美學(xué)原理第八講科學(xué)研究中的美學(xué)

1、第八講第八講 科學(xué)研究中的美學(xué)科學(xué)研究中的美學(xué) 科學(xué)美學(xué)研究科學(xué)活動(dòng) 中 一切與美有關(guān)的問(wèn)題，它 和技術(shù)美學(xué)是美學(xué)的重要分 支。 科學(xué)美 科學(xué)美學(xué)技術(shù)美 技術(shù)美學(xué) 科學(xué)美和技術(shù)美屬于社會(huì)美的范疇，而且是社會(huì)美的深層的東西。 李政道李政道先生對(duì)先生對(duì)屈原屈原的詩(shī)篇的詩(shī)篇天問(wèn)天問(wèn)很感興趣，因?yàn)樗撬囆g(shù)與科學(xué)統(tǒng)一的絕好例很感興趣，因?yàn)樗撬囆g(shù)與科學(xué)統(tǒng)一的絕好例證。證。天問(wèn)天問(wèn)提了一百七十多個(gè)問(wèn)題，對(duì)自然提了一百七十多個(gè)問(wèn)題，對(duì)自然現(xiàn)象、神話(huà)傳說(shuō)和歷史故事等大膽懷疑。現(xiàn)象、神話(huà)傳說(shuō)和歷史故事等大膽懷疑。 屈原在屈原在25002500年前還想象，地球可能是東西、年前還想象，地球可能是東西、南北不一樣長(zhǎng)的

2、扁橢圓球體。屈原瑰麗奇特的南北不一樣長(zhǎng)的扁橢圓球體。屈原瑰麗奇特的詩(shī)篇中，包含著重要的詩(shī)篇中，包含著重要的科學(xué)假設(shè)和疑問(wèn)科學(xué)假設(shè)和疑問(wèn)。 科學(xué)和藝術(shù)、科學(xué)和美的交融、互動(dòng)和互補(bǔ)科學(xué)和藝術(shù)、科學(xué)和美的交融、互動(dòng)和互補(bǔ) 富樂(lè)富樂(lè) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1967年蒙特利爾世界博覽會(huì)美國(guó)廳年蒙特利爾世界博覽會(huì)美國(guó)廳 分子結(jié)構(gòu)運(yùn)用到宏觀(guān)建筑上分子結(jié)構(gòu)運(yùn)用到宏觀(guān)建筑上 現(xiàn)代科技和美學(xué)相結(jié)合的典范。室內(nèi)既有戲劇性又美現(xiàn)代科技和美學(xué)相結(jié)合的典范。室內(nèi)既有戲劇性又美 觀(guān)。觀(guān)。 后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了碳元素新的同素異構(gòu)體后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了碳元素新的同素異構(gòu)體碳碳60，由，由60個(gè)碳原子組成的小球碳個(gè)碳原子組成的小球碳60被被 命

3、名為富樂(lè)烯，一門(mén)新的化學(xué)分支被命名為富樂(lè)烯化學(xué)。命名為富樂(lè)烯，一門(mén)新的化學(xué)分支被命名為富樂(lè)烯化學(xué)。蒙蒙 特特 利利 爾爾碳碳60一、科一、科 學(xué)學(xué) 中中 的的 美美科學(xué)探索和揭示自然的奧科學(xué)探索和揭示自然的奧秘，反映自然的客觀(guān)規(guī)律。秘，反映自然的客觀(guān)規(guī)律。自然的基本設(shè)計(jì)是美的，自然的基本設(shè)計(jì)是美的，因此，反映自然規(guī)律的科因此，反映自然規(guī)律的科學(xué)理論、定律、公式具有學(xué)理論、定律、公式具有美的性質(zhì)。美的性質(zhì)?！翱茖W(xué)美是一種反映美，科學(xué)美是一種反映美，是人類(lèi)在探索、發(fā)現(xiàn)自然是人類(lèi)在探索、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律過(guò)程中所創(chuàng)作的成果規(guī)律過(guò)程中所創(chuàng)作的成果或形式?；蛐问??！睈?ài)因斯坦把美看作探求理論愛(ài)因斯坦把美看作探求

