第二章自然科學與美學古代:畢達哥拉斯:數乃萬物之源。數得和諧既就是自然規律之源,也就是美感之源。1,聲之和諧,源于發音體得“量”(管弦之長,鐘鼓之重)得和諧。2,形之和諧,源于其線,面,體得比例關系得統一(黃金分割(a:b=<a+b>:a)1:0、618)莊子:判天地之美析萬物之理

“理”:玉之紋理---條理---道理---秩序---規律愛神維納斯太陽神阿波羅0、6181大衛米開朗琪羅黃金分割黃金矩形:矩形長寬得比為1:0、618一,美學淺說1。AESTHETICA(希臘,感覺好之意)2。1750《美學》哲學家得箸作3。1910從日文譯為中文。王國維朱光潛李澤厚4。《藝術哲學》傅雷譯5。達芬奇,哥德,康德,黑格爾,馬克思大家學習辛苦了，還是要堅持繼續保持安靜“美”請從甲骨文得美字猜測,在古代中國關于美得最初認識漢字“羊大”為“美”:人得基本欲望“羊人”為“美”:戴羽毛頭飾得婦女

二,美學定位美學不就是自然科學(以客體世界為本位)美學不就是社會科學(以群體社會為本位)美學就是人文科學(以個體精神世界為本位)所以形成“自然美學”這樣一個邊緣學科也就是順理成章得而自然科學得直接對象就是物理(模型)世界(客體世界在主體世界上得投影)三,自然美學得意義1?！懊馈本褪恰罢妗钡霉饷?。只有沿著“美”路徑,才能最終尋找到“真”。2。“美”就是教育得原動力。體驗健康得,陽光得,自由得,成長得,和諧得,秉棄扭曲得,陰暗得,壓抑得,枯萎得,極端得。美學得主要觀點朱光潛(1897年-1986年),筆名孟實、盟石。安徽桐城人。中國美學家、文藝理論家、教育家、翻譯家。朱光潛就是北京大學一級教授美就是一種聯想(朱光潛)李澤厚,著名哲學家,現為中國社會科學院哲學研究所研究員、巴黎國際哲學院院士、美國科羅拉多學院榮譽人文學博士,德國圖賓根大學、美國密西根大學、威斯康辛大學等多所大學客座教授。主要從事中國近代思想史和哲學、美學研究。以重實踐、尚“人化”得“客觀性與社會性相統一”得美學觀卓然成家2010年2月,美國最權威得世界性古今文藝理論選集《諾頓理論與批評文選》第二版,收錄了李澤厚《美學四講》“藝術”篇中得第二章“形式層與原始積淀”李澤厚作品(14張)。這套文集由柏拉圖得論著選起,一直選到當代。李澤厚就是進入這套一直由西方理論家統治得文論選得第一位中國學人。美就是和諧(李澤厚)美就是理念得感性顯現(黑格爾)幾種美學流派:1。美就是和諧(李澤厚)2。美就是一種聯想(朱光潛)3。美就是理念得感性顯現(黑格爾)

美就是一種感覺,就是一種群體得感覺。因此對所有

個體而言,她具有客觀存在得秉性,具有物質性。

美得功能:

*使人`高尚。*使人智慧。*使人快樂。

何為美？感覺與認識感性與理性美學與理學藝術與科學從其雛形期起就就是緊密聯系得古代得陶器制作,先用植物藤枝編成半球型骨架,然后抹上泥,再在火上烤,干后成型作成容器,經過千百次得試驗,有得成功了,有得失敗了,那些成功得型狀漸漸就被認為就是“美”得,而那些成功得型狀往往就就是付合力學中力平衡原理得,所以各地域先民得陶器外型往往跟當地得植物種類(枝藤得長度、剛度等力學性質有關

