鄭方方

（河南師范大學政治與公共管理學院，河南 新鄉(xiāng)453007）

科學研究過程中潛藏著審美和想象的藝術(shù)因素，科學家如具備一定的藝術(shù)素養(yǎng)，并能充分調(diào)動審美和想象的思維方式，將會有更多、更具創(chuàng)造性的科研成果出現(xiàn)。

一、審美與想象在科學研究中的作用

（一）什么是審美與想象

從黑格爾對美的本質(zhì)的定義“美是理念的感性顯現(xiàn)”［1］中可以看出，理念是美的內(nèi)核、美的本質(zhì)，理念的感性化、具體化是美的外觀、美的形式。那么，審美便是用感性形式來表達理念，追求真理的思維活動。心理學研究認為，想象是人的頭腦改造記憶中舊的表象，創(chuàng)造新的形象的思維活動。審美與想象往往結(jié)合在一起，成為一種極具自由品格的創(chuàng)造性思維形式。在人情感的推動下，審美借助想象變得絢麗神奇，想象則充分展現(xiàn)了審美的自由創(chuàng)造性。

（二）審美與想象是科學創(chuàng)新的動力與源泉

關(guān)于科學與想象最著名的論斷是愛因斯坦所說的：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。”［2］諾貝爾獎獲得者范特霍夫經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，科學家中最杰出的人幾乎都具有發(fā)達的科學審美想象力。人類幾乎所有重大的基礎(chǔ)科學理論都離不開審美與想象。哥白尼不可能親睹太陽系的結(jié)構(gòu)，卻在想象的基礎(chǔ)上經(jīng)觀測推理提出了日心說；牛頓受到蘋果落地的引力效應的啟發(fā)，再到提出萬有引力定律，無疑與他獨特的想象有關(guān)；盧瑟福把原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)想象成微觀的太陽系，他的原子核式結(jié)構(gòu)模型的實驗被評為“物理最美的實驗”之一；愛因斯坦簡潔的質(zhì)能關(guān)系式也體現(xiàn)著科學理論對美的簡性原則的遵循……所以，科學中的審美與想象不僅是科學靈感的心理來源，還能在科學創(chuàng)造過程中發(fā)掘出自然界美的規(guī)律。

二、審美與想象在科學中的受控性

在科學創(chuàng)造過程中，審美與想象雖然是獨具魅力的能動因素，但不是完全隨意、不受約束的。相反，它受到科學自身學科性質(zhì)的嚴格控制。了解其受控性對在科學研究中正確運用審美與想象有重要的引導作用。其受控性表現(xiàn)在兩個方面。

（一）科學的想象從屬于理性的規(guī)范

想象和假設(shè)雖被允許在科學中出現(xiàn)，但必須基于事實并得到事實的檢驗和論證。任何想象的假說最終不為事實所證實都會被嚴密的原理所推翻，任何不精確的想象都要被更精確的想象代替或補充。在牛頓想象中早已存在萬有引力原理，但只有在10年后，有了精確的地球半徑和萬有引力常數(shù)，這個基于科學想象的原理才以數(shù)學公式的形態(tài)予以表述?！犊茖W的規(guī)范》的作者皮爾遜對此曾做過探究：“科學的想象必須是訓練有素的想象。成百上千的人都憑他們的想象解決宇宙問題，但是對我們真正理解自然現(xiàn)象有貢獻的人，卻是那些對他們想象的產(chǎn)品慷慨地運用批判的人?！保?］正是有了這樣的理性規(guī)范，想象這一非理性因素才能在科學中得到人們的認可并發(fā)揮積極作用。

（二）科學的審美符合簡性的訴求

借用楊振寧對物理學家狄拉克的評價：“通過對數(shù)學美的欣賞，進而天才地寫出了方程。因為數(shù)學美的最高境界是結(jié)構(gòu)美和簡潔的邏輯美?！保?］我們也可以把這推及科學：科學的簡性是一種審美性質(zhì)，在科學研究過程中起著微妙的橋梁和導向作用。一個理論雖然具有真理性，但在表達方式上如果復雜、煩瑣，就會失去美感，甚至讓人生厭生畏。自哥白尼、伽利略和牛頓以來，簡單性標準一直引領(lǐng)著科學理論的發(fā)展。不論是牛頓的力學運動三大定律和萬有引力定律還是愛因斯坦的光速不變原理和相對性原理，都體現(xiàn)出科學理論的簡潔美。科學史實表明，人們掌握的知識越豐富，對現(xiàn)象的本質(zhì)認識得越深入，理論的表述就越簡單。例如，人類在2400多年的時間里積累了豐富的電和磁的感性知識與理論，到了19世紀中葉，麥克斯韋僅用一組方程就把這些規(guī)律概括出來了，完善又不乏簡單的美感。

綜上所述，科學的審美想象是一種復雜的心理活動，它是以客觀世界的感性形象為基礎(chǔ)，以理性認識為指導，以審美情感為動力而進行的；它是科學研究中對感性進行理性抽象的重要途徑和手段，從客觀事實的感性構(gòu)架出發(fā)，以客觀事實的本質(zhì)規(guī)律性概念為歸宿［5］。

