?? 科學文化漫談-王直華.txt
字號:
他說如果我們相信正負電荷具有完全對稱性,宇宙里的物質具有完全對稱性,那么就會想像還有星球是由帶負電的質子,以及帶正電的電子這樣的原子來組成的。就跟地球上的物質完全相反,就是有的星球是完全是由反物質組成的,很多物質他說在宇宙里,有由反物質組成的星球。他說很可能這樣的星球,正好是各一半。由物質組成的星球,由反物質組成的星球,在宇宙間可能是各一半。這樣一種推測,這樣一種科學的假設呢,實際上幾十年來,人們都在進一步地做實驗來研究。在今天幾乎所有的粒子都找到了它的反粒子,科學家都找到了這一粒子的反粒子,未來的國際空間站,阿爾法磁譜儀升空以后,其中一個重要的任務,就是探測太空里的反物質。所以我們看到呢,這些科學家們的思維多么超前。
這時候我就想起丁肇中先生有一句話,他說非常天才的科學家,他們跟瘋子的距離可能是很小的。有一位著名的畫家叫做達利,他跟馬蒂斯和畢加索,在西方是齊名的。這樣三個著名的畫家,達利被曾經被人們說成是一個瘋子,大家看一看達利的一個作品。達利是一個怪誕的一個藝術家,他曾經做一個雕塑作品,這個雕塑作品叫做太空象。他為了展示太空象之高大偉岸,你看這個太空象的腿,比一般的象多了一節腿骨,他就是這樣來做自己的想像。所以有的人把他說是瘋子,達利就說:“我跟瘋子的惟一區別就是我還沒瘋。”所以就是說科學家和大的藝術家,他們的想法往往是跟常人有一個相反視角。
實際上我們在欣賞作品的時候,也發現,就是欣賞藝術作品的時候也發現,很多藝術作品它也跟我們常人的想法不一樣。比如說畫家畫一幅畫,書法家寫一幅字。他往往趨向于空靈,叫做疏可走馬,密不透風,一幅書法它本身也是疏可走馬,密不透風,讓我們感到它的節奏和韻律美。大家看到這幅照片是黃山的一幅照片,徐霞客到了黃山。他說:“登黃山天下無山,觀止矣!”已經到了頂了,所以黃山之美就在于它的怪石嶙峋,怪峰突兀。所以大家看到黃山非常美。寫文章也一樣,就是文如觀山不喜平。寫的文章如果平淡了,沒有沖突了,沒有上下跌宕起伏了,它也不好看。所以實際上做科學研究,和我們欣賞藝術作品這個道理也是一樣的。
這個時候,我要強調一點,就是我們在對原來的觀念進行轉變的時候,要注意避免無知的懷疑。我想起一個美國著名的物理學家拉比,他在二十世紀四十年代的時候,1944年獲得諾貝爾物理學獎,他就提出來能夠探測原子磁矩的這種共振的方法,叫磁共振的方法。實際上二十世紀七十年代出現的磁共振、斷層掃描儀,就是由這個理論發展起來的。別人問他,你獲得諾貝爾獎最主要的經驗是什么?拉比回答說,他說我的最重要的經驗就是每天我回到家里邊,我的媽媽都問我,你給老師提了什么有用的問題沒有?這就是他一生治學和研究的經驗。
另外,我們也有這樣一個故事跟大家介紹,就是著名的物理學家剛才咱們講到狄拉克,就是提出來反物質那個狄拉克。有一次他做報告,做報告下邊一個學生向他提了問題,提了問題他就沒有理會。跟他一起坐在臺上的另一位先生就提醒他,狄拉克先生,下邊有人向你提問呢。他就非常幽默地說,他提問題了嗎?他沒有提問題,為什么?下邊那個青年人提的問題是:“老師你這個公式由第三步到第四步是怎么推導出來的?”這樣的問題在科學家眼里不是問題。所以我們在做科學研究的時候,要提出有價值的和有意義的問題。所以這一段呢,我們可以用湯姆生一句話來總結。著名的科學家湯姆生,就是發現電子的湯姆生,他講在對科學發現做出貢獻的諸多因素當中,觀念的轉變是最偉大的。所以我們要注意在做研究的時候,在我們做藝術創造的時候,要注意觀念的轉變。
