從美學角度看數理科學趙鑫珊我認識不少勤奮攻讀的理工科學生。其中有些人常常在言談之中流露出一種精神重負的苦悶,覺得數學和物理實在太枯燥、太乏味了。他們說，就是畢了業，還要同一堆干巴巴的公式打一輩子的交道，往后的日子可怎么過啊！青年人的這種苦惱，引起了我的深思。有時候，我也同他們海闊天空地暢談文學和藝術，談論唐詩，談論19世紀法國風景畫，也評論電影新作、藝術體操和梅紐因演奏的古典樂曲，以及大自然的美:圓明園廢墟的夕照、朦朧的月夜和江南的斜風細雨。我發覺他們中的多數，對藝術和自然界的美，都有一種本能的、敏銳的欣賞力，并且表現出不同程度的愛好，這使我又驚又喜。我想，理工科學生熱愛藝術和自然美，無疑是件大好事。因為對這些美無動于衷的人，未必就會真正熱衷于追求自然規律的和諧和宇宙秩序的美。但令我奇怪的是，這些學生為什么不會把對藝術、自然的美感，推及、擴大到數理科學中去呢?有人誤把數理科學看成是一堆毫無生氣的刻板公式，這可能同他們對自然科學缺乏美感、缺乏數學美學和物理美學教育很有些關系。我以為，研究美學的人忽視自然科學是個缺陷，研究自然科學的人忽略美學則更是一大欠缺。換個角度（是的，哲學思維的最大價值恐怕就在于教你常常換個角度去看人生世界，看出新意），用美學觀點去看數理科學，那么，展現在你面前的，就絕不是先前那堆索然無味的公式，而是一串串令人贊美的如珠如玉的千古絕唱了。如果說，你是神話中的阿里巴巴，數理科學是那座藏珍堆寶的山洞，那末，“美學觀點”便是你要叫開山洞大門的神秘符咒。試以高等數學中的馬克勞林公式為例。比如，把該公式應用于函數f（x）=ex，則該函數可表述為如下無窮級數：X2 X3 X4ex—1+x++++...1?21?2?31?2?3?4令x=1，于是便導出了關于數e的無窮級數：e—1+1+_L+1+ 1 +...1?21?2?31?2?3?4在該無窮級數中，取的項數越多，所得的￡值也就越精確（這種數學現象本身就蘊藏著說不盡的絕對美！（e071828,爸爸注）上面這個級數在理工科學生中當是盡人皆知的。每個人都會推導它，計算它，但往往只是“就事論事七像梅隴鎮（位于上海，爸爸注）上一位年近花甲的賬房先生打算盤，絲毫不帶一點感情色彩；至于懷著一種美感，同面前一堆無聲無色的數字和符號拉開一段距離（我指的是美學心里距離）來鑒賞、玩味，從而自內心深處發出一陣驚愕的贊嘆（甚至是一種敬畏），就較少見了。讓我們換個角度，換個著眼點（老趴在一處放槍的兵決不是一個好兵），用欣賞古希臘維納斯雕像或泰山日出的眼光去看上面那個無窮級數，你就會豁然頓悟，被那邏輯推理的優美和它具有的精神偉力，以及純粹數學天衣無縫的精美結構，和諧簡潔的無窮層次，氣勢磅礴的對稱排列，激動得拍案叫絕，嘆為觀止。這樣一個無窮級數，難道不是宇宙間第一流感天地、泣鬼神的詩嗎？難道只有唱出“孤帆遠影碧空盡，唯見長江天際流”這類佳句才能算是千古絕唱嗎？所謂詩，從某種意義上說，就是和諧、簡潔和對稱美。凡具有這些素質的事物，皆可稱之為詩，或曰有詩意，有詩的意境。中國古詩最講究攝取事物的神理，而遺其外貌，達到一種句中有余味、篇中有余意的境界。明朝學者胡應麟則一語道破中國詩的藝術奧秘：“古詩之妙，專求意象。”（《詩藪（音sou,爸爸注）》）令我驚異和激動不已的是，前面那個級數以及千百個其他數學公式和物理定律，都具有濃郁的中國古詩的特點：淡遠清空，專求意象。我以為，純粹數學和理論物理定律的偉力源泉，恰在于他們的清空性質和專求意象。