三、通過藝術(shù)培養(yǎng)科學的審美與想象力

審美與想象力的培養(yǎng)對現(xiàn)代科學研究有重要意義，對作為培育未來科學家的重要渠道——基礎(chǔ)教育亦非常重要。但我國的基礎(chǔ)教育常常將學校簡單地看成一種工具，“教育教育性明顯，培育性不足，嚴格的應試教育容易抹去想象力的棱角，對之可以進行有想象力的改造”［6］。那么，如何進行改造呢？審美與想象力的培養(yǎng)可以通過多種方式進行，本文將著重說明通過藝術(shù)培養(yǎng)科學的審美與想象力。這一途徑的可行性在于：藝術(shù)與科學有共同的基因，藝術(shù)對培養(yǎng)科學的審美與想象有很大的助益效應。

（一）科學與藝術(shù)的共同基因：對想象的依賴，對審美的追求

科學與藝術(shù)原本是一家。早在古希臘時代，亞里士多德就集科學研究與藝術(shù)研究為一身。文藝復興時期乃至以后的幾百年里，科學的許多分支與藝術(shù)都在極其緊密的聯(lián)系中發(fā)展著，并常常結(jié)合在個人活動中。幾何透視法的發(fā)明使平面繪畫能表達三維空間，繪畫的寫實技法給許多學科的圖示提供了幫助。結(jié)構(gòu)精密嚴謹?shù)慕ㄖ灿袑徝老胂蟮乃囆g(shù)特征，自然界最普遍的對稱性法則，不僅常見于藝術(shù)作品中且存在于宇宙的偉大發(fā)現(xiàn)中。這就像李政道說的“科學和藝術(shù)是不可分割的，就像一枚硬幣的兩面”［7］?？茖W與藝術(shù)是相通相補充的，兩者均以豐富的想象力為心理背景，共同追求和諧統(tǒng)一之美。

（二）用藝術(shù)的助益效應培養(yǎng)科學的審美與想象力

1.通過藝術(shù)欣賞拓寬科學的思維方式。藝術(shù)作品給欣賞者留下了廣闊的想象空間，它們用浪漫主義的精神和方法，為善于進行嚴密邏輯思維的科學家提供了開發(fā)科學靈感的便利條件。經(jīng)常欣賞藝術(shù)作品能拓寬科學家的思路。錢學森感謝他的夫人女高音歌唱家蔣英時說：“她給我介紹了這些音樂藝術(shù)，特別是深刻的德國古典音樂藝術(shù)，這些藝術(shù)里所包含的詩情畫意和對于人生的深刻理解，豐富了我對世界的認識，使我學會了藝術(shù)的廣闊思維方法。”［8］

2.通過閱讀藝術(shù)作品激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。作為藝術(shù)作品的一種形式，文學作品內(nèi)容的超前性無疑會啟發(fā)科學家的想象力和創(chuàng)造力。愛因斯坦曾坦率地承認，小說《卡拉馬佐夫兄弟》為他的科學事業(yè)提供了巨大的幫助；科學家根茲堡曾表示歌德的詩給了他無數(shù)的靈感；法國著名科幻小說家凡爾納在一個多世紀以前，就向人們描述了實際上當時并不存在的潛水艇、飛機、火箭、有聲電影和電視等。這些文學創(chuàng)作或許給了后來的科學家不少啟發(fā)和靈感。

3.通過參與藝術(shù)活動調(diào)節(jié)心理狀態(tài)。科學家在進行創(chuàng)造性思維活動時，充滿了失敗和艱辛。只有進行良好的心理調(diào)節(jié)，才能獲得科學研究所需的寧靜心境，參與到藝術(shù)活動中則可以承擔這一任務。愛因斯坦的科研成果無疑與他從小提琴音樂中獲得的靈感與慰藉相關(guān)，參與到藝術(shù)活動中來對其奧妙的洞察與深思和科學思想的閃光起到了不可替代的催化作用。

因此，科學家應適當提高自身的藝術(shù)素養(yǎng)，學校教育應將藝術(shù)教育與基礎(chǔ)教育更好地結(jié)合在一起，重視學生個性特點的發(fā)展以及創(chuàng)造性的審美想象能力的培養(yǎng)。誠然，音樂、美術(shù)和文學不會直接教學生和科學家如何去解微分方程，但能豐富他們的審美想象力，開拓他們的文化背景，從而更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，促進科學家的科學研究，推動我國人才素質(zhì)培養(yǎng)和科學發(fā)展進程。

［1］黑格爾.美學［M］.北京：商務印書館，1982：142.

［2］愛因斯坦文集：第1卷［M］.許良英，范岱年，譯.北京：商務印書館，1976：284.

［3］皮爾遜.科學的規(guī)范［M］.北京：華夏出版社，1998：32.

［4］楊振寧.楊振寧文錄［M］.?？冢汉Ｄ铣霭嫔?，2002：303－304.

［5］陳大柔.科學審美想象及其創(chuàng)新功用［J］.科學學與科學技術(shù)管理，2006（4）：98－102.

［6］王鴻生.科學研究中的想象力、洞察力和理解力［J］.科學技術(shù)哲學研究，2012（1）：86－90.

［7］林鳳生.李政道隨筆畫選：架起科學與藝術(shù)的橋梁［N］.科學時報，2009－11－05（B2）.

［8］錢學森.感謝、懷念和心愿［N］.光明日報，1991－10－20（1）.