4、理論物理學(xué)中重要結(jié)果的一個(gè)指物理學(xué)中重要結(jié)果的一個(gè)指導(dǎo)原則。只要覺(jué)得一個(gè)方程導(dǎo)原則。只要覺(jué)得一個(gè)方程是丑的，他就對(duì)它完全失去是丑的，他就對(duì)它完全失去興趣，并且不理解為什么還興趣，并且不理解為什么還會(huì)有人愿在上面花這么多的會(huì)有人愿在上面花這么多的時(shí)間。時(shí)間。科學(xué)美不是我們所能見(jiàn)到的科學(xué)美不是我們所能見(jiàn)到的外在美。它是科學(xué)定律中支外在美。它是科學(xué)定律中支配著物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次的美。配著物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次的美。自然美和藝術(shù)美通過(guò)形象、自然美和藝術(shù)美通過(guò)形象、色彩、聲音等生動(dòng)具體的感色彩、聲音等生動(dòng)具體的感性形式作用于我們的感官，性形式作用于我們的感官，能夠?yàn)楹芏嗳怂蕾p。能夠?yàn)楹芏嗳怂蕾p?？茖W(xué)美是一種

5、理性美，用法科學(xué)美是一種理性美，用法國(guó)數(shù)學(xué)家彭加勒的話(huà)來(lái)說(shuō)，國(guó)數(shù)學(xué)家彭加勒的話(huà)來(lái)說(shuō)，這是一種這是一種“本質(zhì)上的美，它本質(zhì)上的美，它根源于自然各部分和諧的秩根源于自然各部分和諧的秩序，并且純理智能夠領(lǐng)悟。序，并且純理智能夠領(lǐng)悟?！? 1、對(duì)、對(duì) 稱(chēng)稱(chēng)科學(xué)美表現(xiàn)在對(duì)科學(xué)美表現(xiàn)在對(duì)稱(chēng)、和諧、簡(jiǎn)潔稱(chēng)、和諧、簡(jiǎn)潔等性質(zhì)中。等性質(zhì)中。 自然界和人類(lèi)社自然界和人類(lèi)社會(huì)都存在一種美會(huì)都存在一種美“對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性”。 天壇地壇日壇月壇東單西單人的五官也是以鼻子為中軸線(xiàn)人的五官也是以鼻子為中軸線(xiàn) 人體也是以肚臍為中心對(duì)稱(chēng)人體也是以肚臍為中心對(duì)稱(chēng)對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)是生存的需要，對(duì)稱(chēng)是生存的需要，進(jìn)化

6、的結(jié)果。進(jìn)化的結(jié)果。為了生存，左右結(jié)為了生存，左右結(jié)構(gòu)必定對(duì)稱(chēng)，才能構(gòu)必定對(duì)稱(chēng)，才能跑得快，飛得起來(lái)。跑得快，飛得起來(lái)。功能對(duì)稱(chēng)是在結(jié)構(gòu)功能對(duì)稱(chēng)是在結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的基礎(chǔ)上疊加對(duì)稱(chēng)的基礎(chǔ)上疊加的功能，如左右眼的功能，如左右眼圖像的立體感和距圖像的立體感和距離感，使它能夠準(zhǔn)離感，使它能夠準(zhǔn)確捕捉食物；左右確捕捉食物；左右耳的聲音疊加，使耳的聲音疊加，使它能躲避來(lái)犯之?dāng)?。它能躲避?lái)犯之?dāng)场?古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就已從數(shù)學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)之美，稱(chēng)一切立體圖形最美的是球形，一切平面圖形中最美的是圓形。 楊楊 振振 寧寧李李 政政 道道芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)芝加哥大學(xué)三個(gè)披衣側(cè)臥像窈窕君子摩爾英國(guó)著名雕塑

