科學(xué)與藝術(shù)之間到底存在什么關(guān)系？從表面上看，科學(xué)與藝術(shù)分屬不同學(xué)科，差異極大，科學(xué)具抽象性，藝術(shù)具形象性；科學(xué)重理性，嚴(yán)謹(jǐn)求真，依靠歸納與推理；藝術(shù)重感性，浪漫求美，依賴靈感與想象。
但從歷史上看，科學(xué)與藝術(shù)形影不離，共同描繪了人類燦爛的文明。正如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者李政道說(shuō)：“科學(xué)與藝術(shù)是一個(gè)硬幣的兩面，誰(shuí)也離不開誰(shuí)?！?/span>
求真求美是科學(xué)與藝術(shù)的共性
科學(xué)是求真的探索，藝術(shù)是求美的探索。而科學(xué)家像藝術(shù)家一樣追求美，藝術(shù)家像科學(xué)家一樣追求真，這是二者取得突破性成就的重要途徑。
英國(guó)理論物理學(xué)家狄拉克，在獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)說(shuō)：“理論物理學(xué)家的工作，就是以漫長(zhǎng)的一生追求美。”數(shù)學(xué)家邱成桐說(shuō)：“數(shù)學(xué)的美和藝術(shù)的美是相通的……真與美總是聯(lián)系在一起的，這種對(duì)美的探究和追求，是讓數(shù)學(xué)家不停鉆研的動(dòng)力?！敝挥袑?duì)科學(xué)從宏觀上和整體上有所領(lǐng)悟，對(duì)科學(xué)產(chǎn)生美感，才可能做出杰出成就。對(duì)美的探究和追求，讓科學(xué)家愿意克服種種困難，不斷攀登高峰，以獲得美的體驗(yàn)和精神享受。
同樣，藝術(shù)家求真也是造詣精湛的必由之路。黃金分割比例0.618是世界上公認(rèn)的最美數(shù)字，宇宙萬(wàn)物凡是符合黃金分割規(guī)律的無(wú)不是美麗的。這一神奇的數(shù)字具有很高的美學(xué)價(jià)值，廣泛存在于各種藝術(shù)品中，如名畫《蒙娜麗莎的微笑》和希臘的帕提農(nóng)神廟。在藝術(shù)創(chuàng)作中主動(dòng)運(yùn)用黃金分割規(guī)律，無(wú)疑是藝術(shù)境界出神入化的秘密通道。
從這個(gè)角度說(shuō)，科學(xué)與藝術(shù)更深層次的相通之處在于非功利的精神氣質(zhì)，體現(xiàn)在共同追求普遍性和永恒性，也就是既求真也求美。在這種境界中，所形成的科研成果和藝術(shù)作品往往具有里程碑意義。
在美的韻律中開辟創(chuàng)新捷徑
把握科學(xué)與藝術(shù)的共性，在科學(xué)研究中依照美的天性可以獨(dú)辟蹊徑。這方面的例子不勝枚舉。1996年，英、美三位科學(xué)家因?yàn)槌晒χ迫〔⒔沂玖薈60的特殊結(jié)構(gòu)，而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。出乎意料的是，C60結(jié)構(gòu)的靈感竟來(lái)自藝術(shù)作品！1985年，這三位科學(xué)家用激光轟擊石墨，形成了碳新的結(jié)構(gòu)形態(tài)，就是C60。他們要盡快發(fā)表論文公布這項(xiàng)成果，就必須給出其結(jié)構(gòu)。可是，當(dāng)時(shí)樣品數(shù)量太少，難以進(jìn)行儀器分析，他們靈機(jī)一動(dòng)，想到了1967年加拿大蒙特利爾世博會(huì)上，由藝術(shù)家巴克敏斯特·富勒設(shè)計(jì)的優(yōu)美球形結(jié)構(gòu)的美國(guó)館。C60是不是類似的球形結(jié)構(gòu)？十年之后，人們制作出足夠的樣品后，通過(guò)X射線衍射分析，證實(shí)了他們的設(shè)想。
