“科学美学”新浪潮述论，本文主要内容关键词为：美学论文,新浪潮论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
【中图法分类号】 B83
中西美学的一个重大差别
中国美学讲天文、地文、人文。“文，错画也。象交文”。徐灏《说文注笺》云：“文象分理交错之形”。朱芳圃《殷周文字释丛》认为：“文训错画，引申之义也。”所以，刘勰说天文地形“盖道之文也”，“傍及万品”，“无识之物，郁然有采，有心之器，其无文欤！”（《文心雕龙·原道》）文，即是有彩之象、错画之形，也便是美。
西方美学，其发源地古希腊的哲人和诗人一开始便把“数的和谐”、“合比例均衡”看作美的本质。其中像毕达哥拉斯、德谟克利特、亚里士多德等，还是数学家和自然科学家。黄金分割律和摹仿说这两条统治西方社会几千年的美学原则，所以长盛不衰被奉为典则，也是贯串了科学理性和数学精确精神的。
中国传统美学和艺术又是讲传神写意，讲意象和意境的。所以可以“不计形似”，以为“论画以形似，见与儿童邻”。象形文的汉字演化出完全脱离象形拟声的线条飘动、神韵飞逸的书法艺术，成为世上无双的“无声之音、无形之相”的传神写意艺术的代表，岂非正是“拙规矩于方圆，鄙精妍于彩绘”，寄性情哀乐于线条自由组合之中才成功的？
西方文艺同样不论绘画雕刻，音乐诗歌，或是戏剧小说，讲究的是符合数的和谐和黄金分割律的精雕细刻与逼真写实，表现出与中国艺术尚空灵虚缈意在形外相对的团块作风，个中消息不难明白。
足见，中国美学是士大夫文人的美学，西方美学是学者兼逻辑学家、科学家的美学。故而直到近现代，中国的美学即使吸收西方美学开始有了“现代”形式，其理论依然是跛脚的，即少有真正意义上的科学美学。这一点直到80年代美学热中，有些学者开始承认并研究科学美问题，但终因论者人数稀少，探讨限于现象罗列，所以根本上没有提出一门分支学科的“科学美学”来加以探究和建设。
这个由先天决定的不足，近几年却由于国内出版界引进并推出“第一推动力丛书”、“科学大师佳作系列”、“科学与人译丛”等，有一流科学家撰写的科普著作谈到了现代科学对美的探索与追求；美籍华裔科学家杨振宁博士1997年应邀到北大发表《美与物理学》的讲演，使我们从中看到西方源远流长的“科学美学”思想传统，也看到20世纪杰出科学家们对美的追求在研究中获得成功的大量生动例子以及他们的科学美学思想；不少报刊迅速予以报道并发表绍介文字，个别学者还出版了用科学解释艺术特别是“分形艺术”的著作，从而掀起了一股不小的“科学美学”新浪潮〔1〕，向国内的美学研究发起了阵阵冲击波， 迫使我们观照反思，重新检视我们以往的种种美学研究及理论。
科学美学体系之新发展
综观这些已出版的科学大师们的著作（各种丛书中还有许多著作尚未译出）或报告，他们提出和讨论到的科学美学问题很多，特别是他们从西方的科学美学传统出发所作的讨论，已不仅是我们过去常有争论的什么科学中是否有美和何谓科学之美一些浅层表面问题，而是深层次的科学动力之美和科学终极之美这些既涉及到直觉、灵感，又关乎到许多科学公式原理的方程解等复杂专业问题。这对于大多数不谙自然科学的美学工作者来说，显然是一次极大的挑战。而如若我们不能对其中的美学思想有起码的了解和释义，或仍停留在以往那种科学美便是简单加和谐的浅层次理解水平上，那么不但将仍是跛脚的，而且各家各派总和加起来的中国当代美学有多大真理性和概括性，也是值得怀疑、反思和重加评价的。