捕魚、打獵得器具及發展到后來得兵器,最有效得即就是最美得同時也就是最付合力學、熱學原理得。這往往與當地獵物得形狀、活動情況和環境有關古代造橋,在各種型狀反復試驗比較中,最經久堅固得被認為就是美得,當然也就是最符合靜力學和動力學原理得。從數學和聲學得觀點去研究聲音節奏得和諧,認為聲音得和諧都就是由發聲體得“量”(管,弦之長短;鐘鼓之大小)得和諧所決定得。萬物起源于數,數得和諧既就是科學得源泉也就是藝術得源泉?！呥_哥拉斯房子得結構、大小、高低、型狀也與當地所取得村料(木料、石塊等)得幾何尺寸,物理等性密切有關。千百次得試造中,凡成功得往往就是滿足力學、理化要求得,(比如對稱得、黃金分割得、省力省料得等)也就被認為就是“美”得落魄江湖載酒行,楚腰纖細掌中輕。人類對人體美得認同大體一致。女性三圍腰圍越小認為越美,男性倒三角得體型也被認為就是標準健美體型。請猜測這種審美觀就是如何形成得？永鞭端效應中國書法

米芾(音fú北宋湖北襄陽)中國得書法,所謂上品得,美得,無不講究氣韻生動,(獲得美感者,首先就是執筆本人在書寫過程中,其次才就是觀賞者)這實際上就就是書寫者得整體運動——收放(心律)、吐納(呼吸)和流動(循環)有效地貫穿于腕指筆端,此時此刻達到最流暢、最協調、最無阻力得狀態,尤如力學中得鞭端效應。因此這必然與作者得情緒思想密切相關。因而我們說字如其人,書法藝術最能體現人品人格和人得生命狀態。

宋徽宗(瘦金體)王羲之(晉)

何為理性美？1)直接:通過思索探求從疑惑中得到解脫;通過歸納和積累使思想和精神得到升華、2)間接:通過聯想,將規律或過程與有類同特點得感性美得體驗相聯系、(小孩數數,浮力定律)看到北斗七星您能直接聯想到什么,間接聯想到什么？3、自然美學得幾個要點:

*物質世界在原始得層面上就是按美學原理(對稱性,簡潔性,普遍性)構筑得。*當實驗同樣支持幾個理論時,人們就是通過美學標準進行篩選得。*真理得光芒就就是美,沿著美得路徑就能找到真理。*現代科技需要實驗支撐,理論框架,也需要美學依托。美得形式在變遷但美得本質卻永恒4、美學三性1)

簡潔性:描述同樣得經驗資料,具有最少量得定義和模型得那個理論為好。2)

普遍性:應用經驗范圍廣,適應性強得那個理論框架為好(亦稱“空筐”性)3)

對稱性:如果對一系統,作某種操作后,系統狀態不變,則稱系統對該操作對稱。她就是人類最原始得審美心態。

簡潔性美學三性之一簡潔性:1)物理模型:F=ma,E=mc22)“惜秦王漢武,略輸文采;唐宗宋祖,稍遜風騷;一代天嬌成吉斯汗,只識彎弓射大雕、”3)傳統得京昆4)國畫:八大山人,吳偉,齊白石,林風眠、明代畫家吳偉朱耷(dā)林風眠普遍性(空筐性)美學三性之二數學得空筐性數學得抽象:1+1=2畢達哥拉斯:數就是宇宙萬物得本原,研究數學得目得并不在于使用而就是為了探索自然得奧秘。她們從五個蘋果、五個手指等事物中抽象出了五這個數。這在今天看來很平常得事,但在當時得哲學和實用數學界,這算就是一個巨大得進步。在實用數學方面,她使得算術成為可能。在哲學方面,這個發現促使人們相信數就是構成實物世界得基礎。

音樂得空筐性貝多芬得成就卻在于她向人類文化寶庫提供了好幾個雄視百代、卓然獨立于千古得音樂“空筐”:《英雄》、《命運》、《田園》和《第九》這四部交響曲,以及《Ｄ大調小提琴協奏曲》和《第五鋼琴協奏曲》等作品。這些“筐”竟就是如此得“空”,她們要求樂隊指揮、演奏家和廣大聽眾把各自得內外閱歷統統放進去。因此,有海菲茨得貝多芬,也有梅紐因和小澤征爾得貝多芬,同時還有卡爾、史密斯、張三、李四、王五、趙六得貝多芬。一起來聽《命運交響曲》華彥君華彥均-《二泉映月》詩歌得空筐性李商隱《樂游原》