追求實(shí)驗(yàn)美、理論美和方程美的非邏輯思維能夠助推科學(xué)研究。愛因斯坦的助手霍夫曼，在分析愛因斯坦成功的奧秘時(shí)說(shuō)：“愛因斯坦的研究方法，雖然以淵博的物理學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，但在本質(zhì)上，是美學(xué)的、直覺的?！笨茖W(xué)史上，有很多杰出科學(xué)家所采取的研究方法，本質(zhì)上是美學(xué)的、直覺的。這是一種沒有完整的分析過(guò)程與邏輯程序，而是依靠靈感或頓悟迅速理解并作出判斷和結(jié)論的思維，即靈感思維。錢學(xué)森把思維歸納為三種形式，即邏輯思維、形象思維和靈感思維。他認(rèn)為，科學(xué)創(chuàng)新離不開這三種思維方式。
當(dāng)然，藝術(shù)思維并不否定科學(xué)思維，當(dāng)科學(xué)家面對(duì)漫無(wú)頭緒的復(fù)雜現(xiàn)象，用已有的方式方法無(wú)從下手，而憑審美直覺提出簡(jiǎn)潔設(shè)想或理論，常常具有建設(shè)性。這樣做的前提是專業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)基礎(chǔ)，而單憑美感解決不了科學(xué)問題。
美是大自然天性和規(guī)律的表象
藝術(shù)美學(xué)思維之所以能為科學(xué)研究開辟捷徑，根本原因在于大自然在最基礎(chǔ)的水平上是按美來(lái)設(shè)計(jì)的，以和諧統(tǒng)一、簡(jiǎn)潔有序、高度概括等美學(xué)要素來(lái)審視，大自然本身就很美，美是大自然天性和規(guī)律的表象。而揭示大自然真相和規(guī)律的實(shí)驗(yàn)、方程、科學(xué)原理，以美的形式來(lái)呈現(xiàn)也算順其自然。愛因斯坦狹義相對(duì)論導(dǎo)出的質(zhì)能方程：E=mc ，將自然界普遍存在的質(zhì)量和能量，以極其簡(jiǎn)潔的形式呈現(xiàn)出來(lái)，成為美學(xué)史上和美學(xué)教科書中科學(xué)美的經(jīng)典。
再例如，歐拉公式、牛頓力學(xué)三大定律等著名理論，也是大道至簡(jiǎn)、大美天成。科學(xué)公式或科學(xué)理論越簡(jiǎn)單，概括自然現(xiàn)象越普遍，應(yīng)用范圍越廣闊，在美學(xué)上價(jià)值越高。
科學(xué)與藝術(shù)有著異曲同工之妙。遵循科學(xué)規(guī)律同樣是藝術(shù)創(chuàng)造的重要手法，從文藝復(fù)興時(shí)期畫家使用透視法，到21世紀(jì)用算法型塑藝術(shù)作品，以及電影《阿凡達(dá)》和《盜夢(mèng)空間》利用電腦技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作等，都是以科學(xué)之真求美。
比利時(shí)科學(xué)史專家喬治·薩頓認(rèn)為：理解科學(xué)需要藝術(shù)，而理解藝術(shù)同樣也需要科學(xué)。早在19世紀(jì)中葉法國(guó)著名文學(xué)家福樓拜就預(yù)言：“越往前走，藝術(shù)越要科學(xué)化，同時(shí)科學(xué)越要藝術(shù)化。兩者在山麓分手，回頭又在山頂會(huì)合?！彼囆g(shù)與科學(xué)之間，無(wú)論山上山下，始終心有靈犀。
總之，科學(xué)之美是客觀的，藝術(shù)之美則離不開人類。在主觀與客觀的相長(zhǎng)中，能開出異常瑰麗的花朵，結(jié)出奇異的碩果。這是科學(xué)家運(yùn)用形象思維，發(fā)揮藝術(shù)家想象力，取得重大科學(xué)突破給世人的啟示。
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