笔者撰此述评，目的之一也在这里。就是希望广大美学研究者多多注意这些科学大师们的美学思想，一面检视以往的研究和理论，一面加以消化吸收以充实和丰富我们的理论研究。这是从高层次上提高中国美学水平的重要有益之举。观点可以有不同，视而不见，听而不闻，不加研讨而加以回避，不是科学的态度。比较而言，这种研讨的理论意义是高于也重于当前的“审美文化热”研究的。因为审美文化不但是个涵义不确定的概念，很难作出真正科学意义的对象、范围和内涵规定，而且它正像有人所说是“审美”同“文化”的拼凑，无非指一切文化中含有审美因素的东西，实在无法从广义文化这个范畴里剥离出来赋予其独立对象、性质的品格与地位。所以，与其花许多精力去筹建一门没有学科特定对象内容与含义范围规定，从而无法独立成学科的所谓“审美文化学”，倒不如将注意力转向对这些科学大师美学思想的研究，来提高和扩大我们的水平与视野更有价值。
据笔者浏览，这些科学大师提出的美学思想与理论，远较以往丰富深刻，已构成系统性。有完整的结构，故可分整体与部分来概介。
所谓整体，便是他们认为当代科学、主要是物理学，其“审美要求如何建立起了一个能用公式严格表达出的美学体系”〔2〕。 这个体系在美国加州大学兼圣·巴巴拉理论研究所教授阿·热撰写的《可怕的对称——现代物理学中美的探索》一书中，表现为题目所示，也如李政道、约翰·马昆德教授等所言，“用晓畅生动的语言叙述了现代物理学的成就和当代物理学家的故事”，将“‘可怕的’对称问题谈得简洁易懂，正如能把刚烈的老虎驯服得生气勃勃而富有人情味一样”，“一旦掌握了对称说在美学和思想方面的原则”，你就能对“宇宙构造面面观进行沉思”〔3〕。因而丛书编辑出版者称， 这是“阐释‘对称’如何奠定现代物理学上的思想和美学的基础的第一本书”〔4〕。 以此而言，全书以现代物理学之父爱因斯坦深信并认定的“美是探求理论物理学中重要结果的一个指导原则”为发端，通过无数后继者的努力和众多实践研究成果予以证明，达到接近于宇宙终极设计的“美的方程”，也便是“物理学定律中的更深沉的美”这个终极美的目标，实际上等于阐述了一部分现代物理学从追求美开始到证实美，借作者的话说，这个过程正好是“美先于真”，最后“真归于美”的发展史。
卓越科学家S ·钱德拉塞卡将自己七次物理学讲演汇集成《真与美》（Truth and Beauty，中译本为吸引读者注意，将其中第三讲“莎士比亚、牛顿和贝多芬：不同的创造模式”提作为书名），基本主题也是一样〔5〕，区别只是内容有繁简，角度有不同。 作者是以演讲形式逐题阐述物理学寓美于真的各种表现，并将牛顿同文学中的莎剧、音乐中的贝多芬交响曲作了审美创造性思维与结构模式对比研究。这一点很类似 80 年代曾流行于国内美学界的美国学者道格拉斯·霍夫施塔特的《GEB——一条永恒的金带》一书所阐述的， 数学家哥德尔的数学逻辑原理同杰出画家埃舍尔（Escher）、古典音乐大师巴赫艺术作品中存在的共同审美创造性规律与原理〔6〕。当然，钱氏阐述的内容更丰富， 更多地接近阿·热教授的书，第四讲“美与科学对美的追求”、第七讲“广义相对论的美学基础”，讲题便与《可怕的对称》主题相同。
杨振宁博士的《美与物理学》也一样。他在这篇讲演中从本世纪最高个性特色的两位物理学大师狄拉克和海森伯不同的研究思路与方法和阐述风格出发，认为物理学中三个部门即“实验”、“唯象理论”和“理论框架”，唯象论是中介，与前者合在一起是“实验物理”，与后者相合是“理论物理”。无论个人的研究还是某一理论的发展史，都必然表现出这种前后相承关系和过程，而理论物理的语言是数学，即必须通过数学演算得出某些公式或方程解，才能将成果表现出来。狄拉克和海森伯的最大贡献是以他们名字命名的两个方程。