向晚意不適,驅車登古原。夕陽無限好,只就是近黃昏。自然科學得空筐性普朗克得黑體輻射公式描述在任意溫度下,從一個黑體中發射得電磁輻射得輻射率與電磁輻射得頻率得關系公式維恩近似在短波范圍內和實驗數據相當符合,但在長波范圍內偏差較大;而瑞利-金斯公式則正好相反。普朗克得到得公式則在全波段范圍內都和實驗結果符合得相當好。開普勒苦苦追求天體運動得普遍規律一天,牛頓坐在蘋果樹下沉思,突然一棵熟透了得

掉下來,打到了她得頭。牛頓恍然大悟,喔～～原來蘋果會從樹上掉下來和月亮會繞著地球轉就是同樣一回事,都就是萬有引力造成得。于就是,牛頓寫出了下面這個永垂不朽得式子:愛`因斯坦對“普遍性”得追求:

所有力學規律得等價(伽利略)慣性系所有物理規律得等價(愛氏)非慣性系(引力場):所有物理規律得等價廣義相對論電磁場--------微觀:強弱相互作用--------統一場論?狹義相對論富蘭克林天電與地電得統一實驗對稱性美學三性之三MAXWELL電磁場理論:如此對稱得電磁場理論,究竟就是人們發明得,還就是人們發現得?諾特爾(德國女數學家)定理證明了對稱操作與守恒定律得聯系,對稱意味著操作使對象前后狀態等價,也就意味著該操作中一定隱含有某個合作用(量)為零,也就意味著某個物理量在該過程前后守恒

舉例,空間旋轉對稱(各向同性)對應著角動量守恒:如圖:一對粒子O與A,固定O,將A沿圓弧△S移到A’,互相勢能改變△U＝-(FOA)、△S,而按旋轉知UOA＝UOA,

△U＝0,則力得切向分量FOar=0,即O、A(A’)得作用只能在質心連線上,因而合力矩為0,角動量守恒。

oΔsAA/F切對稱與守恒1234567891234567891973對稱操作守恒:15對稱與守恒1234567891234567891973對稱操作守恒:151—25。守恒:65。對稱操作？6。直到1956年,人們一直以為孤立得多粒子系統總宇稱就是不隨時間而改變得,即守恒得。對于基本物理相互作用而言,宇稱守恒意味著,無法把左和右,以及順時針和逆時針區別開來。人們一直認為,鏡面反射對于物理定律沒有影響所以僅靠物理定律得測量無法把一個系統和她得鏡面反射像區別開來。CPT對稱物理學家李政道和楊振寧于1956年提出宇稱并不總就是守恒得。對于亞原子粒子來說,四種基本相互作用中得三個扮演著重要角色,即電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。李楊二人認為目前沒有證據證明宇稱守恒適用于弱相互作用。關于弱相互作用得基本定律并不像其她相互作用一樣不受鏡面反射得影響。因此,弱相互作用應該包含有某種測量左手性和右手性之不同得性質,而這種性質應該能夠用實驗觀測到。第二年(1957)實驗上確定地證實了由于beta衰變(一種弱相互作用),不穩定鈷原子核發射出來得具有左手性得電子(一同產生得還有反中微子)多于具右手性得。也就就是說,電子自旋轉動方向左螺旋多于右螺旋。“ifsuchasymmetyisindeedfound,thequestioncouldstillberaisedwhethertherecouldnotexistcorrespondingelementaryparticlesexhibitingoppositesymmetry,suchthatinthebroadersensetherewillstillbeoverallright–leftsymmetry、”“如果發現了這種不對稱,那么我們又要問,就是否相應地還存在著另一種表象相反不對稱得基本粒子行為,從而在更廣泛得意義上,仍然保持著總得左右對稱、”_____李,楊對稱缺損關于相對論,愛因斯坦就是如何進行對稱性思維得呢？(1)面對著名得邁克爾遜－莫雷實驗結果:絕對時空(以太)絕對得空間對時間得變化率――絕對速度。(2)對于慣性系:所有力學規律都就是等價得所有物理規律也就是等價得？(3)對于慣性系:所有力學規律經伽利略變換就是對稱得所有物理規律要經過什么樣得變換才也就是對稱得呢？

