哈佛大学《零点项目》的启示，本文主要内容关键词为：哈佛大学论文,零点论文,启示论文,项目论文，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。
主持人介绍我是物理化学教研室主任兼艺术教研室主任时，我听到一片惊叹之声，同学们感到诧异。我在化工系开设《物理化学》、《胶体化学》等课程的同时，还面向全校和校外开设《交响音乐欣赏》、《欧洲近代美术史》两门艺术课程，一些人也不理解。我今天就要谈谈科学思维和艺术思维究竟有无共同之处，一个人能否既是科学家又是艺术家。
这个问题要从哈佛大学的《零点项目》谈起。这个项目1967年创立于美国哈佛大学教育研究生院，立项的起因是美国与前苏联的科学技术竞争，研究对象是艺术教育。大家都知道，前苏联第一颗原子弹是1949年试验成功的，整整落后美国4年。50年代在空间技术的竞争中，为了抢先把世界第一颗人造地球卫星送上太空，双方展开了激烈的竞争。前苏联使了个障眼法，假装一系列失败，麻痹了美国，于1957年11月发射成功第一颗卫星，开始了人类星际发展的历史。美国大吃一惊，奋起直追，但还是落后了83天，实际上到了1958年，美国也就等于落后了一年。美国上下一直认为自己是20世纪科学技术的超级大国，这下子大伤面子，举国感到耻辱，各部门首先指责教育界，肯定是你教育部门出了毛病。因为大家知道，19世纪末科学的中心已从欧洲移向美国，一系列的现代发明创造都是在美国完成的。因此，教育部门也觉得对不住大家，认真反省起来。10年后，一些教育家提出这样的观点：美国的科学教育是先进的，但艺术教育落后。也即两国科技人员不同的文化艺术素质导致了美国空间技术的落后。的确，从19世纪中叶到20世纪，俄罗斯文学艺术达到了辉煌灿烂的顶峰。俄罗斯人总爱这样说，他们仅仅贡献出一个列夫·托尔斯泰，19世纪俄罗斯民族就无愧于全世界。当然我们知道还有屠格涅夫、车尔尼雪夫斯基、契诃夫、冈察洛夫、普希金、莱蒙托夫等一大批不朽的伟大作家、诗人。除此而外，还有一位19世纪文学史上的怪才——陀思妥耶夫斯基，病态作家，相当于文学界的梵高，作品有震撼人心的极强力量。民族主义音乐是19世纪最重要的音乐流派之一，但其代表人物除了捷克的德沃夏克、挪威的格里格、芬兰的西贝柳斯等人外，差不多都是俄国人。如交响组曲《天方夜谭》的作者里姆斯基—柯萨科夫，交响音乐《在中亚细亚草原上》的作者鲍罗丁，管弦乐《荒山之夜》和钢琴组曲《图画展览会》的作者穆索尔斯基，这3个人都属于作曲家“强力集团”的成员。另外还有被称为俄罗斯音乐之父、歌剧《伊万·苏萨宁》的作者格林卡。当然，最重要的当推柴柯夫斯基，他的作品内容深刻，形式完美，旋律动人，表现细腻而富有诗意，音乐形象鲜明，体裁十分丰富多样化，世界19世纪后半叶音乐史上难有人与之相比。
说到美术，19世纪的美国名画，你们能举出10幅来吗？如果能，俄罗斯名画你就能举出100幅。巴黎被称为艺术之都，有卢浮宫，美术史上的古典主义、浪漫主义、印象主义思潮皆诞生于此。全世界唯一能与之匹敌的，唯有莫斯科的特列恰柯夫画廊，俄罗斯的巡回展览画派和批判现实主义的美术作品。且不说列宾的《伏尔加河上的纤夫》、《意外的归来》等名作，仅《伊凡雷帝杀子》一幅画中对封建君主制黑暗、阴险、残暴的揭露之深刻，就难以找到另一幅画望其项背。还有苏里柯夫《近卫军临刑的早晨》，在反映历史事件的深度和广度上，恐怕不亚于达维特的《加冕》。而雅罗申柯的《到处是生活》、别洛夫的《送葬》、《三套车》对剥削社会中穷若人民悲惨生活的描写和对不平等社会制度的控诉和批判，给人的震撼是法国作品无法与之相比的。
