科學與藝術
科學與藝術關聯的四個層次
本文刊于2019年11月12日《信睿周報》，第20—21頁。
科學與藝術成為跨越科學與人文領域的熱點問題已經有許多年了。我們不時地看到有一些相關的活動、項目和展覽在舉辦，其中一些還有非常高端的人士參與。在基礎教育、大學通識教育的改革中，對科學教育和藝術教育來說，科學與藝術之關聯和素養也成為被關注的焦點之一。然而，如果仔細觀察，就會發現，在這個議題成為熱點的同時，其成果在表現形式和質量水準上，還存在諸多的問題和不足。例如，除了少數意識到其重要性的真正熱心者之外，許多高端人士的參與，往往只是被臨時拉進來，發表一些樸素的感想，或是做些基于其本職工作的聯想和發揮，但這些參與、觀點和言論，卻并未基于扎實的學理性研究。許多相關作品的完成，經常也只是在科學與藝術之間建構了比較表面化的關聯，甚至只有相對牽強的對接。這些不足的存在，使得科學與藝術這一領域的發展并不理想。造成這種局面的重要原因之一，則是在此領域中深入、扎實、系統的學理性研究的缺乏。或者說，科學與藝術在國內現在還只是一個被提出的問題，或者被關注的主題，還沒有形成一個成熟的研究領域。
探討科學與藝術的一個前提，是這兩者間存在著領域間的差異。其實，審美和求知本是人類自在的天性，與生俱來。本來無所謂科學與藝術的之分，只是隨著人們在近代的從事認識和創作活動的細化分工，才出現了科學與藝術的不同領域的劃分，甚至于科學和藝術本身也是作為近代概念才出現的。分工使科學和藝術異徑而走，分工也分化了人類的心智，分化了審美和求知。于是，至少從表面上來看，似乎是藝術在追求審美之中疏遠了規律，科學在追求規律之中遮蔽了審美。如果用更為現代的概念來講，科學與藝術的分化，也是從20世紀50年代以來被人們討論更多的“兩種文化”（即科學文化與人文文化）之分裂的具體表現之一。而現在人們關注科學與藝術，實際上的潛臺詞則更多是要彌合這種分化，將兩者融通起來。
但這種分化也不是絕對的，雖然大多數普通的科學家和藝術分別只在自己的領地上耕耘，但在科學領域，以及藝術領域，以更高層次的超越性眼光甚至行動來關注和借鑒對方的科學家和藝術家也還是有一些人的。例如，一些頂級的大科學家在達到其超越的層次后，對科學問題的思考往往會自然地與哲學相聯系，也帶有著藝術和審美的立場。這一點在物理學家當中表現得尤其突出，愛因斯坦、海森伯、狄拉克等這樣的科學大師就是其中的典型。例如量子力學的奠基者之一狄拉克曾指出，上帝用美妙的數學創造了世界，描述自然的基本規律的方程必須包含偉大的數學美，而這種數學的美對于科學家來說就像宗教一樣。而許多藝術家對科學和技術之發展和發現的關注也同樣值得注意。
正是基于這樣的現實，在國際上，以科學與藝術為主題的研究也有相當一些成果，盡管這些研究往往分散在各個不同的學科和學科交叉地帶，并且不一定冠以科學與藝術的標簽，但顯然是屬于這個主題或者與之密切相關的學術研究。反觀國內，由于我們在學術制度上更受限于學科的約束，在制度上并不真正鼓勵跨學科的研究，而科學與藝術在我們的分類系統中又不是一個獨立的學科，因而在相當程度上影響到對科學與藝術的深入的學理性探討。
面對現實中的科學與藝術的分化，人們在談論其間的關系時，往往是在不同的層次上。
其一，兩者間非常表面層次上的聯系。這也是國內關注科學與藝術的最常見的情形。例如，當看到某些科學家也會演奏樂器，也會創作藝術作品，也有很好的藝術修養；當看到某些藝術家對科學的問題有興趣，或者聽他們說自己有這種興趣時，便延伸地斷定為這就是科學與藝術的結合。又比如，在設定要結合科學與藝術的前提下，讓藝術家臨時抱佛腳地去聽聽科學家的講座，看看科學實驗室，然后便似是而非、似懂非懂地按照想象去創作一些表現科學主題的藝術作品。如此等等，雖然說這樣的努力也有一定價值，但對于真正溝通科學與藝術，顯然不可能起到什么實質性的作用，更多只是助興式地湊個熱鬧而已。當然，如果就人的全面發展來說，同時具有良好的科學修養與藝術修養，本來也還是很理想的事情。
其二，在具體的技術性應用層面上的聯系。例如，在藝術中的應用科學與技術手段。尤其是近些年來，圖像制作、光學技術、計算機技術、網絡傳輸、新材料、新工藝等手段在藝術創作中越來越多地得到利用，給藝術創作帶來諸多新鮮的展示形式，這也被認為是在科學與藝術間形成了密切的關聯。這比前面所說的表面上的關聯更為實際，但也還只是在一種具體技術應用意義上的關聯。