它们在“理论架构”部分中属尖端贡献，但狄拉克的灵感来自他对数学的审美直觉欣赏而写出了那个石破天惊、被称之为“神来之笔”的电子自旋（Spin）及角动量非整数的1／2方程，海森伯的灵感来自他对实验与唯象理论的认识，进而摸索到导出量子力学的那个著名pq—qp＝－ih方程。由此作者在最后一节中总结说，包括牛顿运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦狭义和广义相对论方式及他俩的方程都在内的物理学方程，全都是从实验、唯象理论表层向理论架构深层结构发展，是由表面结构美的认识向深层结构美的认识的发展，它们是“造物者的诗篇”，有同诗和建筑艺术相同的审美特性即“高度的对称性”，也便是同宇宙物理世界结构相一致的数学方程解，从而表现出“崇高美、灵魂美、宗教美、最终极的美”〔 7〕。因此比较地看，这篇演讲完全可视作物理学领域关于科学美学的简要精彩的论述，同《对称》、《真与美》等著作表现出同一主题。
如何理解、评述这种整体的科学美学体系是个较困难复杂的问题，这留待下面再说。现在要先研讨一下这股新浪潮中的某些具体的美学观点，亦即关于“部分”内容的评介了。
两大系列美学观的新挑战
（一）关于“方程之美”和“对称即美”
和近代经典科学家们依据古希腊哲人的美是数的和谐说阐述科学美与数学美均在部分之间关系与结构合比例的和谐一样，当代这些科学大师们在阐述科学美学时，不但大量引述从古希腊哲人到近代科学家们的传统和谐论作为现代科学探索与追求美的出发点和目标，而且同爱因斯坦以相对论为起点和标志的现代物理理论科学的发展结合起来，把宇宙的根本结构规律“可怕的对称”作为和谐美的最终深沉美的表现与归宿，丰富和发展了美的内涵和层次构成。这是形成阿·热教授所说的现代科学建立起一个能用公式严格表达出来的科学“美学体系”，以区别于以往科学美学思想的一个重要特点，也是其重要标志之一。
阿·热教授《对称》一书以“对美的追求”作第一章标题，又以邦迪回忆爱因斯坦关于方程美丑的直觉取舍引出“美是探求理论物理学中重要结果的一个指导原则”为引言，就是要借此引出“终极设计者只会用美的方程来设计这个宇宙”这一基本观点，作为全书论述的发端。原因正是现代科学理论物理学已进入以相对论为标志和发轫的宇宙由电磁、引力、强相作用与弱相作用四种力组成的世界的新阶段。而这个多维球世界，大至宏观引力场和各种天体的运动，小至原子、中子和质子等基本粒子的内部结构运动，都以“旋转”和“反射”形式构成具有高低不等的“对称性”的圆心弧几何图形。现代物理学家相信“在任何角度的转动下物理定律都将保持不变”、“物理定律具有旋转对称性”，所以，不论宇宙或天体或粒子，还是物理定律和方程，对称性即是其特点，对称即是美〔8〕。
前引杨振宁《美与物理学》讲演中通过物理学三大组成部分相互关系及用数学方程表述分析，也得出“高度对称性”是与诗、建筑和宇宙物理世界一致的审美特性结论。同样，钱德拉塞卡在“莎士比亚、牛顿和贝多芬：不同的创造模式”第三讲座中，在分析了莎剧、乐圣交响曲和牛顿力学的创造历程表现出异质同构的结构和模式美后，更着重强调“一切绝妙的美都显示出奇异的均衡关系”，认为广义相对论即具有这种奇异均衡关系即时空和物质不可分割地联系在一起运动，他甚至由广义相对论允许有黑洞（black hole）的解，对霍金与彭罗斯的奇异性定理所阐述的宇宙起源奇点和黑洞表现积的不断增长与热力学熵定律有同一性，导致热力学、几何学和引力间密切联系，说明它们既显示出奇异均衡关系，也表示出黑洞本身是“绕对称轴转动”的。了解了这一点，他在第七讲“广义相对论的美学基础”中讲的美学基础是何含义也便只需略加引述即能明白。