美與科學對美的探求

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1、美與科學對美的探求S.錢德拉塞卡（1979）我們對于自然界的美都十分敏感，這種美的某些方面為自然與自然科學所分享，這不是沒有道理的。但人們也許要問：在什么程度上追求美才是科學研究的目的？對于這個問題，彭加勒是一點也不含糊的。他在一篇文章中曾經寫道：　科學家之所以研究自然，不是因為這樣做很有用。他們研究自然是因為他們從中得到了樂趣，而他們得到樂趣是因為它美。如果自然不美，它就不值得去探求，生命也不值得存在……。我指的是本質上的美，它根源于自然各部分和諧的秩序，并且純理智能夠領悟它。　彭加勒還指出：　正因為簡單和深遠兩

2、者都是美的，所以我們特別刻意于尋求簡單和深遠的事實；我們醉心于探求恒星的巨大軌道，我們熱衷于用顯微鏡尋覓極為細小的東西，我們歡欣于在遙遠的地質年代中尋覓過去的痕跡，都是由于這些活動給我們帶來了歡樂?！τ谂砑永盏倪@些話，曾為牛頓和貝多芬撰寫過杰出傳記的沙利文（J．W．N．Sullivan）評論說：　由于科學理論的首要宗旨是發(fā)現自然中的和諧，所以我們能夠一眼看出這些理論必定具有美學上的價值。一個科學理論成就的大小，事實上就在于它的美學價值。因為，給原本是混亂的東西帶來多少和諧，是衡量一個科學理論成就的手段之一。我們要

3、想為科學理論和科學方法的正確與否進行辯護，必須從美學價值方面著手。沒有規(guī)律的事實是索然無味的，沒有理論的規(guī)律充其量只具有實用的意義，所以我們可以發(fā)現，科學家的動機從一開始就顯示出是一種美學的沖動……科學在藝術上不足的程度，恰好是科學上不完善的程度。　著名的藝術批評家羅杰·弗賴（RogerFry）在一篇名為“藝術與科學”的文章中，引用了沙利文的一段話后，頗有見地地指出：　沙利文大膽地說：“我們要想為科學理論和科學方法的正確與否進行辯護，必須從美學價值方面著手?！蔽蚁刖瓦@一點向沙利文提一個問題：一個無視事實的理論是否與

4、一個符合事實的理論具有同樣的價值？我想他將回答：否。然而依我個人之見，這個否定的回答并沒有純美學方面的理由。　關于羅杰·弗賴的問題，我在后面將提出一個不同的答案。但現在我要進一步討論弗賴關于比較藝術家和科學家的沖動的觀點?！淖顔渭兊母杏X到最高的設計，藝術過程的每一步都必將伴隨著歡快，沒有歡快就沒有藝術……。同樣，在思索中對必然性的認識通常也伴隨有歡快的情緒，而且，對這種歡快欲望的追求，也的確是推動科學理論前進的動力。在科學中，不論是否有情感伴隨它，關系的必然性依然同樣地確定和可以闡明；而在藝術中，沒有感情的激動，

5、美學的和諧根本不會存在。沒有激情，藝術中的和諧是不真實的?！谒囆g中，對關系的認識是直接的、有感情的——或許我們應該認為，它與數學天才的認識有驚奇的相似之處：數學天才們對數學關系具有直接的直覺，但要證明這些關系又超出他們的能力?！‖F在我們從這些一般的論述轉向具體的實例，看看科學家如何體驗美。我的第一個例子與弗賴說的話有關，他說數學天才有時沒有明顯的理由就能感受到真理。1915年在數學上一鳴驚人的印度數學家拉瑪努揚，想必你們有些人是知道的，他留下了大量筆記，其中有一本是幾年前才發(fā)現的。在這些筆記中，拉瑪努揚記下了幾

6、百個公式和恒等式，其中有許多最近才由拉瑪努揚當時還不知道的方法證明出來。華生（G．N．Watson）為證明這些恒等式耗費了幾年時間，他寫道：　研究拉瑪努揚的工作和由此提出的問題，不禁使我想起拉梅（Lame）在讀埃爾米特（Hermite）關于模函數的文章時的評述：“令人驚心動魄?！倍覠o法用一句話說明我的感受，像下面的公式：×(1+e-π)-2×(1+e-3π)-2…(1+e-(2n+1)π)-2給我心靈的震顫，恰如我走進美第奇（CapelleMedicee）教堂的圣器室，見到米開朗琪羅的放在G．美第奇和L．美第奇墓

7、上的名作“晝”、“夜”、“晨”和“暮”所引起的震顫一樣。這兩種感受是無法區(qū)分的。再舉另一個很不相同的例子，這個例子說的是玻耳茲曼看了麥克斯韋論述氣體動力學的一篇文章后的反響。在那篇文章中，麥克斯韋證明可以精確解出氣體的輸運系數，氣體分子間的作用力是分子間的距離的負5次冪的函數。玻耳茲曼是這樣說的：　一個音樂家能從頭幾個音節(jié)辨別出莫扎特、貝多芬和舒伯特的作品，同樣，一個數學家也可以只讀一篇文章的頭幾頁，就能分辨出柯西、高斯、雅可比、亥姆霍茲和基爾霍夫的文章。法國數學家的風度優(yōu)雅卓群，而英國人，特別是麥克斯韋，則以非凡

8、的判斷力讓人們吃驚。譬如說，有誰不知道麥克斯韋關于氣體動力學理論的論文呢？……速度的變量在一開始就被莊嚴宏偉地展現出來，然后從一邊切入了狀態(tài)方程，從另一邊又切入了有心場的運動方程。公式的混亂程度有增不已。突然，定音鼓敲出了四個音節(jié)“令n=5”。不祥的精靈u（兩個分子的相對速度）隱去了；同時，就如像音樂中的情形一樣，一直很突出的低音突然沉寂了，原先似乎不可被超