李醒民發布時間： 2006-02-07 01:34 **：光明**
內容提要美在科學中發揮著神奇的作用。科學美主要體現在實驗美、理論美和數學美三個方面。科學美的標準，也就是科學理論體系的審美性質或審美要素，它們足以打動鑑賞者。
科學審美是科學家從事科學探索的強大動力，也是聯結科學文化和人文文化的紐帶，是推
動科學進展的必不可少的力量。對科學理論而言，不美的理論儘管為真，也是一種缺憾，是其不完備的表現。當然，在科學中，唯美主義也並不可取，尤其是在經驗的自然科學中。
20世紀法國女神秘主義者、社會哲學家韋伊曾經這樣寫道：「科學的真正主題是世界之美。」韋伊提出的命題雖然簡短，但卻富有深意。
的確，科學是理智的詩歌，科學研究是一門藝術，科學本質上是藝術事業。在科學發明或發現的過程中，在對科學的學習和鑑賞中，人們能夠在精神上獲得審美的愉悅或理性的驚嘆，並體驗到類似宗教般的讚賞和敬畏之情。在審美的高峰體驗中，人們熱愛和迷戀科學。
同樣在審美的高峰體驗中，人們出神入化、物我為一，從而有可能洞察實在本質，把握宇宙的韻律。皮爾遜說得好：「在我們人的存在中，有一種無法用形式的推理過程滿足的要素；它就是想象的或審美的側面，詩人和哲學家求助於這個側面，科學要成為科學的，也不能無視這個側面。
」儘管在科學中沒有美的嚴格的定義，但是美在科學中確實存在著，它的確發揮著神奇的作用。誠如海森伯所說，美的王國遠遠延伸到藝術領域之外。它無疑也包括科學在內的精神生活的其他領域，自然美也反映在自然科學的美之中。
「我們可以開誠布公地說，在精密科學中，絲毫也不亞於在藝術中，美是啟發和明晰的最重要的源泉。」愛因斯坦也表明：「在技藝達到乙個出神入化的地步後，科學和藝術就可以很好地在美學、形象和形式方面結合在一起。
偉大的科學家也常常是偉大的藝術家。」
科學中的美被稱為科學美。科學美主要體現在實驗美、理論美和數學美三個方面。實驗美包括實驗現象之美、實驗設計之美、實驗方法之美、實驗結果之美;理論美分為描述美、結構美和公式美;數學美包括理論的數學表達的質樸美、和諧美和涵蓋美。
就其本質和主體而言，科學美屬於理性美的範疇。科學美除了科學理論體系的形式美之外，更重要的是它的內容美或內涵美——波蘭尼把它定義為促使建立「與實在的新接觸」。由科學美的界定順水推舟，可以把數學美界定為數學理論體系的美——數學美不需要與實在接觸，不需要與觀察和實驗資料和諧一致。
數學美從兩方面講可以囊括在科學美之內：數學是科學的乙個分支，數學美不用說屬於科學美；發達的科學已經數學化或至少大量地運用數學，數學美當然是該門科學的美的乙個組成部分。因此，數學美不僅使數學美不勝收，也給科學美錦上添花。
麥克斯韋這樣描繪數學美：「我總是把數學看作是獲得事物的最佳形態和維度的方法；這不僅是指最實用的和最經濟的，更主要是指最和諧的和最美的。」羅素對數學美的酷愛和稱賞溢於言表：
「數學，如果正確地看它，則具有至高無上的美——冷峻的和簡樸的美，像雕塑之美一樣。這種美不是投合我們天性的微弱的方面，這種美沒有繪畫或**的那些華麗的裝飾，它可以純淨到崇高的地步，能夠達到嚴格的、只有最偉大的藝術才能顯示的那種完美的境地。一種真實的喜悅的精神，一種精神上的亢奮，一種覺得高於人的意識——這些是至善至美的標準，能夠在詩裡得到，也能夠在數學裡得到。
」判斷科學理論體系的美的標準或科學美的標準是什麼？所謂科學美的標準，也就是科學理論體系的審美性質或審美要素，它們足以打動鑑賞者，而且鑑賞者也用典型的審美語彙描述它們。現代科學美學大師彭加勒賦予科學美以雅緻、和諧、對稱、平衡、秩序、統
一、簡單性、對照、適應、奇異、思維經濟等涵義——它們都是科學美和數學美的標準。也許彭加勒覺得標準眾多，易於使人無所適從，所以他乾脆一言以蔽之：「世界的普遍和諧是眾美之源」，「惟有這種內部和諧才是美的，從而值得我們努力追求」。