那便是他在引述狄拉克关于爱因斯坦引力理论本身具有优美特性及“伟大的数学美”是物理学家们乐于接受这一点的原因论述后，指出这个美学基础便是“对美的敏感”及坚定的“自信”〔9〕。所谓美的敏感也就是审美直觉， 即邦迪说的爱因斯坦对方程解有一种直觉的美丑感反映，只肯定“美的方程”。而方程之美，便是“伟大的数学美”，就是方程解中的函数构成的奇异均衡性。爱因斯坦发现和提出的那个能量与质量相应关系方程E＝mc[2]，将能量守恒定律与质量守恒定律沟通联系起来，从而根本扭转了人们对宇宙时空永恒无限的绝对观念和看法，开始了从无而有生存发展有限宇宙时空模型的新认识。而哈勃对宇宙膨胀运动的观察实验的证明、弗里德曼等大爆炸宇宙论的提出、温伯格、萨拉姆对弱、强、电、引四种力统一场论的宇宙模型的建立，以及狄拉克电子海理论及方程、克尔的双参量解、霍金等黑洞和奇点理论及方程解的提出等，“都在观察和实验误差允许的范围内”证实了广义相对论的许多预言〔10〕。那么，其美学基础来自审美敏感直觉，便像杨振宁说狄拉克的灵感来自其对数学美的直觉欣赏，都可释然而解。钱德拉塞卡最后总结说，既然我们通过以上分析“能够获得一个物理上协调的解，这表明广义相对论具有坚实的美学基础”〔11〕，就不能不说是同阿·热教授的“美先于真”，真最后归于美物理学美学体系异曲同工，都是对以往科学美思想的系统化重大推进。
（二）关于“内在美、外在美”和“宇宙终极（基本）设计之美”
宇宙的生成结构为何表现出旋转性的对称，其原始创造是怎样的，即是否有一个终极设计存在，是现代物理学探讨的重大课题；而终极设计如果存在并决定着宇宙的这种结构特征，那么它必然是最深层次的美。阿·热教授《对称》一书可说便是围绕这一论题展开那多侧面多层次的系统论证的。其“前言”引的便是爱因斯坦名言：“我想知道上帝是如何创造这个世界的。对这个或那个现象、这个或那个元素的谱我并不感兴趣。我想知道的是他的思想，其它的都是细节问题。”所谓上帝造世，爱因斯坦有时表述为“上帝不掷骰子”、“如果我是上帝，我会不会这样来安排宇宙”？物理学界称之为“终极或基本设计”。因此，物理学家们几乎一致认为，从鹦鹉螺的旋纹与色彩美、翻卷的波浪美到弓伏在苍天的彩虹美，所有物质形态的表面外在美，都由终极设计者的原初用美的方程设计这个宇宙，也便是“物理学定律中的更深沉的美”所决定〔12〕。所谓终极设计美，即是前面说的电、引、强、弱四种力构成的奇异均衡关系结构。问题是，这个终极设计者是谁，它为何如此而非那样设计出这种结构美？这犹如牛顿的万有引力论解释不了宇宙构成运动第一推动力的由来，而将其归结为上帝之手那样，从爱因斯坦到阿·热，到杨振宁，再到霍金等许多天才科学家都认为，那是一种神秘力量或上帝的意志决定，故而他们又都将终极设计美，同时归于神灵美。在他们的观念与科学美学思想中，“崇高美、灵魂美、宗教美”同“最终极的美”（杨振宁）是同义的。不仅爱因斯坦把上帝的创世思想同终极设计美等同为一，连美国哥伦比亚大学实验物理学家利昂·利多曼在通过实验证明吴健雄博士的制冷设备中实验证实李政道、杨振宁的宇称不守恒论的正确性时，打电话给李政道也说，“自然确实是有手征（按：指上帝的左手）的”〔13〕。故而不奇怪，被誉为爱因斯坦第二的科学奇才霍金，在著名的《时间简史》中也以大爆炸论证明宇宙和时间有开端时，引述了圣·奥古斯丁《上帝之城》里据《创世纪》作出的宇宙被创生于公元前5000年及“时间是上帝所创造的宇宙的一个性质”后指出：“大爆炸模型并没有排斥造物主，只不过对他何时从事这工作加上时间限制而已！”〔14〕这便是他对什么力量首次使恒星发光和大爆炸生成宇宙“第一原因”即第一推动力难题作出的回答。