這就是人們常常說的數理科學的抽象性。所以，從美學角度看，每一個數學公式和物理定律（從它的邏輯推導到結果，再到應用），都是能夠給人的理智以極大美感享受的數學詩（不過要見出這種詩的美不可用肉眼，只能靠心眼。.偉大的數學家和理論物理學家堪稱為另一種類型、另一種風格的自然詩人；他們的數理詩作，就境界的優美而言，決不在唐詩或歌德、海涅的杰作之下。在整個人類文明的天宇中，它們各自發出燦爛絢麗的光芒，相映成輝，照耀千古。大數學家和大物理學家那種源源不絕的創造沖動和研究動機，在很大程度上是來自他們的審美或美感，亦即來自發現數學和物理概念之間的某種優美、和諧的聯系。這種沖動的本質，與其說是科學家的，不如說是詩人的禱人的美感沖動。是的，每一個數學公式從其實質（境界）來說，都是詩。即便是C=2nR這個初等數學公式，也是宇宙間第一等好詩一圓周長和半徑之間原來存在著這樣一種簡潔、絕妙、和諧的關系！誠然，天地間有無窮個圓，但是唯有C=2nR這個純粹的圓最標準、最精密、最美，也最圓。它才是圓中圓，因為它是數學圓。其他的一切圓都是現實世界的物質圓，都不完美。這是數學家心靈和智慧創造出來的數學藝術美，它所創造出的莊嚴、永恒和宏偉的意境，不是詩是什么？如果這種數學詩還不足以激起你的美感和沖動，那你就沒有資格研究數學。難怪美國現代數學家洛易普告誡人們說：“在數學中，也正如在各種體裁的詩歌中一樣，讀者從素質上必須是一個富有想象力的人。”19世紀德國大數學家魏爾斯特拉說得更好：“如果一個數學家不具備詩人的某種氣質，他就永遠休想成為一個大數學家。”再聽聽20世紀德國偉大數學家希爾伯特對數學中無窮概念的驚異和贊嘆吧：“無窮這個概念既是我們最偉大的朋友，也是我們，心靈寧靜的最大敵人。。。。。。”把數學當做詩來讀吧！果真如此，那么，擺在你面前的任何一本數學教程就會突然從一堆死氣沉沉的公式變成洋溢著和諧、充滿著絕妙和浸透了對稱美的一部詩集。讀數學如此，讀物理亦然。每個物理定律和方程本質上都是一首自然贊美詩。E=mC2這個著名的質能相當性定理難道不是天地間第一等好詩嗎？它所具有的完善性和囊括物質世界的偉力不知博得了多少人的贊嘆和驚異。至于談到廣義相對論，現代德國物理學家玻恩則欽佩“它是一件偉大的藝術作品”，因為它是“哲學領悟、物理直覺和數學技巧最驚人的結合”。理論物理如此，實驗物理亦如是。愛因斯坦就嘆服邁克爾遜實驗的優美，認為“邁克爾遜是科學的藝術家”。（這個頭銜多到位啊）的確，大科學家之所以成其為大科學家，自然有許多獨特的氣質。我認為，對科學懷有強烈的美感和激情即其一種。比如十二歲的愛因斯坦就被歐幾里得平面幾何體系的邏輯推理美和偉力所深深激動后來，愛因斯坦提出了真理的美學標準，說：“我坦白承認，我被自然界向我們顯示的數學體系的簡潔性和優美強烈地吸引住了。“這種強烈的美感貫穿了他的整個科學生涯。他的科學見地常常獨具慧眼，高人一籌，這不能不是原因。不管怎么說，在人類藝術活動中，美感是非常重要的。據說，當一輪滿月徐徐從樹梢后面升起的時候，俄羅斯畫家列維斯坦突然被那種憂郁的自然景色感到得哭了起來。我以為，藝術家在大自然美的面前如果沒有狂熱和激情，那是不可想象的；同樣，科學家面對自然規律的美以及和諧的宇宙秩序，如果不能從內心發出贊嘆甚至敬畏的感情，也是不可想象的。到大自然和科學美的王國中去吧！“此中有真意，欲辨已忘言七（陶淵明）讓我們時時從美學角度去研讀數學、物理學、生物學和地質學的書籍吧。希望我們的老