許多人的心目中，科學(xué)與藝術(shù)是很不相干的，科學(xué)追求的是真、藝術(shù)追求的是美，一個(gè)是理性的演繹，一個(gè)是靈感的發(fā)揮，沒(méi)有共通之點(diǎn)。這真是不幸的誤解。
古代的思想家把美與和諧劃上等號(hào)。希臘古典時(shí)代的大哲學(xué)家們認(rèn)為，美在于和諧，美應(yīng)當(dāng)是完美的。自然是美的，自然的規(guī)律也是美的，所以亞里斯多德說(shuō)，完美的天上物質(zhì)構(gòu)成的天體運(yùn)動(dòng)軌道，必定是完美的曲線(xiàn)。而最完美的曲線(xiàn)，就是圓，所以所有的天體都是以圓軌道運(yùn)行的。對(duì)比例和數(shù)字情有獨(dú)鐘的哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯，進(jìn)一步認(rèn)為，整個(gè)宇宙就是一種和諧，就是一種數(shù)，在數(shù)字之間有著能夠產(chǎn)生和諧關(guān)系的比例。據(jù)說(shuō)他發(fā)現(xiàn)了黃金分割比例，今天，在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方面的尺寸遵循這種比例建成的希臘神廟還對(duì)現(xiàn)代人的心靈產(chǎn)生巨大的肅穆感和美的戰(zhàn)栗。
千百年來(lái)，這些觀(guān)點(diǎn)深刻地影響了一代又一代的人，包括現(xiàn)代科學(xué)的兩位奠基人波蘭天文學(xué)家哥白尼和德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒。
哥白尼提出的日心體系理論，帶動(dòng)了近代科學(xué)思想的一場(chǎng)革命。在哥白尼的理論里，是地球，還有當(dāng)時(shí)知道的五個(gè)星體：土星、木星、火星、金星和水星一起繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，它們的軌道都是圓。按古希臘哲學(xué)家的觀(guān)點(diǎn)，宇宙應(yīng)當(dāng)是和諧的，而和諧的軌道應(yīng)當(dāng)是對(duì)稱(chēng)的，具有最大對(duì)稱(chēng)性的運(yùn)行軌道是圓。另一位大天文學(xué)家開(kāi)普勒進(jìn)一步想從和諧對(duì)稱(chēng)的原理來(lái)確定這六個(gè)行星的軌道，他用幾何學(xué)中除了球體之外，有著最大對(duì)稱(chēng)的幾何體是正多面體的原理，利用自然界存在的五種正多面體，做出六個(gè)行星的圓軌道所在的球面，定出這些軌道。又由于和諧的要求，天體在這些圓形軌道上應(yīng)當(dāng)作勻速運(yùn)動(dòng)，這樣就可以確定這些天體的公轉(zhuǎn)周期，1596年開(kāi)普勒把這些想法和結(jié)果寫(xiě)成專(zhuān)著。
當(dāng)時(shí)歐洲最負(fù)盛名的天文觀(guān)測(cè)家，丹麥人第谷讀了專(zhuān)著，給了作者一個(gè)忠告：“首先要通過(guò)實(shí)際觀(guān)測(cè)來(lái)為自己的觀(guān)點(diǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，由此提高，才能深究事物的根由。”開(kāi)普勒聽(tīng)從了這個(gè)忠告并獲得第谷畢生累積下來(lái)的系統(tǒng)的、極為精確的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，使他得以作出科學(xué)史上劃時(shí)代的三個(gè)大發(fā)現(xiàn)。頭一個(gè)是行星的軌道是橢圓曲線(xiàn)；第二個(gè)是行星在軌道上的運(yùn)行不是勻速運(yùn)動(dòng)?？雌饋?lái)開(kāi)普勒最后的發(fā)現(xiàn)完全偏離了他最初對(duì)和諧的想像，然而事實(shí)上，在他的三大發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的牛頓力學(xué)的更高的基礎(chǔ)上，這些發(fā)現(xiàn)又是如此令人震驚地和諧。
和諧與對(duì)稱(chēng)是緊密地聯(lián)系起來(lái)的。到過(guò)北京故宮的游客，誰(shuí)不被那組巨大的建筑群的對(duì)稱(chēng)與和諧所震懾呢？在古典的繪畫(huà)、雕塑和音樂(lè)里，處處體現(xiàn)了對(duì)稱(chēng)與和諧的美。
在自然界，對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象是一個(gè)很常見(jiàn)的現(xiàn)象，對(duì)稱(chēng)性分析能夠把許多問(wèn)題高度簡(jiǎn)化。但是，在這現(xiàn)象的背后有著極為深刻的內(nèi)涵，它導(dǎo)致本世紀(jì)的物理學(xué)中一個(gè)非常深刻的重大發(fā)現(xiàn)，就是對(duì)稱(chēng)性和守恒律的內(nèi)在聯(lián)系。
不過(guò)如果只有對(duì)稱(chēng)，那么美術(shù)里只剩下圖案，科學(xué)里也沒(méi)有了許多學(xué)科。音樂(lè)里的情況也是一樣，完全和諧的樂(lè)曲是沒(méi)有表現(xiàn)力的。