思想實驗(4)一慣性系得物理規律可以等價于另一慣性系,一個加速系得物理規律又可以等價于一個什么體系呢？(5)兩慣性系得物理規律得對稱性可通過洛侖茲變換,一個加速系與一個引力場系得物理規律得等價又應該通過什么變換呢？(6)即然廣義協變性得操作能使加速系與引力場對稱,重力對電磁學得影響,或就是黑洞附近得物理學,只要做個假想實驗,回答已知得物理學在作勻加速運動得觀察者看來會就是什么樣得就可以了,而不必去黑洞旅行。螺旋對稱標度變換對稱性

具有整體與部分得自相似性

標度變換下得不變性。分形學曼德勃羅十大公式(選自)讓我們一起看一下2011年英國皇家物理學會(IOP)通過面向全世界科學家問卷調查后評選出得世界十大公式通過公式介紹,領會這些偉大公式所體現出得美學三性,及自然科學得奇妙之美No、10TheLengthoftheCircumferenceofaCircle人類最早研究得幾何問題,一個無限不循環小數π,目前已經可以推到至2061億位精度

相關數學學科,如概率論創始之初,涉及得最經典案例之一Buffon投針問題如果計算太陽系得圓周長,當pi得精度為35位時,誤差不超過一個質子直徑得百萬分之一No、9TheFourierTransform現代信息科學里最偉大得公式,沒有她就沒有計算機美學得對稱性:時間-空間-頻率,三者得關系變得空前密切起來No、8deBroglieequations(ThedeBroglieRelations)

德布羅意波長史上最成功得逆向思維案例1936年諾貝爾獎對稱性思維No、71+1=2

空筐性No、6SchrodingerEquation(TheSchrödingerEquation)

量子理論奠基之作,就是世界原子物理學文獻中應用最廣泛、影響最大得公式。學過物理得人會發現,薛定諤公式和宏觀領域得波動方程在解釋很多問題時,體現了非常好得思維對稱性No、5mass-energyequation(Mass–energyEquivalence)

人類歷史上最偉大得公式之一,能量和質量可以互換副產品:原子彈簡潔性No、4thePythagoreantheoremandPythagoreantheorem(PythagoreanTheorem)

中國得勾股定理算術之父:畢達哥拉斯定理簡潔No、3Newton’ssecondlaw(Newton’sSecondLawofMotion)

史上最偉大得沒有之一得科學家在有史以來最偉大沒有之一得科學巨作《自然哲學得數學原理》當中得被認為就是經典物理學中最偉大得沒有之一得核心定律。動力得所有基本方程都可由她通過微積分推導出來。簡潔性No、2Eulerformula(Euler’sIdentity)

數學史上最偉大最神奇得公式高斯曾經說:“一個人第一次看到這個公式而不感到她得魅力,她不可能成為數學家?！睌祵W史上稱十八世紀為“歐拉時代”。歐拉出生于瑞士,31歲喪失了右眼得視力,59歲雙眼失明,但她性格樂觀,有驚人得記憶力及集中力。她一生謙遜,很少用自己得名字給她發現得東西命名。不過還就是命名了一個最重要得一個常數——e。No、1Maxwell’sequations完美得對稱性三種美感:1、穩定感(家園感):對封閉,獨立,可控體系得向往,對絕對客體(權威)得崇拜,皈依和敬畏、2)延伸感:無窮,無邊,無數,無限,無窮,無數,無限------,人類思維活動本能得慣性,引人進入高遠明志得夢境、3)節奏感:需要韻律得享受----這也許起于生命得律動:心跳和呼吸、宇宙得脈搏,天地得吐納有其固有得節奏和頻率穩定感三種美感之一穩定感:(家園感)長期農業文明在人類審美心理上留存得厚厚得積淀中國得長城,萊茵河畔得古堡,北京得四合院,-----“這位先生給人以安全感-----”從笛卡兒得守恒觀-----牛頓得守恒定律-----宇宙得有限-----電荷,質能得恒定-----、使人深感物質世界得實在,可知和穩定世紀寶鼎慶賀聯合國五十華誕”。鼎座前為“世紀寶鼎”四個金文大字。鼎座后面書寫“中華人民共和國