创新是科学与艺术的生命：看世界级大师的创新

多年来，李政道先生热忱倡导科学与艺术之交融，最近又倡议于新千年肇始之十月在京举办一次科学与艺术论坛和作品展览，受到科学界和艺术界的热烈响应。我也被其感染，并受政道先生之嘱托，组织收集了一批自然科学各学科观察与研究中发现和摄录的绚丽图片。在赞叹自然界造化和艺术大师们的作品之余，不由引起了我对科学与艺术之生命及其追求的思索。

科学是人类认识自然、探索规律、创造理论与方法的创新实践活动和知识结晶。科学从不满足于已知的知识，而是不断地质疑已有的知识体系，追求新的发现，探索新的领域，创造新的理论与方法，攀登新的高峰。

图１　爱因斯坦

哥白尼的日心说创造了新的宇宙观；爱因斯坦的相对论引起了牛顿力学之后人类在时空观上的一次革命；量子论开辟了人类对微观世界结构和相互作用规律认识的新纪元；ＤＮＡ 双螺旋结构模型的构建标志着人类解读生命现象遗传密码新的突破；地球大陆板块及其漂移学说和宇宙大爆炸理论的创立，标志着人类对地壳运动规律认识的深化和对神秘浩瀚宇宙的起源与演化的理论创见……科学有无止境的前沿，科学家的志趣就在于不倦地探索客观规律和创造新的科学理论与方法，科学的生命在于创新。

图２　DNA双螺旋结构是生命遗传密码的载体

艺术是人类对自然、人生和社会的客观纪录与反映，也是艺术家心灵感受及其情感独特的表达与描述。

艺术不仅需要对客观世界深刻的观察与体验，而且需要艺术家独具匠心的概括和表现。

中外艺术家，尤其是有成就的艺术家都将创新视作自己的艺术品格与生命。无论是莫扎特、贝多芬，还是刘天华、冼星海、聂耳；无论是达·芬奇、罗丹、毕加索，还是郑板桥、吴昌硕、齐白石、徐悲鸿；无论是莎士比亚、托尔斯泰、歌德，还是李白、杜甫、鲁迅和巴金，他们都创造了自己独特的艺术风格和表现手法。

图５　贝多芬及其交响乐

科学的本质在于求真，求索客观规律、客观真理。科学给予人类驾驭自然的能力，科学家的追求在于造福人类，在于寻求人与自然的和谐协调和可持续发展，这是最高层次的与人为善。

图６　冼星海与《黄河大合唱》

科学研究的对象———无论是宏观的宇宙和海洋，还是微观的物质世界和丰富多彩的生命现象，本身都蕴含着自然美。

图７　罗丹及其思想者

科学实验不断发现与揭示自然现象中的隐含美。分光棱镜将太阳光分解成多彩的光谱；电子显微镜及原子力显微镜使人类可以看到细胞、分子和原子尺度的微观世界结构和表面的神奇图画；遥感微波和多光谱、高光谱成像可以获得的多姿多彩的地球全息图像；哈勃望远镜已经拍摄到的火星和银河系前所未有的图像等等，向人们展示了不断发展的科学实验所揭示与发现的自然美。　

图８　徐悲鸿及其群马图

图９　齐白石及其群虾图

科学研究中也广泛存在理性美，牛顿三定律对物质世界相互作用的描述，狭义相对论对质量、能量转换关系的概括，是何等的简洁与优美。数学本质上就是追求对数和形及其变换最优美、最简洁的表达。数学也成为描述科学规律不可替代的工具。数学方程对物质结构及其相互作用和运动规律的描述本身就是科学中的理性美，如麦克斯韦方程对电磁场的概括与描述、纳维叶斯托克斯方程对黏性流体运动规律的描述、混沌与分形函数所描绘的自然现象中的混沌和分形的美丽图景等。

图10　ＡＭＳ下的原子围栏

艺术也总是以真善美作为自己的崇高目标，反映、描述和表达艺术家对自然、人生和社会真实的感受和情感。引导、鼓励人从善、向上，弘扬人类高尚的情操、品格和道德，谴责、鞭挞罪恶，歌颂和追求人与人、人与自然和睦、和谐相处的美好境界。创造丰富多彩优美的艺术种类与形式、艺术形象与品味、艺术流派与风格。艺术也是人类创造力升华的结晶、人类文明进化的象征。

可见真善美的确是科学与艺术共同的目标与追求，科学家与艺术家在研究和描述的对象，创造新本质，及其真善美目标追求等方面是完全相通的。科学与艺术是人类文明的两朵奇葩，也是人类文明大厦的重要支柱。