下面我們講我們需要豐富想像,科學大師的視野。在這兒我們展示了一幅非常美的圖像,雖然是一副黑白照片,但是我相信大家看到它一定覺得非常美,這是一個晶體衍射的照片。自從倫琴發現X射線以后,利用X射線進行晶體衍射來研究物質的結構取得了很大的成績。在上個世紀初一個著名的物理學家勞厄,他曾經用X射線做晶體衍射實驗,被愛因斯坦稱為最美的實驗。所以科學也是非常美,科學很美,科學有它的理論美,有它的實驗美,現在又出現科學的第三個支柱叫做計算科學,所以科學也有它的計算美,科學有它的數學美。所以在這兒,我們既看到了科學的實驗美,也看到了科學本身它的形象美。
在這里我想在這兒介紹麥克斯韋,麥克斯韋是實現了物理學第三次大的綜合的這樣一個科學家。他在1864年發表的《電磁場理論》,把電學和磁學以前所有的規律都用一組方程式,把它表達出來,所以他是完成了物理學史上第三次大綜合。能夠做到這個工作的,跟他自己的全面素養是分不開的。那么麥克斯韋,他有非常好的家庭教育,他的母親在他小時候,8歲他的母親去世了,也是患癌癥去世的。他的父親把他送到了學校,從那個時候開始,他就對數學,對英語都非常感興趣,對科學也非常感興趣,他對拉丁文也很感興趣。甚至在上學的時候,他對詩歌也有很濃厚的興趣,所以麥克斯韋是一個愛好非常廣泛的一個人。
他在14歲的時候就研究了畫橢圓的方法,實際上當時能夠研究畫橢圓的方法的人呢都是像牛頓和笛卡兒這樣大牌的學者,所以當他的論文交給的當時的學校的一個科學哲學老師以后呢,老師都感到非常驚訝。這個老師叫做福布斯,然后福布斯很快就把他的作品提交給了愛丁堡的皇家學會,愛丁堡皇家學會的會報,很快就發表了他這個論文。當時的麥克斯韋只有14歲,所以他的數學功底,他對數學的愛好,跟他以后的成功都有非常大地關系。后來他就上了愛丁堡大學,這個時候呢,他就不僅是研究科學,和研究數學,他自己呢,還研究美學,還研究哲學,他對歷史也非常感興趣。后來他就講了一句話,他說做一個科學家,不能只研究自己的具體的專門學問,還要對哲學、對歷史、對美學感興趣,這是他的一個非常鮮明的觀點。所以麥克斯韋能做出物理學上的一個綜合性的工作,跟他自己的全面的愛好,跟他自己廣泛的視野,是有關的。這個圖上有兩位偉大的科學家,后面那位是牛頓,前面這位是愛因斯坦。愛因斯坦呢,他也是做出了物理學史上第四次偉大的綜合,第四次大綜合。他從小學的時候,6歲的時候就在母親的引導下,他就學小提琴,到13歲的時候,他又對幾何學和哲學感興趣,所以愛因斯坦他的愛好非常廣泛。那么他呢,就是在1905年提出狹義相對論,1913年做出廣義相對論,做出了物理學史上的第四次大綜合,也不是偶然的。
所以愛因斯坦總結他的經驗,他說:“如果沒有我少年時代音樂方面所受到的教育,我以后的各方面的成功,就是不可能的?!彼詯垡蛩固棺约河蟹浅I羁痰捏w會和感受。下邊這幅圖呢,就是一幅關于質量和能量關系式,愛因斯坦著名的質能關系式的一幅宣傳畫,在這兒我們真的欣賞到科學之美。我們看科學它有美感,科學是完全可以欣賞的。
實際上藝術作品也同科學發現一樣,人們也要有不同的視野。要比常人有更寬廣的視野,比如這一幅照片,大家看很像中國的一幅山水畫。但實際上呢,它拍的是石林,大家一想到石林的照片,就是那一根一根的石頭柱子。但是這個地方,我們看到從局部一個很小的范圍來拍石林,也是非常美,給我們一種中國的國畫的感覺。這是頤和園里石舫的一個夜景,我們古人曾經有個說法,凝視月亮就會產生詩一般的靈感。我們的古人呢,在幾千年的文化里邊,留下了很多的詠月的詩篇,屈原的《天問》、張若虛的《春江花月夜》、李白的《把酒問月》和蘇軾的《水調歌頭》,都是詠月的,非常好的作品。