在十九世紀(jì)就要結(jié)束之前，至少在物理學(xué)，似乎對(duì)和諧的追求已經(jīng)達(dá)到極致。當(dāng)時(shí)已知的物理現(xiàn)象都可以歸納到力學(xué)、電磁理論、熱力學(xué)等高度完美的理論框架里。傳統(tǒng)的完美起碼要符合完整、清晰的概念，但是在新的物理學(xué)里情況卻不是這樣，傳統(tǒng)的清晰性被新理論內(nèi)稟的一種不確定性所代替，而完整性只有在統(tǒng)計(jì)和幾率的意義上才能談到，這使得愛(ài)因斯坦對(duì)《量子力學(xué)》進(jìn)行畢生的質(zhì)疑。
在藝術(shù)里相應(yīng)的變革來(lái)得稍稍早些，那就是由向?qū)ΨQ(chēng)與和諧的古典美挑戰(zhàn)的印象派開(kāi)始的新潮流。
在音樂(lè)領(lǐng)域中，印象派音樂(lè)的始創(chuàng)者法國(guó)人德彪西的和聲與旋律的巨大天才很快就征服了傳統(tǒng)的聽(tīng)眾，使他們領(lǐng)略到這個(gè)流派帶來(lái)的前所未曾感受過(guò)的美。往后斯特拉文斯基作曲的芭蕾舞劇《春之祭》，從一個(gè)新的角度描寫(xiě)了本來(lái)在自然就存在的現(xiàn)實(shí)，和諧與不和諧、對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)，都是客觀(guān)存在的。
二十世紀(jì)的科學(xué)與藝術(shù)經(jīng)歷了令人目眩的發(fā)展，從美的角度看，特點(diǎn)是遠(yuǎn)離了古典的對(duì)稱(chēng)與和諧，用科學(xué)的術(shù)語(yǔ)說(shuō)，引入的不對(duì)稱(chēng)和不和諧的量越來(lái)越大。1957年，物理學(xué)家李政道和楊振寧提出一個(gè)理論說(shuō)：并不是所有的對(duì)稱(chēng)性都被自然尊重，物理學(xué)家吳健雄精密的實(shí)驗(yàn)證明這是對(duì)的。在李和楊提出的理論里，左和右百分之百地不對(duì)稱(chēng)！于是，物理學(xué)中開(kāi)始了一個(gè)研究對(duì)稱(chēng)性被破壞的新浪潮。研究的結(jié)果使科學(xué)家對(duì)于自然中對(duì)稱(chēng)性的深刻內(nèi)涵又有了進(jìn)一步的了解：對(duì)稱(chēng)性確定物體的運(yùn)動(dòng)方程，而對(duì)稱(chēng)性的破缺決定物體之間的相互作用。在這個(gè)基礎(chǔ)上，一些物理學(xué)的基本理論———電磁現(xiàn)象和弱作用現(xiàn)象的理論及廣義相對(duì)論顯示出空前的、驚人的美。
在藝術(shù)領(lǐng)域，即便經(jīng)歷過(guò)從莫奈到法國(guó)印象派高更的沖擊，但是康定斯基、畢加索、夏加爾的作品還是使人們感到不知所措。這種惶惑藝術(shù)家也有，畫(huà)家畢加索不斷在改變自己的風(fēng)格，作曲家勛伯格和斯特拉文斯基不斷推出半音階音樂(lè)、無(wú)調(diào)性、十二音體系、多調(diào)性等等。
在科學(xué)領(lǐng)域里，人們?cè)絹?lái)越多地聽(tīng)到了大爆炸、混沌、大爆發(fā)等等新的詞句。20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)了宇宙起源的大爆炸理論，到了60年代，科學(xué)家直接得到支持大爆炸理論的觀(guān)察證據(jù)。我們的宇宙在時(shí)間和空間上都不是永恒的，宇宙本身就是從大混亂中誕生，也可能最終走向一個(gè)大混亂的結(jié)局。雖然這個(gè)理論從根本上背離從古典時(shí)期到浪漫主義時(shí)期關(guān)于宇宙是最完美的藝術(shù)作品的概念，但這畢竟是客觀(guān)實(shí)在。
是不是一切新的探索最終都?xì)w結(jié)到美呢？不一定。在科學(xué)上一切探索都最終要經(jīng)受實(shí)驗(yàn)的考驗(yàn)的，而在藝術(shù)上則是時(shí)間的考驗(yàn)。如果它們確是被挖掘到的世界的一個(gè)新的方面，那它們是美的，美不能先驗(yàn)地規(guī)定。
回顧已經(jīng)過(guò)去的20世紀(jì)，人類(lèi)有理由為文明在這100年里的突飛猛進(jìn)自豪，但也應(yīng)當(dāng)充分地認(rèn)識(shí)到一個(gè)事實(shí)：我們解決的問(wèn)題遠(yuǎn)沒(méi)有我們發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題多，我們馳騁過(guò)的領(lǐng)域遠(yuǎn)沒(méi)有我們未曾涉足的領(lǐng)域大。這就是今后藝術(shù)和科學(xué)繼續(xù)發(fā)展的根據(jù)，也是今后人們美學(xué)觀(guān)要繼續(xù)發(fā)展的道理。重大的藝術(shù)成就總是給人們帶來(lái)慰藉，而重大的科學(xué)成就則并非必定如此。
不過(guò)從美的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，怡人的美和悲愴的美同樣動(dòng)人，同樣有追求的價(jià)值。（中國(guó)科學(xué)院院士冼鼎昌）
