科学家与艺术之间的事例

古希腊神话中，有一位智慧女神叫雅典娜，她对森林中的阿里安德妮说：“挽起你的弓吧，向相反的方向各射出一支羽箭。当他们在飞行中相交的时候，世界就不是原来那个样子了！”它们带着截然不同的啸声，飞越了辽阔的时间和空间，今天突然在一点上重新相交了！在这两支羽箭相交的地方，呈现一片人类文明的奇花。人类射出的这两支飞箭就是艺术和科学。早在古希腊时代，科学与艺术就相互沟通、相互渗透。古代一些杰出的人才几乎都是精通科学与艺术的“通才”，如原子论的创始人德谟克利特（公元前460-370）被马克思称为“实验自然科学家和第一个博学多才的希腊人，”他同时又是一位杰出的哲学家和美学家，写下《论诗的美》、《论音乐》及《论绘画》等著作。欧洲文艺复兴时期更是人类历史上科学与艺术结合的伟大时代。意大利的达芬奇不但是大画家，又是大数学家、力学家、地质学家和工程师，他在许多领域都作出了举世瞩目的贡献。在文艺复兴后的几个世纪里，科学与艺术开始分家，并向着各己的学科纵深方向发展，虽然这是一种进步，但是一道不可逾越的鸿沟也在科学和艺术之间形成了。

科学思维通常被看作是抽象思维，而艺术思维则被认为是形象思维。因而，科学思维常常被表现为有规则的锯齿形或几何形，以代表它的严谨、逻辑、合理等特点。而艺术思维则被描绘成流动变幻的云或轻快飘逸的曲线，富于想象。随着近代科学的发展，人类又重新认识到科学与艺术之间不可分割的有机联系，认识到科学思维与艺术思维具有互补性。近百年来科学与艺术又产生了重新汇合的趋势。就拿音乐对科学的影响来说吧，音乐中一串串闪烁跳跃的音符，激发科学家们的想象力，唤起他们无穷尽的联想。一个严密、完美的创造思维过程，是人脑左右两个半球相互协调配合的结果。

古今中外许多优秀科学家具有精深的音乐修养。在科学史上，不乏科学家创造发明得益于音乐的有趣事例。如：18世纪大数学家拉格朗日，在意大利都灵的圣保教堂聆听圣乐时，萌发了求积分极值的变分法念头；德国物理学家海森堡，由于受音乐理论中泛音振动的频率是基音振动的整倍数的启发，做出了原子跃迁的基频与次频的实验；英国化学家纽兰兹受音阶的启示而发现了原子递增的规律从而创造了“八音律”表。至于20世纪两位物理学巨擘“相对论”的开创者爱因斯坦和“量子论”的开创者普朗克的小提琴与钢琴二重奏已成为科学界的美谈。

爱因斯坦是20世纪世界最杰出的科学家，音乐和物理伴随了他的一生。小爱因斯坦儿时并没有显露出天才，4岁还不大会说话，人们怀疑他是低能儿。 上小学时，除了数学外，其他成绩很差。该校训导主任甚至对爱因斯坦的父亲断言：“你的儿子将是一事无成。”爱因斯坦第一次报考苏黎世工业大学名落孙山，后到阿劳中学补习一年，才考入该大学的师范系。然而，正是这么个“低能儿”，终于成为20世纪最伟大的科学家，创立了震惊世界的“相对论”。在这一伟大科学理论的背后，音乐起了不可抹煞的作用。

爱因斯坦从小就受到良好的音乐教育，他的母亲让他学小提琴和钢琴，本意在于训练音乐技能，实际上她不自觉地为儿子安排了一个身、脑同步训练的最佳方案。音乐启迪了他的智力，为他打开了通向科学道路的大门。1912年8月的一个早晨，爱因斯坦喝完咖啡后走到钢琴前面开始弹琴，他时而弹几下，时而又停止，记下一些什么，接着他跟妻子说了一声：“我有一个奇特的想法，”然后就钻进楼上的书房，一个多星期未曾下楼。当他下楼时，把几张稿纸在妻子眼前摊开，稿纸上尽是一些奇怪的公式符号。这，就是后来震惊世界的“相对论”。

爱因斯坦酷爱音乐而且造诣很深，在整个科学生涯中，他心爱的小提琴总是陪伴着他。他经常在科学研究的暇隙中坐在钢琴旁弹奏贝多芬的乐曲，或者拉起小提琴，以便消除一下精神的疲劳。他谙熟巴赫、海顿、莫扎特等大师的作品，善于在音乐的演奏中驰聘想象，从而获得灵感的启示。这大大有助于他的科学研究。爱因斯坦说：“在科学思维中，永远存在着音乐的因素，真正的科学和真正的音乐要求同样的思维过程。”又说：“我在科学上的成就，很多是由音乐启发的。”

