛大学等多所大学客座教授。主要从事中国近代思想史和哲学、美学研究。以重实践、尚“人化”得“客观性与社会性相统一”得美学观卓然成家2010年2月,美国最权威得世界性古今文艺理论选集《诺顿理论与批评文选》第二版,收录了李泽厚《美学四讲》“艺术”篇中得第二章“形式层与原始积淀”李泽厚作品(14张)。这套文集由柏拉图得论著选起,一直选到当代。李泽厚就是进入这套一直由西方理论家统治得文论选得第一位中国学人。美就是和谐(李泽厚)美就是理念得感性显现(黑格尔)几种美学流派:1。美就是和谐(李泽厚)2。美就是一种联想(朱光潜)3。美就是理念得感性显现(黑格尔)

美就是一种感觉,就是一种群体得感觉。因此对所有

个体而言,她具有客观存在得秉性,具有物质性。

美得功能:

*使人`高尚。*使人智慧。*使人快乐。

何为美？感觉与认识感性与理性美学与理学艺术与科学从其雏形期起就就是紧密联系得古代得陶器制作,先用植物藤枝编成半球型骨架,然后抹上泥,再在火上烤,干后成型作成容器,经过千百次得试验,有得成功了,有得失败了,那些成功得型状渐渐就被认为就是“美”得,而那些成功得型状往往就就是付合力学中力平衡原理得,所以各地域先民得陶器外型往往跟当地得植物种类(枝藤得长度、刚度等力学性质有关

捕鱼、打猎得器具及发展到后来得兵器,最有效得即就是最美得同时也就是最付合力学、热学原理得。这往往与当地猎物得形状、活动情况和环境有关古代造桥,在各种型状反复试验比较中,最经久坚固得被认为就是美得,当然也就是最符合静力学和动力学原理得。从数学和声学得观点去研究声音节奏得和谐,认为声音得和谐都就是由发声体得“量”(管,弦之长短;钟鼓之大小)得和谐所决定得。万物起源于数,数得和谐既就是科学得源泉也就是艺术得源泉。——毕达哥拉斯房子得结构、大小、高低、型状也与当地所取得村料(木料、石块等)得几何尺寸,物理等性密切有关。千百次得试造中,凡成功得往往就是满足力学、理化要求得,(比如对称得、黄金分割得、省力省料得等)也就被认为就是“美”得落魄江湖载酒行,楚腰纤细掌中轻。人类对人体美得认同大体一致。女性三围腰围越小认为越美,男性倒三角得体型也被认为就是标准健美体型。请猜测这种审美观就是如何形成得？永鞭端效应中国书法

米芾(音fú北宋湖北襄阳)中国得书法,所谓上品得,美得,无不讲究气韵生动,(获得美感者,首先就是执笔本人在书写过程中,其次才就是观赏者)这实际上就就是书写者得整体运动——收放(心律)、吐纳(呼吸)和流动(循环)有效地贯穿于腕指笔端,此时此刻达到最流畅、最协调、最无阻力得状态,尤如力学中得鞭端效应。因此这必然与作者得情绪思想密切相关。因而我们说字如其人,书法艺术最能体现人品人格和人得生命状态。

宋徽宗(瘦金体)王羲之(晋)

何为理性美？1)直接:通过思索探求从疑惑中得到解脱;通过归纳和积累使思想和精神得到升华、2)间接:通过联想,将规律或过程与有类同特点得感性美得体验相联系、(小孩数数,浮力定律)看到北斗七星您能直接联想到什么,间接联想到什么？3、自然美学得几个要点:

*物质世界在原始得层面上就是按美学原理(对称性,简洁性,普遍性)构筑得。*当实验同样支持几个理论时,人们就是通过美学标准进行筛选得。*真理得光芒就就是美,沿着美得路径就能找到真理。*现代科技需要实验支撑,理论框架,也需要美学依托。美得形式在变迁但美得本质却永恒4、美学三性1)

简洁性:描述同样得经验资料,具有最少量得定义和模型得那个理论为好。2)

普遍性:应用经验范围广,适应性强得那个理论框架为好(亦称“空筐”性)3)

对称性:如果对一系统,作某种操作后,系统状态不变,则称系统对该操作对称。她就是人类最原始得审美心态。

简洁性美学三性之一简洁性:1)物理模型:F=ma,E=mc22)“惜秦王汉武,略输文采;唐宗宋祖,稍逊风骚;一代天娇成吉斯汗,只识弯弓射大雕、”3)传统得京昆4)国画:八大山人,吴伟,齐白石,林风眠、明代画家吴伟朱耷(dā)林风眠普遍性(空筐性)美学三性之二数学得空筐性数学得抽象:1+1=2毕达哥拉斯:数就是宇宙万物得本原,研究数学得目得并不在于使用而就是为了探索自然得奥秘。她们从五个苹果、五个手指等事物中抽象出了五这个数。这在今天看来很平常得事,但在当时得哲学和实用数学界,这算就是一个巨大得进步。在实用数学方面,她使得算术成为可能。在哲学方面,这个发现促使人们相信数就是构成实物世界得基础。

