論科學美及其美感

導語：論科學美及其美感一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

將美的難以數計的表現形態類分為自然美、社會美和藝術美,似乎已成定論。這種分類忽視了異態紛呈的科學美。在美學教科書中,科學美要么被置于視野之外不予理睬,要么被囊括在社會美中一筆帶過。實際上科學美跟自然美、社會美和藝術美一樣,是一種相對獨立的審美形態。忽視科學美及對科學美的研究,不能不說是整個美學研究的一大缺憾。

一科學美是否存在,可能會有人產生疑問。正象在是否存在藝術美的問題上藝術家最有發言權一樣,在是否存在科學美的問題上科學家也最有發言權。很多著名科學家都在各自的科學實踐活動中感受、體驗和發現科學美的存在。古希臘歐幾里德的《幾何原本》被譽為“科學史上的藝術品”,少年時代的愛因斯坦和羅素都曾將它作為神奇的藝術品來閱讀欣賞[1]。愛因斯坦曾稱贊玻爾所提出的原子中的電子殼層模型及其定律是“思想領域中最高的音樂神韻”[2],曾驚嘆邁克爾遜———莫雷實驗“所使用方法的精湛”和“實驗本身的優美”[3]。而愛因斯坦的相對論則被不少科學家譽為物理學中最美的一個理論,玻恩說它“象一個被人遠遠觀賞的藝術作品”[4]。玻爾茲曼曾經把麥克斯韋關于氣體動力學的論文當作神奇壯美的交響樂來欣賞[5]。對近現代科學創造史稍作考察便可以發現科學美的存在。盡管科學家們對科學美的闡述大多是零散的、即興的、缺乏系統的,但他們對科學美的肯定則是不容懷疑的。

如果說科學家體驗到的主要是科學創造本身的美和科學理論蘊涵的美,那么不專門從事科學活動的人,在日常生活中更多地是感受到物化形態的科學設施和科學產品的美,譬如化學實驗室賞心悅目的各種器具,現代天文臺令人神怡的觀測儀器,火箭發射場氣勢宏大的動力裝置等等。我們在觀賞這些試驗器具、觀測儀器、發射裝置時,會產生類似欣賞音樂、繪畫和其它藝術品時所體驗到的那種愉悅感和美感。只要不采取虛無主義態度,一個對科學(包括理論形態和物化形態)稍有涉獵和接觸的正常人,大概都不會否認科學美的存在和對科學美有過的美感體驗。

盡管科學美的存在不容置疑,但美學家們和美學教科書的編著者們卻對科學美視而不見、避而不談。極少數美學論著即使談到科學美,也是象蜻蜓點水一帶而過。一方面,現代生活已使科學美逐漸分化出來,成為跟自然美、社會美和藝術美平分秋色的相對獨立的第四審美形態;另一方面,科學美明顯地被美學家們忽視和冷落了,尤其一些現代西方美學家和藝術家,他們在揭露和抨擊現代物質文明所帶來的社會弊病時,也將科學進步連同科學美作為犧牲品搭了進去。造成上述這種審美事實和審美理論“背反”與沖突局面的原因是極為復雜的,但歸納起來主要有以下兩方面。

首先,傳統美學理論局限了人們審美認識的視野和美學的思維空間。從古希臘美學到德國古典美學,有一個很重要的傳統,那就是對藝術研究的極端重視,把美學研究的主要對象界定為藝術。在亞理斯多德那里,“詩學”便是美學的代名詞。亞理斯多德以后的不少美學家認為美學就是藝術哲學,它的研究對象就是藝術。黑格爾就公開聲稱真正的美只存在于藝術中,因此,“我們對這門科學的正當名稱卻是‘藝術哲學’,或則更確切一點,‘美的藝術的哲學’。”[6]就連提出了:“美是生活”這一著名論斷的車爾尼雪夫斯基,在美學對象問題上也未能掙脫西方傳統美學的窠臼,他說:“美學到底是什么呢?可不就是一般藝術,特別是詩的原則的體系嗎?”[7]就整個西方古典美學來看,重視藝術美的研究是它的優良傳統,然而這一傳統的確立卻是以犧牲對現實美的研究為代價的。19世紀以前,就總體而言,由于科學技術活動尚未完全從社會生產活動中分離出來,科學美作為一個相對獨立的審美形態也尚未完全從社會美中分化出來。西方古典美學對現實美尤其是對社會美的忽視,本身就意味對科學美的忽視。傳統審美理論嚴重地阻礙了美學思維空間向科學領域拓展,因此美學家們死死抱住這種觀點不放:藝術創造審美價值,而科學則創造使用價值,科學與美無緣。