我国许多优秀的科学家也和音乐结下了不解之缘，数学家华罗庚，地质学家李四光以及钱伟长、梁思成等或会演奏乐器，或有很高的音乐修养。在著名的力学家钱学森的心目中不仅拥有一个辽阔无垠的科学世界，而且还拥有一个绚丽多彩的艺术世界。在艺术世界里，钱教授对文艺理论、音乐、诗歌、戏剧都很熟谙，其中钢琴为他所深爱，弹奏钢琴是钱教授最感愉悦之事。钱学森的夫人是著名的歌唱家，在中央音乐学院任声乐教授。钱学森、蒋英伉俪各自在科学与艺术领域的杰出贡献，深受世人仰慕崇敬，被称为科学与艺术完美的结合。

1999年蒋英教授执教40周年，中央音乐学院专门举办《艺术与科学》研讨会以示祝贺。钱老在书面发言中说：“蒋英在声乐表演及教学领域耕耘，而我则在火箭卫星的研制发射方面工作——她在艺术，我在科技。但我在这里特别要向同志们说明：蒋英对我的工作有很大的帮助和启示，这实际上是文艺对科学思维的启示和开拓！在我对一件工作遇到困难而百思不得其解的时候，往往是蒋英的歌声使我豁然开朗，得到启示。这就是艺术对科技的促进作用。至于反过来，科技对艺术的促进作用，那是明显的——如电影、电视等。总之，在纪念蒋英教授执教40周年之际，我钱学森要强调的一点，就是文艺与科技的相互作用。”

现代科学的飞速发展对音乐艺术产生巨大的影响。在作曲上，电子计算机成了神通广大的作曲家。音响的材料远远超出传统7个音或12个音的范围。例如运用光电转化技术可以把各种自然波移植到音乐领域中来，地震波、电磁波、宇宙射线，可见光谱直至人体的心脑电波都可成为电子音乐作曲家制作音乐的声源材料。计算机还能制作DNA音乐，将不同的DNA分子键同音阶7个音联系起来，就可使DNA数据乐谱化。这就是古希腊毕达哥拉斯学派“哪里有数，哪里就有美”这一古老论断的现代音乐实践，使枯燥的DNA数据注入情感因素并获得富有音响和节奏的美感。到目前为止，计算机作曲已开辟出传统音乐所没有的生命音乐、太空音乐、宇宙音乐等理性化的音乐，还有表现人和大自然情感交融的动物世界音乐、环保音乐等，表达出科学和人类情感相互沟通的信息。在演奏上20世纪80年代出现了能像真人那样面对乐谱手脚并用的机器人电子琴演奏家，一曲终了，还会礼貌地征求听众的意见：“我弹得如意吗？”90年代“无人演奏”钢琴也相继问世。

原先科学探索大自然，而艺术则探索人的心灵，如今艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，古希腊时代阿里安德妮向相反方向射出的两支箭最终相交了，科学和音乐的融合是21世纪发展的大趋势。

素材补充：

一、阿尔伯特·爱因斯坦，举世闻名德裔美国科学家，科学上的成就就不想多说了（现代物理学的开创者和奠基人，相对论、‘质能关系’的提出者），他同时也是以为出色的小提琴手（虽然算不上小提琴家），但是他一生之中酷爱小提琴，并且能够同其他人合奏贝多芬的钢琴、小提琴、大提琴三重奏（已经是相当专业的古典音乐作品了），他还曾经说过：“死亡对于我而言，就意味着再也听不到莫扎特的音乐了”。

二、德国物理学家普朗克，量子物理学的开创者和奠基人（1918年诺贝尔物理学奖的获得者），除了科学上的成就外，业余时间也是一位半专业级的钢琴家， 他演奏的钢琴曲难度觉不低于现代我国各音乐院校的大学生，爱因斯坦就经常 与他一起合奏。

三、意大利文艺复兴“三杰”之一的列昂纳多·达·芬奇，在艺术上的成就就不想多说了，他的名画《蒙娜丽莎》千古流传，然而他在天文（对宇宙观点的提出早于哥白尼的“日心说”），物理（发现了液体压力的概念，提出了连通器原理）、医学（近代生理解剖学的始祖）、军事发明（发明了簧轮枪、子母弹、三管大炮、坦坦克车(达芬奇)克车、浮动雪 鞋、潜水服及潜水艇、双层船壳战舰、滑翔机、扑翼飞机和直升机、旋转浮桥等等）、地质（根据高山上有海中动物化石的事实推断出地壳有过变动，指出地球上洪水的痕迹是海陆变迁的证明，这个思想与300年后赫顿在地质学方面的发现颇为近似。并且在麦哲伦环球航行之前，他就计算出地球的直径为7000余英里）方面均取得过巨大的成就，因此也不得不说他在作为一 位艺术大师的同时，也是一位出色的科学巨匠。

