题外之话：科学家和艺术

我们来聊聊一些艺术造诣很高的科学家，也算是给一点作业提示。

喜欢艺术的科学家不胜枚举，除了前面提到的爱因斯坦、普朗克和费曼这些物理学家外，还有很多很多。

我们熟悉的伽利略，不仅是“近代科学之父”，也是个公认的文学家；开普勒是个天文学家，诗也写得不错，还被人称为音乐家；众所周知，达•芬奇的绘画出神入化，而他也是个科学家；巾帼英雄居里夫人曾经拿过两次诺贝尔奖，对音乐也情有独钟，据说她生活再拮据，也要节约一点钱去听音乐；生物学家巴斯特（LouisPasteur）同时也是一个画家；我们还知道，彭加勒不仅是个“数学全才”，还因文学而拿了最高荣誉；达尔文的祖父伊拉司马斯·达尔文（Erasmus Darwin）也是一个生物学家，令人惊讶的是，他也是一个诗人——他的学术成果就是用叙事诗来撰写的；俄罗斯有一位大科学家叫做罗蒙诺索夫（Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов），涉足了物理学、化学、天文、地质、哲学等等诸多学科，也算是个通才，也许你想不到的是，他还写了俄语的第一本语法书俄罗斯新文学史上第一首新体长诗《占领霍亭》，更留下了不少脍炙人口的诗文、剧本，比如说俄罗斯新文学史上第一首新体长诗《占领霍亭》，还有《伊丽莎白女皇登基日颂》、《晨思上苍之伟大》等等；电报中的莫尔斯码的发明人莫尔斯（Samuel F.B. Morse）在转行到科学之前，就是一位职业画家，他最著名的作品有《垂死的赫丘力士》（Dying Hercules）；美国人卡尔·杰拉西（Carl Djerassi）是口服避孕药的发明人，也出版了多部小说和剧本，其中有一本小说就是著名的《诺贝尔囚徒》（Cantor's Dilemma）；而遐迩闻名的诺贝尔奖的创立者诺贝尔（Alfred Bernhard Nobel），既是个科学家，也绝对算得上是一个文学家，他写了不少没有发表的小说以及一些诗歌；相信大家对卡尔•萨根（Carl Sagan）的科普作品不会陌生，作为一个科学家，曾是美国天文学会行星分会会长（the Division for Planetary Science of the American Astronomical Society）、美国科学促进协会天文学分会会长（the Astronomy Section of the American Association for the Advancement of Science）和美国地球物理联合会行星分会主席（the Planetology Section of the American Geophysical Union），他辛勤耕耘，写出了大量倍受称赞的科普作品，像曾被选入了我们中学课本的《日本平家蟹》，其文笔流畅，为大众所喜爱，非常畅销，并由此获得了1987年度的美国普利策奖（Pulitzer Prize）……

这样的例子还可以继续列举下去，写出一张长长的名单。2007年，美国Willamette大学的科学史教授Myles Jackson就在麻省理工出版社出版了一本书Harmonious Triads，对19世纪德国的物理学家、音乐家和乐器制作大师，在声学、力学、音乐乃至精神文化等方面的协同努力和相互促进进行了剖析，写到了不少在物理学家和艺术家之间发生的精彩故事，引起了不少人对科学和艺术之关系的兴趣。而有趣的是，Jackson作为一个科学史家，同时也是一位出色的艺术家——大提琴手。（Nature，2007，446：140）

接下来，还是让我们看看一些华人科学家跟艺术的不解之缘。

如果要问中国第一首小提琴曲是谁创作的话，恐怕更多人都希望到音乐家行列中去找寻答案，不过，结果会是让人失望的。因为呀，这首开创历史先河的曲谱《行路难》是我国著名的地质学家李四光于1920年在巴黎创作的。李四光开创了地质力学，甩掉了中国贫油的帽子，是一位杰出的科学家。1913年，李四光留学英国，在那里度过了七年的光阴，准备回国之前，他应中国留法勤工俭学同学会的邀请，前往法国巴黎，就在那里写下了这首曲子，然后交给好友萧友梅，请他指正。 后来这张手稿也就一直留在了萧友梅手上，后来直到1990年萧友梅的侄女萧淑娴才提起这件事，最后在上海音乐学院保存的萧氏遗物中发现了这珍贵的手稿，人们才知道原来第一首由中国人写的小提琴曲是李四光的《行路难》。

说起这首《行路难》，又令人想起了另一位大科学家——袁隆平。在2001年中央电视台举办的“科学在中国”文艺晚会上，袁隆平老先生就用小提琴演奏了这首曲子，还说这首曲子告诉我们探索科学的道路再艰难，也要走下去。袁老是久负盛名的农业科学家，他培育的杂交水稻，解决了无数人的吃饭问题。然而，袁老不仅醉心于他的水稻，还对音乐情有独钟。他非常喜爱拉小提琴，还对民族音乐抱有极大的兴趣。