文学、音乐、美术3个方面，美国都不如俄罗斯。除了德莱塞和杰克·伦敦等少数作家外，这一时期的著名音乐家拉赫玛尼诺夫、斯特拉文斯基，一查家谱全来自俄罗斯。
这些文化艺术背景决定了俄国人的艺术素质超过了美国人，但这是否会导致美国科学技术的落后呢？这些差距到底产生了哪些影响？对于空间技术的竞争到底有哪些间接的作用？这是《零点项目》所要研究的问题。为什么要以“零”命名？这些研究者可谓用心良苦，用“零”表示对艺术教育认识的空白。他们决定从头开始，因此这个“零”不是数学意义上的零，而是空白，叫nothing更贴切。20多年了，哈佛大学的研究者一直在验证自己的观点。过去人们认为艺术思维与科学思维完全不同，科学思维是逻辑思维，而艺术思维是靠感情起作用的，要靠灵感。而《零点项目》的研究者认为艺术思维也要靠逻辑，科学是发现、分析、解决问题的过程，艺术过程同样要发现、分析、解决问题。对于大脑的工作来讲没有区别。他们认为形象思维和逻辑思维有很多共同之处，可以互相弥补、互相促进，这两种思维方式都是人类重要的思维方式。
《零点项目》20多年来的花费是多少呢？今天上午我们在华工大开会还在讨论研究工科大学的人文社科教育需要多少经费，我们可以此为例做个比较。《零点项目》这些年来投入了上亿美元，参加工作的科学家超过了百名，在哈佛大学的规模远远超过了一个课题组，甚至超过了一个系。他们在100多个公立和私立的学校做实验，有的从幼儿园起连续进行20年的追踪对比，到目前为止已出版了几十本专著，上千篇论文。他们的研究成果对美国教育的影响特别大，以致于美国国会1994年3月通过了克林顿政府提出的《2000年目标：美国教育法》，在美国历史上第一次将艺术与数学、历史、语言、自然科学并列为基础教育核心学科，即相当我们中学的主科或大学的必修课程，这引起了很大的反响。
《零点项目》的现任执行主席霍华德·加德纳还提出了认知上的一个新理论——多元智能理论，与本世纪初由法国人发明，至今在西方世界流行的智力商数（IQ）测试方法相对立。IQ测试在美国很流行，说穿了就是以此判断你这个人是天才还是笨蛋。我们中国是一考定终身，他们是一测定终身。上小学就开始测，家长一看智商太低，80以下，就说算了吧，干脆别学了。如果是130，好！超常儿童，将来上名牌大学没问题。它在美国测一次16美元，现在中国人也热衷于谈智商，您要开这么个公司，一定赚钱。多元智能理论认为这种智商测试所测量的只是数理逻辑分析的智能，非常片面。加德纳教授认为人类至少具有7种以上智能。一是数理逻辑分析智能；二是语言技巧智能；三是音乐智能；四是身体运动智能；五是空间位置智能；六是人际关系智能，认识他人的能力特别强，这样的人适合做领导。不要笑，也有例子，加德纳认为圣雄甘地将全印度人民发动起来追随他本人，靠的就是这种智能。第七智能是认识自己，有的人可能什么本事都没有，但对自己估计得特别正确，也是一种高智商。他认为全面的教育应该是开发每个人身上的这7种智能，最大限度发挥他的潜能。