7、家 米開(kāi)朗基羅米開(kāi)朗基羅晨晝昏夜2、和 諧愛(ài)因斯坦很早就認(rèn)為，愛(ài)因斯坦很早就認(rèn)為，在大自然里隱藏著在大自然里隱藏著“崇崇高莊嚴(yán)、不可思議的秩高莊嚴(yán)、不可思議的秩序序”，堅(jiān)信大自然本質(zhì)，堅(jiān)信大自然本質(zhì)上是統(tǒng)一的、和諧的、上是統(tǒng)一的、和諧的、簡(jiǎn)單的、可以理解的。簡(jiǎn)單的、可以理解的?？茖W(xué)所揭示的大自然規(guī)科學(xué)所揭示的大自然規(guī)律，具有內(nèi)在的和諧美。律，具有內(nèi)在的和諧美?；ūP(pán)的種子排列花盤(pán)的種子排列組成了兩組相嵌組成了兩組相嵌在一起的螺旋線(xiàn)，在一起的螺旋線(xiàn)，一是順時(shí)針?lè)较?，一是順時(shí)針?lè)较颍唤M是逆時(shí)針?lè)揭唤M是逆時(shí)針?lè)较?。再?shù)數(shù)這些向。再數(shù)數(shù)這些螺旋線(xiàn)的數(shù)目，螺旋線(xiàn)的數(shù)目，雖然不同品種的雖然不同品種的向日葵

8、會(huì)有所不向日葵會(huì)有所不同，但是這兩組同，但是這兩組螺旋線(xiàn)的數(shù)目一螺旋線(xiàn)的數(shù)目一般是般是34和和55、55和和89或或89和和144，其中前一，其中前一個(gè)數(shù)字是順時(shí)針個(gè)數(shù)字是順時(shí)針線(xiàn)數(shù)，后一個(gè)數(shù)線(xiàn)數(shù)，后一個(gè)數(shù)字是逆時(shí)針線(xiàn)數(shù)，字是逆時(shí)針線(xiàn)數(shù)，而每組數(shù)字都是而每組數(shù)字都是斐波納契數(shù)列中斐波納契數(shù)列中相鄰的兩個(gè)數(shù)。相鄰的兩個(gè)數(shù)。 柏拉圖柏拉圖并不是一位天文學(xué)家，他的宇宙理論描繪的并不是一位天文學(xué)家，他的宇宙理論描繪的不是一幅正確的天文學(xué)圖景，而是和諧說(shuō)在宇宙學(xué)中的運(yùn)不是一幅正確的天文學(xué)圖景，而是和諧說(shuō)在宇宙學(xué)中的運(yùn)用，是一種宇宙美學(xué)。柏拉圖所理解的宇宙結(jié)構(gòu)處在經(jīng)過(guò)用，是一種宇宙美學(xué)。柏拉圖所理解的宇宙

9、結(jié)構(gòu)處在經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的、和諧有序的比例關(guān)系中。地球處在宇宙的中精確計(jì)算的、和諧有序的比例關(guān)系中。地球處在宇宙的中心，地球四周排列著七個(gè)同心圓，每個(gè)圓周有一個(gè)星體，心，地球四周排列著七個(gè)同心圓，每個(gè)圓周有一個(gè)星體，從內(nèi)向外依次是月亮、太陽(yáng)、金星、水星、火星、木星、從內(nèi)向外依次是月亮、太陽(yáng)、金星、水星、火星、木星、土星。月亮、太陽(yáng)、水星和火星之間的距離符合黃金分割土星。月亮、太陽(yáng)、水星和火星之間的距離符合黃金分割的比例，月亮、金星、木星和土星之間的距離也符合黃金的比例，月亮、金星、木星和土星之間的距離也符合黃金分割的比例。各種星體多層次地、有序地做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。分割的比例。各種星體多層次地、有序地做旋