摘要介绍以上两方面的具体美学观，大体上可以反映这些科学大师们的现代科学美学思想基本内容和面貌，并可同时作为他们建立起用公式严格表达出的美学体系的含义来理解，剩下的问题就是这股新浪潮究竟有怎样的冲击和价值，对我们的美学研究和建设有何意义了。
接受挑战 靠拢学习 并轨化用
由一批科学大师们阐述的有系统性的科学美学思想，又以突发性形式加上媒体渲染介绍的方式投放到文化市场，尽管它们本质上属西方美学体系，但对中国美学界的冲击与震动是很大的。它至少表明我们的美学科学依然是一片空白，至今没有这方面的系统性专著和学科建设。这固然同国内科学家们少有这方面的兴趣与传统，不能以科学家的身份来阐述自己的科学美学思想有关，但与我们整个美学研究偏重人文艺术和自然现象而忽视科学研究中的审美动力和美学现象也密不可分。所以不论从哪方面说，这股科学美学新浪潮对国内美学研究的发展都是好事。它可以帮助我们重新思考如何建设我们的现代美学，如何扩大研究范围和改进研究方法，重新思考诸如美是什么，审美直觉的含义与价值，美究竟是后天还是先天、物质还是精神的等一系列美学基本问题，其意义是多方面的。
就以上概介的整体与部分两方面内容来说，不论是阿·热教授直接提出的建立了一个可用公式严格表达的科学美学体系，还是杨振宁博士文章中通过实例分析论证间接表现出来的这种系统性科学美学思想，尽管都限于科学领域，是整个美学的一个方面和部门的内容，不一定能概括所有美学现象，代表美学研究的整体；同样，他们以及其他科学家们提出的“方程之美”、“对称即美”以及“美先于真”、“终极设计之美”的观点，也只就科学研究及其所研究的对象而言，不一定具有普遍概括性。但不能忽视和忘记的是，他们的研究及观点都追溯到我们这个宇宙时空的终极诞生瞬间。既然天地人事动植万品都由其运动派生与决定，那么一切自然和人文现象之美都不能脱离这个根本，他们提出的美先于真、终极设计之美甚至存在神灵美，就同样具有追究根底的意义，不能以我们惯常的真先于美、美是真的派生物思维方式而予以排拒和否认。换言之，美的起源及本质究竟是客观的还是主观的、抑或是主客观统一的或主客体与环境的统一，是客体物质存在还是精神性存在，是必须吸收其成果和提出的命题重新予以研讨的。这也便是说，美的起源和本质问题并未解决，有重新加以深入研究的必要。这是提高和发展我国现代科学系统的美学基本理论的重要途径。只有在这方面有了深化的研究及理论成果，才可说我们的美学研究开始同国际接轨，进入新的发展阶段。
还有一点也极重要。这些科学家们普遍认定，爱因斯坦对方程之美丑有敏锐的直觉感受能力，因而认为直觉到的方程之美即是美的，它必然或迟或早地会同宇宙的时空物质奇异的均衡结构相吻合。所以他们也普遍地引述并肯定引力规范理论创立者赫曼·魏尔的名言，即“我的工作总是尽力把真和美统一起来，但当我必须在两者中挑选一个时，我通常选择美”。作为科学研究和发现的重要指导原则，更不必说魏尔推重爱因斯坦广义相对论是推理思维威力的最佳典范，而朗道与栗弗西兹认为那是“现有物理论中最美的理论”了〔15〕。这就不奇怪，西方哲学家如D.H.威尔金森在《宇宙作为人的创造物》讲演中，以爱因斯坦相对论的成就论述人类认知四大局限即认知极限论时，也会以肯定方式引述狄拉克“把方程弄得美一些较诸把它们弄得更切合实验是更为重要的”，指出“这种看不见的美”和审美直觉是我们不能抗拒和否认的〔16〕。
然而在我们的美学中却始终坚持一种将概念思维逻辑公式方程定律同审美直觉也即美和美感分割对立起来，认为分属两个不同领域的传统观念。这显然是同上述科学家的观念相矛盾、值得重新检视和研究的。虽然解决这个难题，即使两者沟通接近起来不容易，比如我们不可能像他们那样精通自然和物理科学，而无亲身实践便难于理解他们对方程美的审美直觉，但如果努力学习能基本弄懂他们的方程与定律，那也不是不可能有所体验、接受他们的说法，从而修改我们的观念与理论的。