其三，在認識方法、觀念等方面，科學與藝術之間的相互影響、相互啟發、相互滲透的意義上的聯系。這是科學與藝術之間更為深入的關聯。在科學與藝術分化之后，科學和藝術各自形成了自己的研究和創作方法，也形成了各自獨特的觀念和理論，在其間，科學家和藝術家對于來自對方領域的方法和觀念的借鑒，這些觀念和理論在彼此間形成的滲透和啟發，對科學和藝術領域的發展都有著重要作影響。在科學史和藝術史中，可以看到眾多的案例。
最后，在哲學的本質層次上的聯系。無論是科學還是藝術，都是人類認識世界、認識自身的不同方式和不同途徑。雖然彼此的表達方式有所不同，但在本體論、自然觀、世界觀、價值觀的意義上，兩者又具有著相通的關聯。應該說，這才是科學和藝術之間最為深刻的重要聯系。
在現實中，當人們在談論科學與藝術時，往往只是在某個特定的層次上談論。重要的是能夠明確意識到對之的關注是在哪個層面上。就國內的情形看，以往比較多的談論和活動都集中在第一種表面的層次上，這自然就不是理想的情況了。實際上，在上述的四種不同層次的關聯中，后三種都是可以進行學理性的研究的，也只有明確在對所關注的層次的理解上，在學理性研究的基礎上，才能讓人們真正理解這兩種領域間存在的錯綜復雜而又引人入勝的互通性，而且這些學理性的研究也才會構成科學與藝術這一學科交叉性的特殊的研究領域中的重要知識成果。
正因為國際上對于藝術與科學領域的研究成果非常豐富，所以引進、學習和吸收這些成果對于我們在此領域中探索的發展是十分必要的。出于這樣的考慮，2001年，筆者曾主編了一套名為“大美譯叢”的叢書，包括了國外在科學與藝術領域中有代表性的五種作品：《藝術與物理學——時空和光的藝術觀與物理觀》《美與科學革命》《生命的曲線》《心靈的標符——音樂和數學的內在生命》《天體的音樂——音樂、科學與宇宙自然秩序》。從題目中，也可以部分地體會到這樣一些研究的特殊切入視角及其中的話題的學理意味。
例如，美國的倫納德·史萊因（Leonard Shlain）在他那本頗有影響的《藝術與物理學——時空和光的藝術觀與物理觀》（其實這本書中譯本的譯名并不特別嚴格，其原書名的副標題本是parallel visions in space, time and light）中，就基于物理學和藝術的實例，提出了科學與藝術在對世界之認識上的平行性的觀點，其討論的主線就是在對于時間、空間、光這樣幾個重要核心主題的探索中，物理學家與藝術家是如何殊途同歸的。這也正如史萊因所說的，凡是創新篇的藝術創造，凡是開先河的物理研究，都會探究到實在的本質。而且，他明確指出：“盡管各種知識科學都能做出預言，但藝術有一種特殊的先見之明，其預見性要超物理學家的公式。科學上存在這樣的情況，即科學發現出現之后，人們發覺它對物質世界的描述早已被以往的藝術家以奇妙的方式放入了自己的作品。”正是在這樣的觀念的引導下，正是在關注物理學與藝術中的“發現”的平行性的框架中，史萊因系統地探討了這種平行性的若干實例，例如“天真的藝術與非線性空間”“原始藝術與非歐空間”“野獸畫派與光”“立體畫派與空間”“未來派與時間”“超現實主義與相對論性畸變”等。其中，關于“立體畫派與空間”的問題可以說是最能表現這種平行性的非常典型的實例。
不僅如此，在科學史領域，也有人進行過類似的研究。美國科學史家阿瑟·米勒（Arthur I. Miller）就曾關注到繪畫藝術中的立體主義與科學（尤其是物理學）中空間概念之聯系這一案例，并在其專著《愛因斯坦·畢加索——空間、時間和動人心魄之美》中，對于物理學家愛因斯坦和藝術家畢加索進行了一種詳細的“對比式的傳記研究”，或者也可以叫“平行性的傳記研究”。在米勒看來，“平行研究不可避免地導致一個同樣的問題：藝術和科學在20世紀里是如何平行發展的。走向抽象和新的視覺想象的共同趨勢，原來并非是偶然發現的。從愛因斯坦和畢加索的智力奮斗中可以異常清楚地看出，藝術和科學在20世紀應該以一種平行的方式前進。正如格特魯德·施泰因（Gertrude Stein）所說的那樣：‘畢加索可能看到的事情，有它自己的實在，這個實在不是我們看到的事物的實在，而是事物存在的實在。’這句話也同樣適合于愛因斯坦”。當以這樣的方式進行科學與藝術的探索，應該說，就已經差不多進入哲學的層面了。
當然，近年來國內也還是出現了一些嚴肅的、學理性的關于科學與藝術的研究，高校中相關的學位論文的數量也一直在增長中，盡管也還是分布在不同的學科中。就未來的發展來說，也許只有基于更多的這樣的學理性的研究，在這樣的基礎上，科學與藝術才會成為一個有自我獨立性的研究領域，才會避免那種表面化的清談，才會有一個令人期待的未來。