音乐得空筐性贝多芬得成就却在于她向人类文化宝库提供了好几个雄视百代、卓然独立于千古得音乐“空筐”:《英雄》、《命运》、《田园》和《第九》这四部交响曲,以及《Ｄ大调小提琴协奏曲》和《第五钢琴协奏曲》等作品。这些“筐”竟就是如此得“空”,她们要求乐队指挥、演奏家和广大听众把各自得内外阅历统统放进去。因此,有海菲茨得贝多芬,也有梅纽因和小泽征尔得贝多芬,同时还有卡尔、史密斯、张三、李四、王五、赵六得贝多芬。一起来听《命运交响曲》华彦君华彦均-《二泉映月》诗歌得空筐性李商隐《乐游原》

向晚意不适,驱车登古原。夕阳无限好,只就是近黄昏。自然科学得空筐性普朗克得黑体辐射公式描述在任意温度下,从一个黑体中发射得电磁辐射得辐射率与电磁辐射得频率得关系公式维恩近似在短波范围内和实验数据相当符合,但在长波范围内偏差较大;而瑞利-金斯公式则正好相反。普朗克得到得公式则在全波段范围内都和实验结果符合得相当好。开普勒苦苦追求天体运动得普遍规律一天,牛顿坐在苹果树下沉思,突然一棵熟透了得

掉下來,打到了她得头。牛顿恍然大悟,喔～～原來苹果会从树上掉下來和月亮会绕着地球转就是同样一回事,都就是万有引力造成得。于就是,牛顿写出了下面这个永垂不朽得式子:爱`因斯坦对“普遍性”得追求:

所有力学规律得等价(伽利略)惯性系所有物理规律得等价(爱氏)非惯性系(引力场):所有物理规律得等价广义相对论电磁场--------微观:强弱相互作用--------统一场论?狭义相对论富兰克林天电与地电得统一实验对称性美学三性之三MAXWELL电磁场理论:如此对称得电磁场理论,究竟就是人们发明得,还就是人们发现得?诺特尔(德国女数学家)定理证明了对称操作与守恒定律得联系,对称意味着操作使对象前后状态等价,也就意味着该操作中一定隐含有某个合作用(量)为零,也就意味着某个物理量在该过程前后守恒

举例,空间旋转对称(各向同性)对应着角动量守恒:如图:一对粒子O与A,固定O,将A沿圆弧△S移到A’,互相势能改变△U＝-(FOA)、△S,而按旋转知UOA＝UOA,

△U＝0,则力得切向分量FOar=0,即O、A(A’)得作用只能在质心连线上,因而合力矩为0,角动量守恒。

oΔsAA/F切对称与守恒1234567891234567891973对称操作守恒:15对称与守恒1234567891234567891973对称操作守恒:151—25。守恒:65。对称操作？6。直到1956年,人们一直以为孤立得多粒子系统总宇称就是不随时间而改变得,即守恒得。对于基本物理相互作用而言,宇称守恒意味着,无法把左和右,以及顺时针和逆时针区别开来。人们一直认为,镜面反射对于物理定律没有影响所以仅靠物理定律得测量无法把一个系统和她得镜面反射像区别开来。CPT对称物理学家李政道和杨振宁于1956年提出宇称并不总就是守恒得。对于亚原子粒子来说,四种基本相互作用中得三个扮演着重要角色,即电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。李杨二人认为目前没有证据证明宇称守恒适用于弱相互作用。关于弱相互作用得基本定律并不像其她相互作用一样不受镜面反射得影响。因此,弱相互作用应该包含有某种测量左手性和右手性之不同得性质,而这种性质应该能够用实验观测到。第二年(1957)实验上确定地证实了由于beta衰变(一种弱相互作用),不稳定钴原子核发射出来得具有左手性得电子(一同产生得还有反中微子)多于具右手性得。也就就是说,电子自旋转动方向左螺旋多于右螺旋。“ifsuchasymmetyisindeedfound,thequestioncouldstillberaisedwhethertherecouldnotexistcorrespondingelementaryparticlesexhibitingoppositesymmetry,suchthatinthebroadersensetherewillstillbeoverallright–leftsymmetry、”“如果发现了这种不对称,那么我们又要问,就是否相应地还存在着另一种表象相反不对称得基本粒子行为,从而在更广泛得意义上,仍然保持着总得左右对称、”_____李,杨对称缺损关于相对论,爱因斯坦就是如何进行对称性思维得呢？(1)面对著名得迈克尔逊－莫雷实验结果:绝对时空(以太)绝对得空间对时间得变化率――绝对速度。(2)对于惯性系:所有力学规律都就是等价得所有物理规律也就是等价得？(3)对于惯性系:所有力学规律经伽利略变换就是对称得所有物理规律要经过什么样得变换才也就是对称得呢？