10、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 宇宙的美 3、簡(jiǎn) 潔簡(jiǎn)潔也是科學(xué)美的一種簡(jiǎn)潔也是科學(xué)美的一種表現(xiàn)?？茖W(xué)的簡(jiǎn)潔美指科表現(xiàn)?？茖W(xué)的簡(jiǎn)潔美指科學(xué)理論、定律和公式的外學(xué)理論、定律和公式的外在形式上的簡(jiǎn)單與內(nèi)在內(nèi)在形式上的簡(jiǎn)單與內(nèi)在內(nèi)容的深廣的有機(jī)統(tǒng)一。容的深廣的有機(jī)統(tǒng)一。清晰，人們?cè)侥軓目傮w清晰，人們?cè)侥軓目傮w上、規(guī)律上把握自然，而上、規(guī)律上把握自然，而那些能使人那些能使人“從無(wú)序中見(jiàn)從無(wú)序中見(jiàn)出有序出有序”的科學(xué)理論毫無(wú)的科學(xué)理論毫無(wú)疑問(wèn)被認(rèn)為是美的。疑問(wèn)被認(rèn)為是美的?？茖W(xué)家崇尚簡(jiǎn)潔美。愛(ài)因斯坦的“簡(jiǎn)單性原則”、牛頓的“節(jié)約原理”，與人文學(xué)者的“簡(jiǎn)潔是藝術(shù)性的第一個(gè)條件”、“藝術(shù)上的節(jié)約制度”，讓我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)望見(jiàn)了科學(xué)與藝術(shù)

11、之源：在山頂上，它們會(huì)合在一起。簡(jiǎn)潔美簡(jiǎn)潔美二、 科學(xué)活動(dòng)的美學(xué)動(dòng)力對(duì)科學(xué)現(xiàn)象美的興趣、好奇可激發(fā)科學(xué)家探索的欲望，形成他持久的動(dòng)力，激活他的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象。面對(duì)紛繁復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，科學(xué)家總是力求尋出其內(nèi)在規(guī)律，而試圖建構(gòu)一套美的符號(hào)體系，以最準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)潔、最概括地傳達(dá)所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。很多科學(xué)家是自覺(jué)依據(jù)審美價(jià)值尺度,按照美的規(guī)律從事科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)造的，認(rèn)為科學(xué)理論不僅應(yīng)當(dāng)是真的，而且應(yīng)當(dāng)是美的。魏格拉魏格拉大陸漂移說(shuō)是魏格拉受到地圖上大陸邊緣圖形吻合的啟發(fā)而提出來(lái)的。他發(fā)現(xiàn)處于大西洋兩岸的非洲大陸和南美洲大陸具有對(duì)稱(chēng)和互補(bǔ)的海岸形狀。他又根據(jù)這兩塊大陸地層構(gòu)造上的某些雷同，物種和古生

12、物化石的某些類(lèi)似設(shè)想這兩塊大陸原來(lái)是聯(lián)在一起的，后來(lái)由于地殼運(yùn)動(dòng)，它們分離開(kāi)來(lái)，并發(fā)生水平漂移。這種設(shè)想被當(dāng)時(shí)人譏為“大詩(shī)人的夢(mèng)”。然而，20世紀(jì)50年代古地磁學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)為魏格納的設(shè)想提供了新的證據(jù)，使大陸漂移說(shuō)融入現(xiàn)代地學(xué)理論的和諧結(jié)構(gòu)中。1、以美導(dǎo)真以美導(dǎo)真德米特里伊萬(wàn)諾維奇門(mén)捷列夫 門(mén)捷列夫根據(jù)他的科學(xué)美學(xué)思想，將當(dāng)時(shí)已知的63種元素排成一張周期表，并探討元素化學(xué)性質(zhì)和原子間的關(guān)系。當(dāng)時(shí)科學(xué)界公認(rèn)鈹?shù)脑恿渴?3.5，應(yīng)排在第四類(lèi)?？梢罁?jù)其化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)排在第二類(lèi)。從周期表的完美性出發(fā)，門(mén)捷列夫?qū)⑩敺旁诘诙?lèi)。最后經(jīng)過(guò)精確測(cè)定，鈹?shù)脑恿繛?.4，理應(yīng)歸入第二類(lèi)。這一事實(shí)正是出自他信奉的

