论美育的科学化

      中图分类号：G40-014　文献标识码：A　文章编号：1000-2677(2002)02-0065-05

      美育是有目的、有计划、有组织地通过美的事物，培养学生的审美能力，同时促进他们德智体美劳等各方面素质全面和谐发展的教育，是全面发展教育及当前素质教育、创新教育等不可或缺的重要构成部分。要使美育在促进人全面和谐发展的教育中发挥其应有的作用，不仅取决于人们美育观念的转变、对美育价值的认知程度和进行美育实践的勇气，而且更取决于美育自身建设的科学化。

      “科学化”的概念，在严格意义上至少包括三个要素：理论系统化、实验化、数学化（量化）。那么美育，也许在整个教育学及其研究界，被认为是理论最不成熟、实验最不充分、数学化最为困难的领域，怎么才能走向科学化以成为真正的教育科学的一个组成部分，也从而能对整个教育的科学化建构作出贡献并提供最具说服力的范例呢？实现科学化的过程，必须跨越一系列认识上的障碍，首先就是必须对科学与美、科学教育与美育等之间的关系作出合乎逻辑的解释。

      一、科学美与美育

      科学中是否有美，美中是否有科学？表面看起来只是个科学与美的关系问题，实质上却是美育能否真正实现科学化而必须弄清的一个基本前提。

      “美无处不在”这句话几乎成为了全人类的名言。如果对之作进一步阐释，那就是美不仅典型地存在于艺术领域，而且存在于自然、社会、科学等人类所能触及到的一切领域。在这些美中，科学美是最令人费解的，以至在许多关于美学与美的著述中，谈到科学美时都显得有些力不从心、牵强附会。原因之一是，我们长期以来忽视了一个十分重要的事实：如同对艺术美的深刻认识和体验只有从艺术家那里去找一样，对科学美的深刻认识和体验也只有到科学家那里去找。当我们悟到这个事实的真理性再精诚地叩开神圣的科学大门，走进科学家的视野时，才会发现那里面果真是金光灿烂，美丽无限！有一套现代科普丛书尤其值得一看，这就是由湖南科技出版社1992年开始出版的“第一推动丛书”。这些书均由当代世界各学科领域前沿的著名科学家撰写，由一大批中国留学博士、教授翻译成中文。物理学、数学、生物学、计算机（电脑）、天文学等等，科学家们对他所从事的那一专门研究领域及其成果，用了深邃的思想、情感和极美丽的语言写成，几乎每一本书都激情满怀地谈到了科学之美以及科学家们对之无限强烈和执迷的追求，若与艺术家论艺术美相比，科学家论科学美的深刻度与激情真是有过之而无不及。美籍华人、诺贝尔物理学奖金获得者杨振宁博士1997年在中国著名高校的一场精彩的巡回演讲《美与物理学》[1]，则可以看成是对各个领域科学家们之于科学美的认识和追求的高度概括，其对于科学美的表征、科学与美学系统的相关研究以及美育的科学化构成等有重要启迪。

      杨振宁博士指出，整个物理学研究实际上由三大层次构成：实验、唯象理论和理论架构，而物理的美与之相应也有这三个层次（如下面框图所示）。他以自然界中虹和霓这两个物理现象为例：雨后初晴或晴天有水雾的地方，当阳光从某种角度照射上去时，就会产生虹和霓的现象，像升腾在空中的彩带，光艳夺目十分动人。物理学家对这一美丽的自然现象不仅赞叹欣赏，而且还一定要研究其为什么会如此生成。于是，首先从“实验”开始，进行现象观测；然后对其产生原因（因果关系）作本质抽象，形成“唯象理论”；然后再对众多同类现象及关系进行本质抽象，即对若干唯象理论再归纳，便形成了具有高度抽象和更大普适性的“理论架构”。

      

      杨振宁博士说，整个物理学通过众多的实验和唯象理论以后，最后的精华便是那为数不多的、概括度极高且简洁优美的理论架构了，表现为下面这些经典方程式：

      牛顿的运动方程式

      麦克斯韦方程

      爱因斯坦的狭义与广义相对论方程

      狄拉克方程

      海森伯格方程

      他说：“此外最多还有四、五个方程”，而“把这些方程写在一起就是整个物理学的理论架构，这个可以说是真正包罗万象。了解了这些理论架构以后，你所得到的感受我认为可以说这些方程式是造物者的诗篇，因为它们用了非常浓缩的语言，而能够把这么广大的宇宙之间包罗万象的物理现象给它准确地描绘了出来。”他进一步借用W·Blake有名的诗句来描述了物理“理论架构的浓缩性和它们像诗一样的诗意”：

      一粒砂里有一个世界

      一朵花里有一个天堂

      把无穷无尽握于手掌

      永恒宁非是刹那时光

      在将物理的美归纳为三个层次并列举生动的实例加以说明之后，他还将物理学的美感归纳为：神秘感、畏惧感、庄严感、神圣感、崇高感等。

      杨振宁博士关于美与物理学的深刻体验和见解实际上也是他对美与科学、对所有科学之美的深刻体验和见解（在《杨振宁论文集》中，我们还看得到他的另一篇谈科学美的演讲稿《我钦佩数学美的力量》）。所有的科学都像物理学那样，致力于大自然乃至人类社会现象及规律的研究，致力于那些使自然和人类得以和谐生存发展的内在规律的研究，而这些规律也都可以统称为是美的（和谐的）理论架构或美的规律。

      对科学美的阐述在杰出的科学家那里频频可见。许多科学家将整个科学美归纳为简洁美、有序美以及对称美、均衡美、和谐美等范畴。其中尤以简洁和有序为科学之美的最基本品格。这些科学美基本范畴也是科学基本特征的概括和确定，对科学美、科学教育、美育以及整个教育的科学化构成，提供了非常宝贵的逻辑启示。