“两弹一星”元勋钱学森是一个倍受人们敬仰的科学家，是中国航天事业的滥觞，为中国立下了汗马功劳。有了他，中国的历史因此而改变。而钱老也非常喜欢艺术，他的夫人蒋英是中国的“欧洲古典艺术歌曲”权威，是个有名的音乐家（蒋英有个表弟，他是武侠江湖的元老，名叫金庸）。钱学森在上海交通大学求学之时，就经常会利用课余时间去欣赏音乐会，还研读了《艺术史》、《艺术论》等论著。不单是音乐，钱学森还对绘画、摄影、文学等等喜爱有加。钱学森不止一次地说过，蒋英和艺术对他的科学工作有很大的帮助和启示，而这正是艺术对科学思维的启示和开拓。

说起哥德巴赫猜想（Goldbach Conjecture），中国人心中总会荡起阵阵涟漪，自豪之情油然而生。不知大家是否知道除陈景润外、在这个问题上做出突出贡献的另外一位中国人——王元。王元是一位卓越的数学家，是中国数论界的泰斗，从1956年起，他相继证明了（3+4）、（3+3）和（2+3）。所谓（n+m），就是“每个充分大的偶数都可表为一个不超过n个素数之积与一个不超过m个素数之积的和”。生活中的王元老先生特别喜爱书法，素有“数学界书法一支笔”的雅称。

而王元先生的老师华罗庚是一位自学成才的数学巨匠，在数学的诸多领域做出了贡献，是一位具有世界影响力的中国数学家。除了研究数学之外，华罗庚先生也写了很多诗，有古体诗，有近体诗，也有现代诗。华罗庚的诗读来让人觉得朴实无华，说得很平淡，也很实在，但是句句都充满了韵味，充分地展现了一个数学家的所思所想，壮志豪情。“埋头苦干是第一，熟练生出百巧来。勤能补拙是良训，一分辛劳一分才。” “发愤早为好，苟晚休嫌迟，最忌不努力，一生都无知。”这都是对青年学子的最好鞭策。“愿化飞絮被天下，岂甘垂貂温吾身，一息尚存仍需学，寸知片识献人民。”短短几句就把“活到老，学到老”以及将数学知识普及的愿望毫不掩饰地说了出来。“乌云低垂泊清波，红烛光芒射斗牛，宁沪道上闻噩耗，魔掌竟敢杀一多。”听到了好友闻一多遭人暗杀之后，悲愤交集，遂写下此诗。“我欲高飞云满天，我欲远走冰塞川，拔剑四顾茫然起，锋芒直指霄汉间。”这是何等的豪情啊！

2003年化鹤仙逝的苏步青先生，也是一位出色的大数学家，他是中国微分几何的开创者，是国际公认的几何学权威，被誉为了“东方第一几何学家”。与华罗庚相似，苏步青也有一个“诗卷人生”，他出版了《苏步青业余诗词钞》与《数与诗的交融》等几部诗作。苏步青的诗意境高远，笔调清新，感情丰富。青年时期留学日本，结识了日本东京帝国大学（现日本东京大学，the University of Tokyo）松本教授的女儿松本米子，两人情投意合，最后结为伉俪。松本米子在1986年就去世了，在2002年的百岁生日上，苏步青写下了这样一首诗——“人去瑶池竟渺然，空斋长夜思绵绵。一生难得相依侣，百岁原无永聚筵。灯影忆曾摇白屋，泪珠沾不到黄泉。明朝应摘露中蕊，插向慈祥遗像前。”凡八句百一十二字，字字无不饱含了诗人对爱妻的绵绵思念，对爱妻的浓浓情意。与丰子恺饮酒的时候，苏步青赋诗“草草杯盘共一饮，莫因柴米话辛酸。春风已绿门前草，且耐余寒放眼看。” 丰子恺后来赞道：“有了这诗，酒味特别好。我觉得世间最好的酒肴，莫如诗句。而数学家的诗句，滋味尤为纯正。因为我又觉得，别的事都可有专家，而诗不可有专家。因为做诗就是做人。人做得好的，诗也做得好。”

被人们誉为“20世纪伟大几何学家”的美籍华人陈省身教授，同样是一位国际数学大师，1984年，他在以色列国会从以色列总统手中接过了数学界的最高荣誉——沃尔夫（Wolf）数学奖。而陈省身“虽为数学家，而雅好诗文”，他在15岁的时候就发表了诗作《纸鸢》——“纸鸢啊纸鸢\我羡你高举空中\可是你为什么东吹西荡地不自在\莫非是上受微风的吹动\下受麻线的牵扯\所以不能于青云而直上\向平阳而落下\但是可怜的你\为什么这样的不自由呢\原来你没有自动的能力\才落得这样的苦恼。” “诗如其人”，在《雪》中，陈省身更是表达了自己追求高洁的人生态度——“雪啊\你遮着大地\何等洁白\何等美丽\何以为人们足迹所染污\负了造物者的一片苦心\我为你惜\我替你恨”。除了诗歌外，陈省身还曾发表了一篇小说——《立志》。