13、科學(xué)美學(xué)原則：真的理論必然是美的。從這一科學(xué)美學(xué)思想出發(fā)，他預(yù)言了三種未知元素的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)定它們的性質(zhì)分別與硼、硅、鋁相似。后來(lái)發(fā)現(xiàn)的這三種元素鈧、鍺、鎵與他根據(jù)周期表預(yù)言的化學(xué)性質(zhì)相同。2、藝藝 術(shù)術(shù) 和和 科科 學(xué)學(xué) 的的 融融 合合藝術(shù)與科學(xué)的融合是21世紀(jì)藝術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)。藝術(shù)與科學(xué)是人類(lèi)的兩大創(chuàng)造性工作，也是人類(lèi)所具備的兩種特殊的能力，是人類(lèi)最高心智的產(chǎn)物。藝術(shù)與科學(xué)結(jié)合，已成為新世紀(jì)人類(lèi)思想和文化發(fā)展的主流；藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合，將會(huì)彌補(bǔ)藝術(shù)與科學(xué)技術(shù)本身的缺陷，互為補(bǔ)充，最終造福于人類(lèi)的生活和進(jìn)步。藝術(shù) . 科學(xué)數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹擬幻想人物3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹

14、擬幻想人物3d技術(shù)摹擬幻想人物技術(shù)摹擬幻想人物數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品數(shù)字藝術(shù)3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)摹擬物品技術(shù)摹擬物品3d技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)3d技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)技術(shù)渲染場(chǎng)景設(shè)計(jì)數(shù)字藝術(shù)二維動(dòng)畫(huà)技術(shù)二維動(dòng)畫(huà)技術(shù)數(shù)字藝術(shù)互聯(lián)網(wǎng)也互聯(lián)網(wǎng)也為藝術(shù)活動(dòng)為藝術(shù)活動(dòng)開(kāi)辟了一片開(kāi)辟了一片新天地新天地-只只要有電腦和要有電腦和調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器，每個(gè)人都可每個(gè)人都可以接觸到交以接觸到交互式的藝術(shù)互式的藝術(shù)創(chuàng)作。創(chuàng)作。詩(shī)人科學(xué)家極為浪漫的事，思想要自由極為浪漫的事，思想要自由馳騁，天馬行空馳騁，天馬行空研究則講究

15、嚴(yán)研究則講究嚴(yán) 謹(jǐn)、扎實(shí)和謹(jǐn)、扎實(shí)和一絲不茍。一絲不茍。 朱光潛先生曾說(shuō)過(guò)：朱光潛先生曾說(shuō)過(guò)：“詩(shī)比別類(lèi)文學(xué)較嚴(yán)謹(jǐn)、較詩(shī)比別類(lèi)文學(xué)較嚴(yán)謹(jǐn)、較純粹、較精微純粹、較精微”， 科學(xué)理論能科學(xué)理論能“從盡可能少的假設(shè)和公理出發(fā)，用從盡可能少的假設(shè)和公理出發(fā)，用最簡(jiǎn)潔的形式，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)最簡(jiǎn)潔的形式，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)”， 所以說(shuō)：所以說(shuō)：“數(shù)就是美數(shù)就是美”。數(shù)學(xué)的方程、公式，自。數(shù)學(xué)的方程、公式，自然科學(xué)的定律、理論，實(shí)際上就是用數(shù)字和公式等然科學(xué)的定律、理論，實(shí)際上就是用數(shù)字和公式等寫(xiě)成的詩(shī)，是真正的科學(xué)詩(shī)。寫(xiě)成的詩(shī)，是真正的科學(xué)詩(shī)。藝術(shù)和科學(xué)的融合藝術(shù)和科學(xué)的融合也體現(xiàn)在科學(xué)家的藝也體現(xiàn)在科學(xué)家的藝術(shù)生活中術(shù)生活中愛(ài)因斯坦無(wú)論到哪愛(ài)因斯坦無(wú)論到哪里旅行，都帶上他心里旅行，都帶上他心愛(ài)的小提琴，他演奏愛(ài)的小提琴，他演奏莫扎特或貝多芬的曲莫扎特或貝多芬的曲子時(shí)如癡如醉。他認(rèn)子時(shí)