四、无独有偶，科学大师爱因斯坦自小就迷恋音乐。据《爱因斯坦传》介绍，他六岁练习拉小提琴，唯一的消遣就是音乐，他吮吸着人类文化最甘甜的乳汁，营造了一个安宁的精神家园。不管走到哪里，总是身不离提琴。在创建广义相对论的日子里，一遇困难，思索陷入困顿时，就不由自主地拿起琴弓。“音乐往往催化出爱因斯坦的科学创见和思维火花。在音乐的自由流淌中，深奥的理论物理学有了美妙的旋律。”（《爱因斯坦传》9页）他与比利时王后伊丽莎白是好朋友，王后喜欢音乐，二人在一起经常拉小提琴，成为一段佳话。

　五、科学家大多有极高的艺术素养。建筑学家梁思成酷爱中国古典文学，地质学家李四光学过作曲，数学家苏步青、华罗庚、谷超豪均爱古典诗词，多有诗集问世。数学家陈省身不仅喜下围棋，还是个武侠小说迷，与金庸交好，还以九旬高龄聆听金庸的报告，李远哲说陈省身像个老顽童。须知，武侠小说丰富的想象力对科学家是十分有益的。中国近代地理学和气象学的奠基人，卓越的大学教育家竺可桢是位文史大家，不仅西学渊博，国学功底也极深厚，对经、史、子、集及诗词，笔记、方志等广征博引，用于科学研究，成果丰硕。数学家丘成桐酷爱古典文学，《史记》中许多篇章能够背诵，可见下了多少工夫……

六、法比欧拉吉诺提女士是世界上最重要的科学家之一，当她仰望夜晚的星空，她看到的不仅是月亮、星星或是星河，她还看到更多。现年57岁的她，是欧洲核子研究组织(CERN)的第一位女性主席。在那里有来自世界各地超过110个国家的1万5千位科学家，每年研究经费高达美金12亿美元。CERN总部位于日内瓦，在它的地底下，有着全世界最大、能量最强的量子发射器。

吉诺提女士认为科学实验室创新的领航员，她推崇近代医学研究先驱亚伯拉罕佛列兹纳讲过的[无用知识的有用]( usefulness of useless knowledge)，她说:[量子力学可以说是完全无用的知识，但现在的电学完全需要它，像是我们现在每天用的GPS。]

事实上，吉诺提女士不是从小就梦想要当科学家。她的嗜好是音乐和艺术，从小学芭蕾舞的她，最早的志向是当名芭蕾舞者，梦想是进军米兰或是莫斯科皇家芭蕾舞团。除舞蹈外，她还获得钢琴学位，有能力成为职业钢琴家，但最后她却获得米兰大学的物理博士学位，从研究生开始就在CERN工作。她说:[我必须要做决定，钢琴家或是物理学家，最后我选择了物理学。自从我读了居礼夫人的自传以后，我很喜欢她把研究当成她日常生活一部分的态度。当她在家里厨房煮晚餐的同时，她也在隔壁房间替换放射线样本。]

她相信艺术与科学是可以相通的，这想法源自她对音乐的热爱。她说:[我从音乐中学到精确、创造力以及严谨的态度，这跟学习科学一样。音乐是我的生命，伴随我每一天。]

在大部分是男性霸占的科学领域，她说她很幸运，还没遇到被歧视的问题，但她知道性别歧视是存在的。她笑着说:[或许只是因为我粗线条没意识到。但我知道我很多女性同事在职场上被歧视，我们还需要努力，让每个人都有同等机会。]

在CERN，吉诺提女士努力推动[开放科学]的运动。她希望科学能在更多的场合被看见。让科学研究的成果开放在免费的期刊、软件或硬件上面，她说:[我们需要让科学知识广传于全世界，尤其是那些比较落后的国家。]

这几年来，吉诺提女士可以说是许多女性的模范。与她共事的科学家们都推崇她的谦卑，她对知识的追寻与她的研究成果是不需要言语就可以证明的成就。但这需要付出代价，她的朋友，物理学家巴特勒先生形容她是一个工作狂，但她也是一个斗士，为真理而战的斗士。他说:[我们活在一个真理不是太被重视的世界，我很开心还有人为真理而战。]