提要 本文讨论了科学美的概念，并对物理学的科学美形态、科学美特征作了初步的探析。 关键词 科学美 科学美形态 科学美特征 物理学是自然科学中最成熟的一门科学。在漫长的成长、发育过程中，它以自然界中无限丰富的物理客体、物理现象为研究对象，以不停地改进和发展着的科学实验技术为依托，在不断修正、充实和拓展自己的理论体系的同时，不断完善着自身的理论结构，使之臻于简洁、严谨、和谐。所以，当人们从外部眺望物理学大厦时，无不为它的宏伟壮阔而惊叹；而当你走进物理学的各个理论殿堂时，又必然被它的瑰丽多姿又整然有序所倾倒。物理学太美了！这是自然界物质运动内在美的集中反映，是自然科学美的典范。 一、关于美和科学美的概念 在由自然界和社会组成的物质世界中，存在着两种现实美的形态：自然美和社会美。众所周知，这两种形态的现实美反映在艺术家的作品中，就表现为艺术美。毫无疑问，社会美还反映在社会科学的研究成果之中，自然美也必然在自然科学中以其特有的方式表现出来。 作为客观存在的自然界，总是按照固有的规律在不停地运动、变化着。各种运动形态既互相联系、互相作用，又互相协调、互相制约，构成一幅和谐的、永恒的物质运动图景。在这幅图景中，人们看到物质形态丰富多样，运动形态千变万化，处处显示出美的形象，焕发出美的光彩，给人以愉悦的感受，激发起人类探索自然，认识自然的无穷欲望。在本世纪之交，著名法国物理学家、数学家彭加勒曾经这样说过：科学家探索自然，“是因为他喜欢它，他之所以喜欢它，是因为它是美的。如果自然不美，它就不值得了解。”又说：“这种美在于各部分和谐秩序，……正是这种美使物体，也可以说使结构具有让我们感官满意的彩虹般的外表。”①对于自然界的美，人们可以从不同的视角去审视它、研究它、描画它。如果说，艺术家主要侧重于从表现上、形象上去认识和反映自然界的美，那么，自然科学家则主要是从物质运动的有序性、规律性、合理性及和谐性等方面去揭示自然界的美。恰如英国哲学家斯宾塞所言：“一个从未从事过科学研究的人，永远难以了解日常他所生活的环境里，处处存在着奇情丽景，宛如诗般的节奏和韵律。”②自然科学家们的工作，反映在他们创造性思维的成果——科学理论上，则表现为科学美。 顾名思义，科学美是指在各种科学理论及科学方法中所蕴含着的众多美的形态（方式、结构、图象等）和美的价值，它是从科学研究的层面上所反射的现实美的光辉及其美的价值的统一体。 古往今来，谈美论美的学者名流不知凡几，但绝大多数只是从艺术的角度去进行讨论的，甚至18世纪德国大哲学家康德还在他的美学专著《判断力的批判》中断言：“没有美的科学，只有美的艺术，……至于一门科学，若作为科学而被认为是美的，它将是一个怪物”。可见，与艺术美相比较，人们对科学中美的感知是比较迟钝的，因而造成了对科学美研究的散漫无力与自然科学自身的飞速发展的强烈反差。 实际上，科学研究和艺术创作虽然工作目的、实现手段和表现形式有很大差异，但从根本上来说，二者均以客观世界为对象，从纷乱中找出秩序，从现象中认识本质，从变化中揭示规律；都是主体与客体的相互作用过程，都渗透着人的主观能作用和创造精神，体现出人类的智慧才能和本质力量。因此，二者具有内在的、本质的共性和互补性，是人类文化宝殿中的两翼，同样焕发着美的光辉。有人曾经这样形象地描述过：“当艺术家站在艺术的领地里，用哲学家的头脑去思索人和自然的本质问题时，他的一只脚已经不由自主地踏上科学的领地，反过来，科学家也是这样。然而，也正是在这时，他们才发现永恒的美。”③所以，我们敢于断言，美并非艺术的专利。正如维纳所言：“任何学派都不能龚断美，美就同秩序一样，出现在世界许多地方。”④ 自然界是美的，正确反映自然界运动规律的科学理论也必然是美的。科学史家W.丹皮尔在评论牛顿理论体系时这样写道：“牛顿赋予世界画面的惊人的秩序与和谐所给我们美感上的满足，超过凭籍任何天真的常识观或亚里士多德派范畴的谬误概念或诗人们的神秘想象所见到的、万花筒式混乱的自然界。”虽然科学理论缺少感性形象，但科学家在欣赏某一科学理论（如牛顿理论、爱因斯坦相对论等）时所产生的美感，并不亚于艺术家欣赏某一艺术作品或大自然某一奇观时所产生的快感。彭加勒在谈论数学美时曾作过这样的生动描述：“数学行家能由此获得类似于绘画和音乐所给的乐趣……他们惊叹不已，他们感到美的特征，尽管感官没有参与，他们难道不乐在其中吗？”⑤德国物理学家玻恩在赞美爱因斯坦的广义相对论时这样写道：“它在我看来象是一件伟大的艺术作品，从远处看去真令人喜爱和值得赞美。”很显然，数学家们之所以乐在其中，广义相对论之所以被视为伟大的艺术作品，盖因科学美使然。 然而，究竟什么是科学美？这牵涉到对美的概念的认识。在大多数美学论著中均认为：“美是一个感性具体的存在”，“美是由视觉和听觉产生的快感”，“美是包含或体现社会生活的本质规律，能够引起人们特定情感反应的具体形象（包括社会形象、自然形象和艺术形象）”。⑥科学美予人以快感，但主要不是通过感官的直接感知所至，也不是主要依靠具体形象。故此，在讨论科学美概念时，似乎有必要对美的概念作适当的扩充。是否可以这样认为，美是在一定的时空中予人以快感、从而能愉悦人、感化人和陶冶人的特定的具体形象或信息形态。基于这样的认识，或许我们能够更好地去探讨科学美概念的实质。
