2023年12月30日晚八点,由北京市科委、中关村管委会科普专项经费资助的科学传播公益项目“高山科学经典”邀请到了中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任张双南,清华大学人文学院科学史系教授刘兵,双语主持人张然,一起导读《真理与美》,挖掘科学与艺术之间的关系。
科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象,研究和掌握新规律,总是在不懈地追求真理。
求真的路上,许多天文学家、物理学家、数学家直觉地意识到“科学之美”,乃至将美作为科学的“极高境界”。我们可以找到很多科学家关于科学之美的表述:
天文学家开普勒说,数学是美的原型。数学家外尔说,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。物理学家狄拉克说,一个方程具有美感比使它去符合实验更重要。
那么,追求科学就是追求美?
诺贝尔物理学奖获得者钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)在他的《真理与美》一书中,讨论了科学研究的美学和动机,以及科学家在科学中对“真”和“美”的统一的追求。
钱德拉塞卡是物理学领域的顶尖科学家,1983年因“对恒星的结构和演化的重要物理过程的理论研究”而获得诺贝尔物理学奖,主要指的是48年前,即1935年他24岁时的重要发现,今天被称为“Chandrasekharlimit(钱德拉极限)”,奠定了后来的中子星和黑洞研究。
钱德拉给其书《真理与美》起了一个副标题“科学的审美与动机”,书中考察了大量大科学家和大艺术家创造和体验美的经历。其中,导读嘉宾张双南教授认为第三章“诺拉和爱德华·赖森讲座 莎士比亚、牛顿和贝多芬:不同的创造模式(1975)”是最精彩、也最有代表性的一章。张双南教授说:“钱德拉重点分析了顶尖文学奖、音乐家和科学家的创作(造)年龄、顶峰年龄、代表作和去世年龄,他发现,科学家最早的成就常常是他们最后的成就。”
张双南教授在高山科学经典导读现场
吴国盛教授曾在高山科学经典导读哈代的《一个数学家的辩白》,哈代就在书中谈到,“数学是青年人的游戏……一个数学家过了30岁已经是比较老的了……我从未看到一个数学家过了50岁还能取得重大的数学进展……”
然而,物理学家瑞利是少有的例外,瑞利在50年的科学生涯中创造性具有惊人的稳定性和连续性,几百篇论文都非常重要,而且不过时,他拓展了物理学的每一个分支。
对此,“钱德拉在书中发出来一个灵魂的追问:美是什么?他说艺术和科学都追求一个不可琢磨的东西,那就是美。但是艺术家和科学家具有不同的创造模式。艺术家可以终身保持创作的高峰,但是大多数科学家只有早期的时候取得成就,后来貌似很多科学家就没有太多的成就了。”张双南教授介绍到。
美是什么?
钱德拉在书中介绍了开普勒、海森堡、外尔、希尔伯特和拉丁等著名科学家的审美观,他本人也专门对科学的美做了评论:“广义相对论场方程的精确解--克尔解,为宇宙中的黑洞提供了极其精确的表示。这种‘在美的面前震颤’,以追求数学美为动机的发现,竟然是对自然精致的复制品,这一难以置信的事实,使我不得不说美是人类思想最深层的反应。”
张双南教授则在他的新书《科学方法与美学》一书中就发表了自己的观点:“艺术是对生活的审美创造,科学是对自然的审美发现。”
科学家认知的美和艺术家眼中的美有什么不同?
圆桌嘉宾刘兵教授认为:“科学是人们认识世界的一个方式,艺术是另外一种不同的方式。科学讲客观的证据,美的偏好有各种主观倾向,受各种因素影响。美学领域历来充满各种争议,到今天为止,各家对于美的本质的定义仍莫衷一是。”
刘兵教授在高山科学经典导读现场
关于艺术与科学与美的关系,圆桌嘉宾兼主持人张然老师补充到,“其实科学的发展跟美学的发展都是在相互地促进,相互地成长,相互地进步。历史上有很多科学发现推动了美学的一些进步,比如说在观测到月球的表面之后,人们画月亮的方式也发生了一些改变,纳米的发现让我们更加了解微观的世界,分形几何让影视特效的视觉震撼力提升到了新的的高度。”
张然老师在高山科学经典导读现场
如今基于科学的发展,人类的寿命提升,而且生活质量也有提升。在这样的一个大背景下,科学家在什么年龄段最富有创造力?
刘兵教授说:“钱德拉的书《真理与美》提的只是一些著名的大科学家、文学家和艺术家,其实已有范围更广、人数更多、样本更大的统计研究,说在科学领域里头,年轻时创造性是最强的,最容易出重要的成果,但凡事总有意外,比如瑞利。按科学定律解释最富有创造力的年龄段,就不能不对例外予以解释,否则不具普适性。”
张双南教授则认为最富有创造力的年龄段是30至40岁之间。“30岁之前,虽然也很有创造性,但因为知识储备量还不够,偏向于想很多非常‘疯狂’的东西,但是做不出来什么。30到40岁之间,知识的储备基础都够了,而且‘疯狂’的想法还没有消失,所以在这种情况之下,就有可能出来重要的成就。”
圆桌论坛环节
关于艺术与科学的美,其实钱德拉在书中提出了很多问题,但他并没有在书中回答。
对此,张双南教授对观众朋友们建议到:“读这本书时,不要想着钱德拉给你回答了什么是美,关键看他是怎么分析这些事情。其实很多经典书看来都过时了,为什么要读啊?因为知识过时了,但思想它没有过时,方法没有过时,提的问题很多,它也没有过时,读经典的重要意义就在这个地方。”
与科学家一起读好书,“高山科学经典”是一个由高山书院发起的公益科学传播项目。邀请百位知名科学家每周导读一本科学经典书籍,引领公众参与阅读的大型科学传播公益项目,旨在提升全民科学素养、培育科学精神、传播科学思想。期望在全民学科学的时代背景下,高山科学经典能在科学传播领域尽一份绵薄之力。
高山科学经典项目书单
高山科学经典的目标是,让科学精神通过书籍,跨越地域、阶层、年龄、民族的界限,传播到每个角落、每个人心中。希望科学成为一种生活方式。与科学家们跨界对谈,让科学更有趣。
高山科学经典世界读书日发布会现场
未来,“高山科学经典”项目将打造三大重点产品:出版《高山科学经典》系列丛书;开展线上导读直播;沉淀专业级科学导读视频节目。达到出版、传播、教育多重效应。开展全民科学阅读,共同推动“科学复兴”,提升全民族科学文化素质,实现“公心大用”。