李政道教授从80年代开始，每年回国两次倡导科学与艺术的结合，1993年和1995年两次在北京召开了“科学与艺术研讨会”，参加的有科学家和艺术家。科学家谈他们如何热爱艺术，如何理解艺术。科学家大多是热爱艺术的。爱因斯坦说过：“这个世界可以由音乐的音符组成，也可由数学公式组成。”他如此热爱音乐，几乎每天拉小提琴，就不是偶然的了。他常常和量子论的创始人普朗克一起演奏贝多芬的作品。他拉小提琴，普朗克弹钢琴。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱。没有人知道这两位伟人一起演奏时交流过哪些科学思想，但人们可猜得到，科学美与艺术美在他们心中是相通的。中国也有一批热爱艺术的科学家。李四光热爱音乐，是音乐家，知道吗？好，不知道我今天告诉你们，中国第一首小提琴曲不是马思聪写的，而是李四光写的。1920年他在巴黎创作了一首小提琴独奏曲叫《行路难》。1990年当上海音乐学院作曲系教授陈钢捧着刚刚发现的这首曲谱时，简直不敢相信这深邃、层次清晰、调性规范的乐曲出自李四光之手。李四光是学什么的大家知道吗？他是一位伟大的地质学家，但他早年学的是建筑，后来他研究的构造地质，又创建了地质力学，用力学的原理来解释、推断地壳的构造。他热爱音乐，可是艺术启发了他的科学思维，所以说科学家特别支持艺术教育。钱学森的夫人也是音乐家，钱学森80岁时，中国政府授予他“杰出贡献科学家”称号，中国至今只此一人。钱学森在致答词时就说到是夫人的艺术氛围启发了他，提供了新的思想，使他少走了不少弯路。他有名言：“科学家不是工匠，科学家的知识结构中应该有艺术，因为科学里面有美学。”现代美学领域中最活跃的内容，一是技术美学，二是模糊美学，即在模糊数学诞生后用它来处理美学问题。这两个都是科学与艺术结合的产物。
那么艺术家参加李政道的研讨会干什么？画科学。参加画科学的画家有黄胄、华君武、吴冠中、常沙娜等。李政道给每个人出一道题目，都是当代理论物理最前沿的研究领域，请艺术家把其中的概念、原理用美术作品表现出来。研讨会办了这样一个画展，很轰动，江泽民主席亲自参加。李政道还在国际物理学年会上展出了中国画家的“科学画”，各国科学家都佩服中国艺术家丰富的想象力和对理论物理的深刻理解。比如物理学现在有一种“超弦理论”，认为我们日常说的四维空间只不过是十维空间里的一根弦。这十维空间和超弦理论要艺术家通过画表现出来，让不懂的人理解，真不容易。但中国画家办到了，所以得到称赞。法国作家福楼拜说：“科学与艺术在山脚下分手，在山顶上会合。”李政道认为下一个世纪就是两者会合的顶峰。
人类社会的早期，科学与艺术是一体的。古希腊神话里缪斯是主管科学和文艺之神，相当于科学院院长兼文化部部长。分别建于1167年和1209年的牛津和剑桥，当时所设学科有神学、艺术、医学、天文、音乐等，艺术教育比重很大。庄子在《天下篇》里提出“判天地之美，析万物之理”，把“判美”与“析理”作为一件事情的两个方面。16世纪开始，科学进入分析阶段，与艺术日渐分离。实验科学的倡导者培根就劝过科学家要像个自然的征服者，把力量集中在专门的科学目的上，不必细致地学习艺术。数学研究的划时代成就，物理、化学实验室里的卓越发现和显赫名声，使艺术学科黯然失色，艺术家们孤独地钻进自己的感情世界。分道扬镳使二者在各自的领域里取得了辉煌成就，同时也给两者带来困窘。本来人的左脑专司逻辑思维功能，右脑专司形象思维功能和综合功能，思维若长期集中在一边的脑半球内进行，容易产生心态失衡乃至心理畸型。牛顿患有神经过敏症，梵高患有抑郁症，大约与此有关。