其次,經院式的研究方法也嚴重阻礙了人們對豐富多采、異態紛呈的科學美現象進行研究歸納。美學研究者們只重視已有定評的美學經典論著,而忽視近現代科學家們“猜想錄”式的談美片論,更無意對人們的科學審美活動進行深入探討,因此,也就很難從紛繁復雜的審美現象中抽象出“科學美”這一范疇來。從西方古典美學家那里,是很難找到科學美是相對獨立的美的形態這一現成結論的。例如,哈奇生將美分為“絕對的”和“相對的”兩種;狄德羅認為不存在絕對的美,只有這樣兩種美:“實在的美”和“相對的美”;康德則認為美不存在于事物的實在,而只有“自由美”與“依存美”之分[8]。黑格爾在認為“美是理念的感性顯現”的前提下承認自然美與藝術美的存在;車爾尼雪夫斯基在批判黑格爾唯心主義的基礎上肯定了(社會美)生活美的客觀存在[9]。把科學美作為相對獨立的美的形態,在美學經典中是找不著“出處”的。然而,對科學美及科學美感的論述卻常散見于現代科學家、科學史家和哲學家們的論著。相對論的創立者愛因斯坦、英國科學史家W.C.丹皮爾、英國科學哲學家卡爾·波普爾都有過這方面的論述。但對美學的經院式的研究方法阻礙人們將思維觸覺伸向跟科學有關的理論領域。

二科學美作為相對獨立的審美形態,如果從形態學角度作靜態考察,可分為科學理論美(包括科學公式美)和科學產品美;如果從創造學角度作動態考察,又可分為科學理論創造之美和科學實驗之美。科學美不僅體現于科學研究成果,而且顯現在科學創造過程。

關于科學美的本質特征,筆者曾在有關文章中簡述過[10]。這里稍加展開論述。

科學美是來源于自然美并能為我們理智所領會的一種和諧。科學美的實質在于反映自然界的和諧。

科學的對象首先是自然世界。科學的目的在于揭示自然的奧秘,見出自然的真貌,反映自然的規律。自然界在外觀上紛繁復雜,似乎雜亂無章,但在實質上和諧統一,具有規律可尋。形式的多樣性與本質的統一性,外在的復雜性和內在的單純性,構成了自然界的基本特點。換言之,自然是統一的、單純的,即和諧的。宇觀世界如此,微觀世界亦然。科學研究就是要力圖把握自然的統一與和諧。一種科學理論成果,如果揭示了自然界的規律,反映了自然界的和諧,它就不僅是“真”的,而且是“美”的。科學的最高境界便是這種真與美的統一。科學史上,歐幾里德的幾何學,愛因斯坦的相對論,普朗克的量子論等等被人們稱為“科學的藝術品”,看來決不是沒有道理的。

科學美是理智所領會的一種和諧。這一點很重要,它揭示了科學美的獨特性。科學美決不是“自在之物”,它是科學家的理智對大自然的感知、領悟和發現。科學美所顯現的固然是大自然的和諧之美,但它不是外在的、表層的、純感官即可享有的美,而是內在的、深奧的、憑理智方可領會的美。對這一問題,著名法國科學家彭家勒作過精辟而深刻的論述。在彭家勒看來,科學家并非因為自然界有用才進行研究,而是因為自然界美才進行研究。他說:“如果自然不美沒有了解的價值,人生也就失去了存在的價值。當然,我這里并不是說那種觸動感官的美,那種屬性美與外表美。雖然,我決非輕視這種美,但這種美和科學毫無聯系。我所指的是一種內在(深奧的)的美,它來自各部分的和諧秩序,并能為純粹的理智所領會。可以說,正是這種內在美給了滿足我們感官的五彩繽紛美景的軀體、骨架,沒有這一支持,這種易逝如夢的美景是不完善的,因為它們是動搖不定的,甚至是難以捉摸的。相反,理智美是自我完善的。”[11]彭家勒認為科學美源于自然美,美的科學大廈建筑于美的自然界基礎上,但這種美不是直接打動感官的自然景色(外在之美),而是打動理智的自然和諧(內在之美)。