说到陈省身，不能不想起他的得意门生——丘成桐。丘成桐先生是目前活跃在国际上的华人数学大师，相信大家对他都不会陌生。丘成桐先生的文言文功底深厚，令人叹为观止。我们不妨来看他的一段佳作——“中土数学，源于九章，盛于华陈。刘徽注解，祖冲割圆，陈氏作类，华氏堆垒。此先人之智慧，今世之光华也。当欧战初萌，国难方兴，孙杨拔贤士于津沪，姜熊传心法于清华。及云南讲学，江表立所，薪传至今。已历三世，门生故旧，遍于天下……”（这是丘先生为1998年北京世界华裔数学家大会而作的） 丘成桐先生喜爱中国文学，他说：“我幼受庭训，影响我至深的是中国文学”，对中国文化与数学有着独到的看法。他曾于2005年在中国艺术科学院作了题为“数学和中国文学的比较”的演讲，其间妙语连珠，让人感受到了这位数学家的大师风采和文学造诣——“刘勰《文心雕龙》以为文章之可贵，在尚自然，在贵文采。历代大数学家如阿基米德如牛顿莫不以自然为宗，见物象而思数学之所出，即有微积分的创作。费尔玛和尤拉对变分法的开创性发明也是由于探索自然界的现象而引起的。”“数学的文采，表现于简洁，寥寥数语，便能道出不同现象的法则。我的老师陈省身先生创作的陈氏类，就文采斐然，令人赞叹。它在扭曲的空间中找到简洁的不变量，在现象界中成为物理学界求量子化的主要工具，可说是描述大自然美丽的诗篇，直如陶渊明‘采菊东篱下，悠然见南山’的意境。”“王国维在《人间词话》中说：‘词以境界为最上。有境界则自成高格。’他并因此而区分了‘造境’与‘写境’，‘有我之境’与‘无我之境’等。数学研究当然也有境界的概念，在某种程度上也可谈有我之境、无我之境，当年尤拉开创变分法和推导流体方程，由自然现象引导，可谓无我之境，他又凭自己的想象力研究发散级数，而得到Zeta函数的种种重要结果，开三百年数论之先河，可谓有我之境矣。”……

最后再来看一位华人物理学家李政道，他是1957年度诺贝尔物理学奖的获得者。生活中的李政道先生是一个兴趣多元的人，平时很喜欢画随笔画，对美食、葡萄酒等也有自己的认识和看法。每年春节，他都会把一些自己画的生肖图送给友人。李政道所作的生肖画惟妙惟肖，栩栩如生。李政道先生有很多随笔画都是为其夫人所作，据说他常常通过“留画”的方式给夫人留言传情。2007年，《李政道随笔画选》出版面世，里面囊括了李政道近300幅山水、花鸟、走兽、静物随笔画。李政道先生多年来努力倡导科学应与艺术相结合，他说：“科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面。它们共同的基础是人类的创造力，他们追求的目标都是真理的普遍性。艺术，例如诗歌、绘画、音乐等等，用创新的手法去唤起每个人的意识或潜意识中深藏着的、已经存在的情感。情感越珍贵，唤起越强烈，反响越普遍，艺术就越优秀。科学，例如天文学、物理、化学、生物等，对自然界的现象进行新的准确的抽象。科学家抽象的阐述越简单，应用越广泛，科学创造就越深刻。尽管自然现象本身不以来科学家而存在，但对自然现象的抽象和总结属于人类智慧的结晶，这和艺术家的创造是一样的。”

为什么科学大师们会跟艺术结缘呢？科学跟艺术是一种什么样的关系呢？这是近来大家都在讨论的问题。

有不少科学家认为，科学跟艺术虽然表现形式不一样，但它们在原动力——创造性方面却是相通的。科学和艺术都需要科学家和艺术家的创造力，离开创造力，就没有科学和艺术了。

李政道的挚友、也是当代著名画家吴冠中先生曾说过：“科学揭示宇宙的奥秘，艺术揭示情感的奥秘”。这是非常有道理的。科学往往代表着理性，艺术则常常被认为是感性的代名词。如果我们从中国古代哲学的观点来看，“一阴一阳之谓道”，“万物负阳而抱阴”，万事万物讲究阴阳平衡，不应阳微阴盛，抑或阳盛阴微。感性理性有如阴阳之两面，只有两者尽量平衡，相互生发促进，才能成就大事业。或许上面所列举的科学大师们正是做到了这一点，注意科学艺术相结合，汲取艺术的甘霖，才使得他们的思维更加开阔，更加充满生机活力，所以才在自己的本行上做出了斐然的成绩。

理论物理学家欧阳钟灿院士说过，书法在所有艺术里面是最能代表中国的文化精神的，中国科学家在几何学方面常常能够取得独到的建树，这也许与中国汉字是象形的、中国人对于图像有特殊的感受和研究能力有关。

我们回头看看，中国确实在几何学领域出了很多宗师，像上面提到的苏步青呀，陈省身呀，丘成桐呀，当然还有很多。由此看来，这种说法确实也是有一定道理的。

关于科学和艺术的关系，人们各抒己见，虽然答案不尽相同，但无疑人们都肯定了两者相互间的积极作用。好，就此打住吧。不知你的作业做得如何了呢？呵呵