在屈原的《天問》里邊他提出這樣的問題:“日月安屬,列星安陳。”太陽和月亮是怎么樣掛在天上的呢?天上那么多的星星,它是怎么排布在天上的呢?這是對大自然奧秘的一種探索,張若虛他留下來的詩,我們只知道他有兩首詩,但是就有一首成了千古的佳作。所以有人曾經評論過他,叫做:“孤篇橫絕 竟成大家?!彼挥幸黄髌妨鱾鞯胶笫?,但是他卻是唐代詩人里邊一個大家,有的人評論他的《春江花月夜》是詩中之詩,是峰上之峰,是峰頂上的峰頂。張若虛這樣的詩句真是膾炙人口:“江畔何人初見月,江月何年初照人。”李白的《把酒問月》:“今人不見古時月,今月曾經照古人?!蔽覀兛吹竭@幅作品的時候就會有這樣的感覺,看到今天的月亮,實際上我們就想到在這個月下曾經照過很多很多的古人。有一次我同一個天文學家在談論蘇軾的《水調歌頭》:“明月幾時有,把酒問青天,不知天上宮闕,今昔是何年?!彼椭v這個蘇軾能夠知道天上的星體上的記時系統跟咱們是不一樣的。我們知道月球上面,如果我們把月球當作瓊樓玉宇的話,它那上邊背太陽的一面,月球背太陽的一面最低的溫度是零下180度,所以真是高處不勝寒。這些詩句既是對人生哲理的探索,也是對宇宙奧秘的探索,所以我們古代的詩人們,他們的想像是非常宏偉,是非常浩大的。擁有科學和人文的綜合素質,擁有很寬廣的視野,可以使我們有更寬廣的思路,可以有更敏銳的直覺,可以有更活躍的靈感,和更豐富的想像,在發展科學和發展藝術當中能夠發揮更大的作用。
下面我們講我們需要科學文化,科學大師的理念,在我們回顧科學和藝術的發展歷史的時候,就有一個感覺,近代科學發展到一定程度之后,那么科學和藝術的分離,科學文化和人文文化的分裂,就越來越嚴重了。在二十世紀四十年代,梁思成曾經做過一次報道,題目就叫做《半個人的時代》,在1959年斯諾發表了《兩種文化與科學革命》,到1965年又出了一本書,是馬爾庫塞寫的《單維人》,這都是在探索科學文化和人文文化的分離。
愛因斯坦在他的一篇名作叫做《論教育》里邊提出,學校應該永遠以此為目標,就是從學校出來的人,不只是個專家,應該是個和諧的人。中國的著名的美學家蔡儀呢,他提出來你要研究美學,必須有三門基本功:一個叫做美學的歷史,一個叫做美學的哲學,再一個就是要研究一門藝術。朱光潛先生曾經說過:“不通一藝莫談藝?!比绻銓σ婚T藝術沒有加以研究,沒有深入進去,你就很難去研究美學。所以我們提倡把科學和人文融合起來,我們研究科學,第一要鉆進一門科學。同時呢,也要研究科學史,也要研究科學的哲學。所以呢,這三個方面是對于成就一個人的事業是非常重要的。
在我們談論科學和藝術之間的關系的時候,在我們提倡科學與藝術融合的時候,也要注意避免把科學和藝術直接對號。我們很難說愛因斯坦喜歡的哪一個曲子使他發現了相對論,這是不可能的。所以呢,我們要把理性和感性、認知和情感、知識和文化很好地融合起來,實現互融互補互動。所有的科學大師、藝術大師都是如此。我們在做科學教育,在研究科學,在進行科學傳播的時候,也要這樣來做。
最近我寫了一篇散文,今天我把它朗讀給大家,與大家分享,與大家共勉。題目是《讓我們到山頂上會合》。仿佛聽見那位科學大師在太陽系的邊緣向我們大聲說話,那是科學哲人的語言,我們探索宇宙,既要勇于懷疑,又要富于想像;仿佛看見那位文學大師,在高山上向我們招手,文豪的話語如詩似歌,讓人難忘??茖W與藝術,山腳下分手,山頂上會合。向著那科學與藝術相擁的山頂,讓我們一起攀登。凝神靜思,那魂牽夢縈的山頂很高很遠,昂首遠望,那心儀已久的目標卻越來越近。向著那科學與藝術相擁的山頂讓我們一起攀登,征途中,知識共文化一色,直覺與靈感齊飛,專注攜想像同行,激情源天地之美,水遠山高,達萬物之理,天荒地老。我們播撒著快樂,我們收獲著幸福。在富于想像的攀登與創造之中,向著那科學與藝術相擁的山頂,讓我們一起攀登,一起創造一起快樂,我們誰也不掉隊,讓我們山頂上會合,山頂上再見,謝謝大家。
?? 快捷鍵說明
復制代碼
Ctrl + C
搜索代碼
Ctrl + F
全屏模式
F11
切換主題
Ctrl + Shift + D
顯示快捷鍵
?
增大字號
Ctrl + =
減小字號
Ctrl + -