科學美的實質在于反映自然界的和諧。這一點也很重要,它揭示了科學美的客觀性。由于科學活動是以理性為主導的創造性活動,是主體能動性、自由性的集中表現,因此科學與科學美的客觀性也就往往被人們所忽視。一些唯心主義者總是把科學與科學美看作脫離自然與自然界的“人類理性的自然創造”,而那些具有唯物主義傾向的科學家總是強調自然對科學的優先地位。非歐幾何學的創建者羅巴切夫斯基說:“人們不依賴世界的事物而試圖從理性本身去引出數學的一切原理,對數學是沒有用處的,而往往也不會被數學所證實。”[12]在羅巴切夫斯基看來,數學的概念、符號、公式并不象某些唯心主義者所斷言的那樣,是“人類理性的自由創造”,而是對客觀現實的一種特殊的反映形式。科學(科學實驗、理論、公式)之所以美,首先在于它能夠把握客觀實在,反映自然界的內在和諧。愛因斯坦曾指出:要是不相信我們的理論構造能夠掌握實在,要是不相信我們世界的內在和諧,那就不可能有科學。如果忽視或否認了自然對科學的客觀優先地位,那么就必然會忽視或否認科學與科學美的客觀性,最終陷入唯心論泥潭難以自拔。我們認為,是自然的和諧與統一決定了科學理論的和諧與統一,是大自然的和諧之美決定了科學理論的和諧之美。

三科學美與藝術美一樣建筑于自然美的基礎之上,是美的一種高級形式,是人類按照美的規律創造的成果。承認自然對科學的客觀優先地位,并把科學美理解為對自然和諧的一種反映,這并非意味著否認科學美的審美本性。匈牙利著名哲學家和美學家盧卡奇,把人對客觀實在反映形式劃分為三種:日常反映、藝術反映和科學反映。他認為日常反映是一種較低級的、被動型的反映,而藝術反映和科學反映則是高級的、創造性的反映。這種看法是正確的。馬克思說“人也是按照美的規律來塑造物體”。科學活動是一種精神性的創造活動。科學創造和藝術創造一樣,都要遵循和服從美的規律,那種認為科學貴真賤美、重真輕美,甚至認為科學與美無緣的觀點是站不住腳的。數千年來,人類創造性的科學活動不斷地揭示出物質世界內在奧秘及其發展規律,為人類從必然王國走向自由王國開辟了愈來愈廣闊的前途。因此科學創造本身就是一種美的創造。

科學美是美的一種高級形式,是人按照美的規律創造的結晶。它是在人類審美心理、審美意識達到較高的發展階段,理論思維與審美意識交融、滲透的情況下產生的。科學美客觀地存在于人類創造的科學發現和發明之中,它是人類在探索、發現自然規律的過程中所創造的成果或形式。

科學是發現,但又不僅僅是發現,它還是創造,是重構。科學要求真,但又不只求真,它還求美,求藝術性。僅就揭示自然奧秘、發現自然規律而言,它無疑是真的;而就其理論創造、思維方式而言,它無疑又是美的。一切偉大的科學杰作,不僅讓人見出自然之真,而且使人覺出自然之美。

“美是真理的光輝”。而“探索者最初是借助于這種光輝,借助于它的照耀來認識真理的。”[13]科學的最高境界是真與美的統一。在科學史上,相當一部分科學家同時求真求美,甚至由美求真。物理學家韋爾曾經對人說:“我的工作總是力圖把真和美統一起來,但當我必須在兩者中挑選一個時,我總是選擇美。”[14]數學家霍姆斯直接把數學比作藝術:“數學是創造性的藝術,因為數學家創造了新概念;數學是創造性的藝術,因為數學家象藝術家一樣地生活,一樣地工作,一樣地思索;數學是創造性的藝術,因為數學家這樣對待它。”[15]前蘇聯哲學家柯普寧這樣評價數學家們的工作:“數學家導出方程式或公式,就如同看到雕塑、美麗的風景、聽到優美的曲調等等一樣而感到充分的快樂。”[15]可見,很多科學家是自覺依據審美價值尺度,按照美的規律從事科學研究和科學創造的。