总起来说，当前这股科学美学思想新浪潮，对我们美学研究的冲击与挑战虽不只以上几个方面的问题，但以此已足见其震慑力之强大。处在现代科学发展到穷尽宇宙始终起迄达于认知极限边际，高科技已将宇宙至微粒子及生命基因都引到人们视野和感受之内，可以人工复制出克隆羊从而也可复制人的时代，我们的美学研究必须进一步解放思想，从自我封闭和半封闭状态挣脱出来，向它们靠拢、结为一体，才能奋起学习汲取养料充实自己，取得与时代生活的同步发展。这虽是一项困难却同时是光荣而有前途的任务，应努力为之奋斗。
互补互渗向一体化美学发展
东方重天地人文、气韵生动的人文美学，自有它强大的生命力而决不会被科学主义完全吞灭；西方主逻辑实证、精密写实的科学主义美学，也有它悠久传统和不朽生命活力，并正在得到现代高科技支持坚定地发展下去。整个人类生活进入经济、文化大交流和一体化的新阶段，美学最终也必将走向东西文化互补互渗的一体化道路。不说祖籍中国的杨振宁博士，在阐述科学美学思想中引用传统的性灵论和性灵诗如“性灵出万象，风骨超常伦”（高适《答侯少府》），来印证科学家的灵感创造与风格；美国学者阿·热教授在《对称》中也引用宋代陈与义“飞花两岸照船红／百里榆堤半日风／卧看满天云不动／不知云与我俱东”诗句，称他的运动感和描写同科学家对物体的运动感是一致的。他甚至还将中国画的画蛇添足美学思想同科学家的观察到的大自然的运动和物质复制过程相比较，认为共同体现了“深刻的美学原则”〔17〕。相信随着东西文化交流的进一步扩大和深化，将有更多的西方科学家和美学家掌握东方文化。我们加强学习西方文化和科学，两种美学的渗透日多日深，一体化也必然成为未来的趋势和归宿。本文侧重评介西方引进的新科学美学，宗旨则在提出问题，沟通中西美学的联系，故而以两者个性之异为始，它们共性之同为终，以供大家参考批评。
注释：
〔1〕参见《中华读书报》1997.10.15 “科技视野”第二期“科学文化勃兴可期”一文之报道等。
〔2〕〔3〕〔4〕〔8〕〔12〕〔13〕〔美〕阿·热《可怕的对称——现代物理学中美的探索》，湖南科技出版社1997年版，第10页，封底名家评语，封里出版者编者说明，第9、14—27，前言，10—11、40 页。
〔5〕〔9〕〔10〕〔11〕〔美〕S·钱德拉塞卡《莎士比亚、 牛顿和贝多芬——不同的创造模式》，湖南科技出版社1997年版，前言、第33—35、158—175页。
〔6〕有关《GEB——一条永恒的金带》，四川人民出版社1984年版是编译者据原著的改写本。现已由商务印书馆据英文原版（1979）组织作者、译者、编者合作于1997年5月以《哥德尔、艾舍尔、 巴赫——集异璧之大成》书名出版。
〔7 〕杨振宁《美与物理学》是继同年在香港中文大学讲演《物理学中的风格》的续篇。引文据《中华读书报》1997.9.17和10.15日所刊其讲演稿。下面引杨语也见此，不另注。
〔14〕〔英〕史蒂芬·霍金《时间简史》， 湖南科技出版社1996年版，第17—19页。
〔15〕魏尔及朗道与栗弗西兹语，转引自注⑤引书第61、73页。
〔16〕引文见〔美〕亨利·哈里斯《科学与人》，商务印书馆1994年版，第154—157页。
〔17〕阿·热教授引宋诗等，见《可怕的对称》第61、269页。
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