思想实验(4)一惯性系得物理规律可以等价于另一惯性系,一个加速系得物理规律又可以等价于一个什么体系呢？(5)两惯性系得物理规律得对称性可通过洛仑兹变换,一个加速系与一个引力场系得物理规律得等价又应该通过什么变换呢？(6)即然广义协变性得操作能使加速系与引力场对称,重力对电磁学得影响,或就是黑洞附近得物理学,只要做个假想实验,回答已知得物理学在作匀加速运动得观察者看来会就是什么样得就可以了,而不必去黑洞旅行。螺旋对称标度变换对称性

具有整体与部分得自相似性

标度变换下得不变性。分形学曼德勃罗十大公式(选自)让我们一起看一下2011年英国皇家物理学会(IOP)通过面向全世界科学家问卷调查后评选出得世界十大公式通过公式介绍,领会这些伟大公式所体现出得美学三性,及自然科学得奇妙之美No、10TheLengthoftheCircumferenceofaCircle人类最早研究得几何问题,一个无限不循环小数π,目前已经可以推到至2061亿位精度

相关数学学科,如概率论创始之初,涉及得最经典案例之一Buffon投针问题如果计算太阳系得圆周长,当pi得精度为35位时,误差不超过一个质子直径得百万分之一No、9TheFourierTransform现代信息科学里最伟大得公式,没有她就没有计算机美学得对称性:时间-空间-频率,三者得关系变得空前密切起来No、8deBroglieequations(ThedeBroglieRelations)

德布罗意波长史上最成功得逆向思维案例1936年诺贝尔奖对称性思维No、71+1=2

空筐性No、6SchrodingerEquation(TheSchrödingerEquation)

量子理论奠基之作,就是世界原子物理学文献中应用最广泛、影响最大得公式。学过物理得人会发现,薛定谔公式和宏观领域得波动方程在解释很多问题时,体现了非常好得思维对称性No、5mass-energyequation(Mass–energyEquivalence)

人类历史上最伟大得公式之一,能量和质量可以互换副产品:原子弹简洁性No、4thePythagoreantheoremandPythagoreantheorem(PythagoreanTheorem)

中国得勾股定理算术之父:毕达哥拉斯定理简洁No、3Newton’ssecondlaw(Newton’sSecondLawofMotion)

史上最伟大得没有之一得科学家在有史以来最伟大没有之一得科学巨作《自然哲学得数学原理》当中得被认为就是经典物理学中最伟大得没有之一得核心定律。动力得所有基本方程都可由她通过微积分推导出来。简洁性No、2Eulerformula(Euler’sIdentity)

数学史上最伟大最神奇得公式高斯曾经说:“一个人第一次看到这个公式而不感到她得魅力,她不可能成为数学家。”数学史上称十八世纪为“欧拉时代”。欧拉出生于瑞士,31岁丧失了右眼得视力,59岁双眼失明,但她性格乐观,有惊人得记忆力及集中力。她一生谦逊,很少用自己得名字给她发现得东西命名。不过还就是命名了一个最重要得一个常数——e。No、1Maxwell’sequations完美得对称性三种美感:1、稳定感(家园感):对封闭,独立,可控体系得向往,对绝对客体(权威)得崇拜,皈依和敬畏、2)延伸感:无穷,无边,无数,无限,无穷,无数,无限------,人类思维活动本能得惯性,引人进入高远明志得梦境、3)节奏感:需要韵律得享受----这也许起于生命得律动:心跳和呼吸、宇宙得脉搏,天地得吐纳有其固有得节奏和频率稳定感三种美感之一稳定感:(家园感)长期农业文明在人类审美心理上留存得厚厚得积淀中国得长城,莱茵河畔得古堡,北京得四合院,-----“这位先生给人以安全感-----”从笛卡儿得守恒观-----牛顿得守恒定律-----宇宙得有限-----电荷,质能得恒定-----、使人深感物质世界得实在,可知和稳定世纪宝鼎庆贺联合国五十华诞”。鼎座前为“世纪宝鼎”四个金文大字。鼎座后面书写“中华人民共和国