科學即選擇。“這種選擇不可避免地由科學上的美感所支配。”我們知道,科學始于觀察,基于實驗,成于理論建樹。僅就觀察而言,科學家首先必須對觀察什么做出選擇,因為世界是無限的,各種事實無計其數且變化無窮,一個人絕不能毫無選擇地觀察這一切。那么科學家進行選擇性觀察的機緣又是什么呢?選擇的對象必須是非常誘入、令人感興趣的,而“指導選擇的原則必定是非常好,令人很愉快”。(彭家勒語)不少科學家都談到,科學創造過程中最初的、粗略的選擇,往往是通過審美直覺來完成的。

科學追求“簡化”。從科學的角度來看,一團亂麻似的客觀事實或現象是不美的,科學不也滿足于對世界混沌表象的描述,對各種經驗現象的羅列。事實分解或約化得越簡單、越清晰,人們越能從總體上、規律上把握自然,而那些能使人“從無序中見出有序”的科學理論毫無疑問被認為是美的(普里戈金語)。自然事物與現象總是紛繁復雜的,而其背后的規律與本質總是相對簡單的。因此,在某種意義上,科學致力于追求“簡單性”。“簡單性”是科學家譜寫科學理論“詩篇”的一條紅線,它在科學家的心目中總是美的。當然,科學家們不僅僅追求“簡化”,彭家勒畢生追求“簡單與宏遠”,愛因斯坦更加看重宇宙的“統一與和諧”,而揚振寧、李政道和吳健雄則致力于辯證地描繪“宇稱守恒”的世界圖景。

科學就是“美的組合”。科學家總是試圖向人們提供對于世界及其各部分規律的正確認識,并把一幅幅賞心悅目的、和諧的世界圖景貢獻給人類。科學家在構思、描述世界圖景時,不僅依賴于邏輯思維,而且借助于形象思維。貝弗里奇指出:“有相當部分的科學思想并無足夠的可靠知識作為有效推理的根據,而且勢必只能憑借鑒賞力的作用來作出判斷。”[17]有的科學家把科學構思看作類似于藝術概括的典型組合,并認為“最有用的組合,也是最美的組合”。

科學是人的自由的體現,是人的本質的確證。馬克思曾指出,自由自覺的創造性勞動體現了人的類本質。科學活動是人類實踐活動的一種高級形式,人類的理性與智慧,直覺與想象,邏輯思維能力與審美意識水平都在科學活動中得到充分表現。而科學活動的物化成果,即科學的理論、公式、發明等,成為人的自由創造的積淀,或者說人的本質特點的確證。由于偉大科學成果體現了人類的自由本性,因此成為“科學的藝術品”,成為一種“藝術杰作”。

四

由于科學美建立于自然美之上,并體現了人的自由本質,所以它是自然性與社會性的統一。這里所謂社會性,是指人類的自由本性。科學作品是自然和諧圖景的呈現,亦是人類自由境界的表現,它因此和藝術作品一樣讓人產生一種尋味無盡的審美感受。

美感是人對美的一種主觀經驗。美感過程是人對美的事物的一種感受、體悟、認識過程。無論藝術美感,還是科學美感,都是審美主體與審美對象相互作用而產生的主觀感受。不過,科學美感有著不同于藝術美感的鮮明特點。這種特點主要有三:其一,在科學美感過程中,抽象思維處優勢地位。而在藝術術美感過程中,則是形象思維占主導地位。抽象思維和形象思維并不截然分開,往往彼此滲透,相互補充。只不過,在科學觀照中抽象思維處于優勢,而在藝術觀照中形象思維占主導。其二,科學與藝術都需要靈感,前者有靈感是科學直覺,而后者的靈感是藝術直覺。科學直覺與藝術直覺有聯系也有區別。二者都根源于人的天性,但科學直覺更多地受到理智的浸染,而藝術直覺更多地受到情感的陶冶。其三、科學美感是理智獲得自由的愉悅的體驗,而藝術美感則是情感獲得解放的愉悅體驗。審美是心靈的一種解放,美感是一種自由的主觀體驗。科學美感所體驗到的是理性的自由、智慧的幸福。席勒曾講“思維啊,幸福!”可以被看作是對科學美感的最簡潔的界說。

藝術家和美學家對藝術美感問題的論述可謂汗牛充棟,而對科學美感問題則很少涉獵。而科學家在建構自己的科學理論大廈或認同別人的科學研究成果時,對科學美感作過許多描述、闡發和界說。將它們加以整理和概括,可從中引申出如下觀點:

(1)科學美感是理智觀照自然,思維切近自然,而對自然界產生的一種親近感或親切感。

(2)科學美感是人們深入宇宙堂奧,發現自然之秘,而對大自然產生的一種驚訝感和神奇感。

(3)科學美感是人們憑借自己的精神力量,運用科學的方式方法,探索、認識和征服自然,悠然產生的一種人類崇高感和自我超越感。

(4)科學美感是我們從科學作品和諧統一的自然圖景,而產生的那種無比愉悅和無限自由的心理體驗。

(5)科學美感蘊籍著審美直覺和審美靈感,這種直覺和靈感往往成為科學對經驗事實進行選擇、觀察、分析、判斷和綜合整理的一種價值尺度。

面對“科學的藝術品”,有的人會產生一種強烈的美感,而有的人卻不能。這就涉及科學鑒賞力問題。科學鑒賞力是欣賞科學作品尤其純科學理論所必需的審美力。它實際上是對于科學美的感受、理解、評判的一種本領。許多著名科學家都認為,就象存在著文學鑒賞力和藝術鑒賞力一樣,也存在著一種科學鑒賞力。一個人如果缺乏科學鑒賞力,那就不可能領略到科學美的魅力。一個人的科學鑒賞力絕不是先天就有的,而是在長期的科學實踐與科學鑒賞活動中逐漸形成和培養起來的。因此,長期從事科學研究的科學家比一般人具有更高的科學鑒賞力。法國數學家和天文學家拉普拉斯可從牛頓力學中“感受到數學完美性”;英國數學家和哲學家羅素可從歐幾里德《幾何原本》中“讀出音樂般的美妙”;德國生物學家海克爾可從達爾文《物種起源》中“見出生物世界無與倫比的統一之美”;英國物理學家狄拉克從“數學形式的美”中發現了“物理世界的真”;而劃時代的物理大師、相對論的創立者愛因斯坦從實驗大師邁克爾遜那里感到了“實驗本身的優美”。法國物理學愛德布羅認為廣義相對論對萬有引力現象的“這種解釋的雅致和美麗是無可爭辯的”[18];德國物理學家海森堡覺得愛因斯坦“有點象藝術領域中的達·芬奇或者貝多芬”[19];愛因斯坦相對論的?吆禿獻髡?美國物理學家費爾德,深感“愛因斯坦的理論在優美、深邃和邏輯的合理性方面遠遠地超過了其他人”[20]。科學家們所以能夠從科學作品中獲得比平常人更多、更深入、更強烈的美感體驗,是因為他們比平常人具有更高的科學鑒賞力和審美力。

科學鑒賞力是理性與非理性的統一,是理智與直覺的水乳交融,是理解與體驗的相互滲透。它包含對科學作品的內容的邏輯判斷力和對其形式的直覺判斷力。這種邏輯的與直覺的判斷力,構成了科學鑒賞力的“內核”。科學判斷力之于科學家,如同藝術判斷力之于藝術家。玻爾茲曼在談到麥克斯韋氣體動力學方程的美學價值說:“既然一個音樂家能從頭幾個音節辨認出他的莫扎特、貝多芬和舒伯特,那么一個數學家也可以從頭幾頁文章中辨識他的柯西、高斯、雅可比、赫爾姆霍茲或哥切霍夫。法國作者以他們極端的優雅的風度來表現自己,而英國人特別是麥克斯韋,是以他的引人注目的判斷力來表現自己。”[21]

人類的審美力是在實踐活動中形成、發展和完善起來的。由于各人的實踐活動不一樣,人們會有不同水平的藝術美的鑒賞力,也有不同水平的科學美的鑒賞力。前者取決于人們的藝術素養,而后者取決于人們的科學素養。馬克思曾指出:“從主體方面看來:只有音樂才能激起人的音樂感;對于不辯音律的耳朵說來,最美的音樂也毫無意義,音樂對它說來不是對象,因為我的對象只能是我的本質力量之一的確證……”[22]。有的人并不能感受到藝術美,是因為缺乏“感受音樂的耳朵、感受形式美的眼睛”;有的人感受不到科學美,是由于缺少“科學的判斷力和鑒賞力”。由此也可見出,科學美為什么首先被科學家和科學愛好者們所感受,所承認。