下面我讲一些科学与艺术结合的例子。我教的物理化学中就有许多与艺术有关的东西。有一句名诗叫做“日照香炉生紫烟”，没有几个去过庐山的人说烟是紫的，为什么李白说是紫的？有人就说李白是浪漫主义诗人，一浪漫即可任意想象，烟就成了紫的了。法国大革命失败后，人们对启蒙主义的理想失望了，现实生活太黑暗，还是到幻想中去寻找精神寄托，出现了浪漫主义。从此再没有英雄交响乐，只有幻想交响乐，悲怆交响乐。浪漫主义的理想追求，不一定存在于现实之中，所以有人将一千多年前李白的夸张手法扯到浪漫主义上，实际并非如此。19世纪70年代电动力学应用于光学提出一个有名的理论，即Rayleigh散射理论。大家知道，光线在传播过程中碰到物质会发生几种现象：反射、透射、折射、吸收和散射。碰到的物体比波长大，发生反射和吸收；比波长小就发生折射和透射。若物体的大小与可见光波长差不多，则发生散射。Rayleigh证明，散射光的强度与入射光波长的4次方成反比，也就是说，波长越长，散射光越弱。可知紫光最易散射，红光最不易散射，大多透射。为什么交通灯是红的？因为红光传播最远，雾天也能从远处看清。为什么太阳早晚发红，中午发白？早晚太阳光穿透较厚的大气层，其他光发生强烈散射，到你眼中以红光为主。中午穿透的大气层薄，七色光大多到你眼中，合在一起近似白光。因此李白当真看到了散射的紫光，不是什么浪漫主义的想象。
早期的印象主义美术也与物理光学有密切关系，并非有些人认为的那样根据印象作画，它的名字是人们根据莫奈的名画《日出·印象》起的。1874年巴黎的几位无名青年画家在一间工作室办了一个画展，结果无人前往，他们就拉人看，看完后大家都说不好。为什么呢？因为他们将伦敦泰唔士河上的雾画成紫色，而人们都认为伦敦的雾是灰色的，他们画的只不过是自己的错误印象，一钱不值。几十年后人们恍然大悟：伦敦的雾有时真是紫的。在以建筑物为背景时，伦敦的雾看起来才是灰色。经典的美术认为物体的颜色是固有的，什么色就是什么色，固定不变，文艺复兴的名画一律由棕褐色占统治地位。而早期印象派画家结合光学原理，特别是散射理论，认为物体的颜色不是一成不变的，而与时间、地点、周围环境有关，称为条件色。过去一般认为草是绿的，但从远处看，却是青色，在晚霞照射下，就成了红色或灰色。印象派早期画家的作品色彩非常鲜艳、醒目，令人耳目一新。巴黎有个印象派博物馆，人称“小卢浮宫”，人们从世界各地跑来，像崇拜卢浮宫里的《蒙娜丽莎》一样顶礼膜拜那些曾为绝大多数人嘲笑的作品。我在那里遇到一位美国来的教授，也连续参观了3天，反复只说一句话：他们怎么会创造出这不可想象的奇迹！我虽然没有正面回答他，但心中早有了答案：科学与艺术的结合创造出了这难以置信的奇迹。我的化学课讲到胶体溶液的光学性质，讲到Rayleigh散射时，就拿出印象主义作品的画片给学生看，其中有一幅很有名的德加的《舞台上的舞女》，不是从舞台的正面画的，而是从舞台顶部画的鸟瞰图。随着灯光的不同角度，跳芭蕾舞女演员的裙子呈蓝色、紫色、灰色。虽然大家明知这些裙子是白色，还是觉得这些画很真实，这就是条件色的魅力。这样教学生不但立刻弄懂了胶体的散射，记住了Rayleigh公式，对美术史的流派，早期印象派、新印象派、后印象派就都能说出个一二三。
科学思维与艺术思维有不同的一面，但更有相通、互补的一面。两者缺一不可，只有同时掌握这两种思维，才是全面发展的人。工科的学生不可认为自己缺乏音乐细胞、五音不全。我经常给人送音乐会票，有的人不要，还说：“我没有细胞。”文科学生也不要说自己不善于抽象思维而感情丰富，只会浪漫，这都是错误的。按照《零点项目》的理论，每个人都具备上述7种智能，每位同学应当努力发挥自己的潜能，成为兼具科学思维和艺术思维能力的复合人才。下面用李政道教授的一句话结束我今天的演讲：“科学与艺术是一个硬币的两面，谁也离不开谁。”