在這方面，當代的自然科學家也有他們的獨特看法。天文學家錢德拉塞**過一系列詳細的例子提出，物理學的審美基礎和標準的關鍵方面是：自然的描述必須是自然的；它不能是特設的；洞察必須是有想象力的，即超越了手頭明顯的資料和觀念；它必須具有奇妙的或未曾料到的成分；洞察可以被其他花時間和精力重新創造它的人證實；當把原理的概括性擴大到先前分離的現象的極其廣闊的範圍時，在缺乏簡單性和可證實性時，數學的整體性、內部一致與和諧的融貫可以作為替代。
物理學家溫伯格相信，自然定律具有簡單性和必然發生性。由於簡單性，基本的自然定律是有限的。由於必然發生性，乙個定律的性質必須與整體聯絡，並受其他定律的性質制約。
於是，他把這兩個標準用來定義美：「完善的結構之美，萬物完全適應之美，無事物是可變的之美，邏輯嚴格性之美。」
在科學中，科學審美具有比人們預想的還要大的功能。從外部講，科學審美是科學家從事科學探索的強大動機和動力，也是聯結科學文化和人文文化的紐帶或溝通二者的橋梁。從內部（科學理論本身）講，科學審美是推動科學進展的必不可少的力量——科學發明的突破口和科學評價的試金石。
對於大科學家來說，把科學審美作為科學探索的動機並非例外，而是一種十分普遍的現象，從近代科學的開端哥白尼到當代的科學大家都是如此。科學審美也是一種紐帶或橋梁，可以使兩種文化的裂痕得以彌補。科學審美賦予科學以某種文化品位和價值、人性因素和人情味。
科學家像詩人一樣，憑藉相同的審美源泉作為他的經驗的主要組分。在這種意義上，審美能夠重新整合經驗決定性的官能。簡言之，審美維度可以是橋梁，把作為科學的客觀的東西與作為人性的主觀的東西統一起來，從而把兩種文化的**和我們自己的人格**彌合起來。
費希爾甚至這樣說過：人的努力能夠在致力於發現美中圍繞真統一起來。沒有科學的美學沒有用處，沒有美學的科學沒有價值。
具有美學的科學能夠擁有價值。
科學審美在科學發明或科學發現中起著舉足輕重的作用。由於科學理論的主要物件是表達在自然界中發現的和諧，因此這引誘人們把滿足審美判斷的東西作為科學來接受，其結果也往往不會使科學家受騙。尤其是，在新的科學概念和原理湧現的瞬間，無意識的審美鑑賞和審美選擇甚至是決定性的。
一句話，科學審美是科學發明或科學發現的突破口。進而言之，劃時代的科學發明很可能導致科學革命，因此科學審美也與科學革命具有不解之緣。費希爾指出，當合理性遭遇它的限度，對開明的理性的求助不再幫助我們時，那麼思維的對位型式即情感可以幫助我們。
情感是通過我們的感覺釋放的，情感幫助我們感知世界和辨認價值。這裡所謂的情感，主要指的就是科學審美感。
科學審美不僅是科學發明或科學發現的突破口，而且也是科學評價或科學辯護的試金石。實際上，這兩個過程往往是交織在一起的，很難把二者截然分開。前述的科學美標準都是科學家評價理論的工具。
在這裡，我們僅列舉兩位有代表性的科學家的做法。赫茲借助三個標準構成選擇理論影象的法則。除了邏輯一致性和經驗適當性或與現象符合之外，還有簡單性和獨特性。
愛因斯坦使用雙標尺評價科學理論——外部的確認和內部的完美。其中，後者就是乙個美學標準，即理論的前提（基本概念和基本關係）的「自然性」和「邏輯簡單性」。對科學理論的美學評價可以對經驗評價起補充和輔助作用，在經驗證據不足時甚或起舉足輕重的作用。
關於美和真的關係，恰當的立場也許是，在美和真之間保持必要的張力——美的或簡單的（簡單性是科學美和數學美的重要標準，在某種意義上可以說，簡單即美，美即簡單）東西不必為真，也不可能使所有美的東西都變成真的東西。真也不見得就美，但是要使真的東西盡可能地完美，它確實也能臻美，也會變美；特別是對科學理論而言，不美的理論儘管為真，也是一種缺憾，是其不完備的表現。愛因斯坦就是一位善於「到數學的簡單性中去尋求真理的唯一可靠源泉」的科學家。
他說：「邏輯上簡單的東西，當然並非必須是物理上為真的東西；但是，物理上為真的東西卻是邏輯上簡單的東西，即是說，它在基礎上具有統一性。」此外，美（簡單）可以作為真的指南。
當然，在科學中，唯美主義並不可取，尤其是在經驗的自然科學中，儘管在數學中唯美主義也許是有相當的理由的。
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