文 / 刘兵（清华大学科学史系教授）
科学与艺术成为跨越科学与人文领域的热点问题已经有许多年了。我们不时看到有一些相关活动、项目、展览等举办，其中一些还有非常高端的人士参与。在基础教育、大学通识教育的改革中，就科学教育和艺术教育来说，科学与艺术之关联和素养也成为被关注的焦点之一。
然而，如果仔细观察，就会发现在这个议题成为热点的同时，其成果在表现形式和质量水准上，还存在诸多的问题和不足。例如，除了少数意识到其重要性的真正热心者外，许多高端人士的参与，往往只是被临时拉进来发表一些朴素的感想，或是做些基于其本职工作的联想和发挥，这些参与、观点和言论并未基于扎实的学理性研究。许多相关作品的完成，经常也只是在科学与艺术之间建构了比较表面化的关联，甚至只有相对牵强的对接。这些不足的存在，使得科学与艺术这一领域的发展并不理想。造成这种局面的重要原因之一，则是在此领域中深入、扎实、系统的学理性研究的缺乏。或者说，科学与艺术现在在国内还只是一个被提出的问题或者被关注的主题，还没有形成一个成熟的研究领域。
探讨科学与艺术的一个前提，是这两者间存在着领域间的差异。其实，审美和求知本是人类自在的天性，与生俱来。本来无所谓科学与艺术之分，只是随着人们在近代从事的认识和创作活动的细化分工，才出现了科学与艺术的不同领域的划分，甚至科学和艺术本身也是作为近代概念才出现的。分工使科学和艺术异径而走，分工也分化了人类的心智，分化了审美和求知。于是，至少从表面上来看，似乎是艺术在追求审美之中疏远了规律，科学在追求规律之中遮蔽了审美。如果用更为现代的概念来讲，科学与艺术的分化，也是从20世纪50年代以来被人们讨论更多的“两种文化”（即科学文化与人文文化）之分裂的具体表现之一。现在人们关注科学与艺术，潜台词更多的是要弥合这种分化，将两者融通起来。
但这种分化也不是绝对的，虽然大多数科学家和艺术家只在自己的领地上耕耘，但以更高层次的超越性眼光甚至行动来关注和借鉴对方的科学家和艺术家也还是有一些人的。例如，一些顶级的大科学家在达到其超越的层次后，对科学问题的思考往往会自然地与哲学相联系，也带有艺术和审美的立场。这一点在物理学家当中表现得尤其突出，爱因斯坦、海森伯、狄拉克等科学大师就是其中的典型。例如，量子力学的奠基者之一狄拉克曾指出，上帝用美妙的数学创造了世界，描述自然的基本规律的方程必须包含伟大的数学之美，而这种数学之美对于科学家来说就像宗教一样。许多艺术家对科学和技术之发展和发现的关注也同样值得注意。
正是基于这样的现实，在国际上，以科学与艺术为主题的研究也有一些成果，尽管这些研究往往分散在各个不同的学科和学科交叉地带，并且不一定冠之以”科学与艺术“的标签。反观国内，由于我们更受限于学科的约束，在制度上并不真正鼓励跨学科的研究，科学与艺术在我们的分类系统中又不是一个独立的学科，这都在相当程度上影响到对科学与艺术的深入的学理性探讨。面对现实中的科学与艺术的分化，人们在谈论其间的关系时，往往是在不同的层次上进行的。
其一，是两者间非常表面层次上的联系。这也是国内关注科学与艺术最常见的情形。例如，当看到某些科学家也会演奏乐器，也会创作艺术作品，也有很好的艺术修养；当看到某些艺术家对科学的问题有兴趣，或者听他们说自己有这种兴趣时，便延伸地断定为这就是科学与艺术的结合。又比如，在设定要结合科学与艺术的前提下，让艺术家临时抱佛脚地去听科学家的讲座，看科学实验室，然后便似是而非、似懂非懂地按照想象去创作一些表现科学主题的艺术作品，如此等等。虽然像这样的努力也有一定价值，但其对于真正沟通科学与艺术，显然不可能起到什么实质性的作用，更多的只是助兴式地凑个热闹而已。当然，如果就人的全面发展来说，同时具有良好的科学修养与艺术修养，还是很理想的事情。
其二，是在具体的技术性应用层面上的联系。例如，在艺术中应用科学与技术手段。尤其是近些年，图像制作、光学技术、计算机技术、网络传输、新材料、新工艺等手段在艺术创作中越来越多地得到利用，从而给艺术创作带来了诸多新鲜的展示形式，这也被认为是在科学与艺术间形成了密切的关联。这比前面所说的表面上的关联更为实际，但也还只是在一种具体技术应用意义上的关联。
其三，是在认识方法、观念等方面，科学与艺术之间的相互影响、相互启发、相互渗透的意义上的联系。这是科学与艺术之间更为深入的关联。在科学与艺术分化之后，科学和艺术各自形成了自己的研究和创作方法，也形成了各自独特的观念和理论。在其间，科学家和艺术家对于来自对方领域的方法和观念的借鉴，这些观念和理论在彼此间形成的渗透和启发，对科学和艺术领域的发展都有着重要影响。这在科学史和艺术史中，可以看到众多案例。
最后，是在哲学的本质层次上的联系。无论是科学还是艺术，都是人类认识世界、认识自身的不同方式和不同途径。虽然彼此的表达方式有所不同，但在本体论、自然观、世界观、价值观的意义上，两者又有着相通的关联。应该说，这才是科学和艺术之间最为深刻的重要联系。
在现实中，人们在谈论科学与艺术时，往往只是在某个特定的层次上谈论。重要的是，能够明确地意识到对其的关注是在哪个层面上。就国内的情形来看，以往比较多的谈论和活动都集中在第一种表面的层次上，这自然不是理想的情况。实际上，在上述四种不同层次的关联中，后三种都是可以进行学理性的研究的，也只有在对所关注的层次的理解上、在学理性研究的基础上，才能让人们真正理解这两个领域间存在的错综复杂而又引人入胜的互通性，这些学理性的研究也才会构成科学与艺术这一学科交叉的特殊研究领域中的重要知识成果。
《艺术与物理学——时空和光的艺术观与物理观》
[美] 史莱因 / 著，吴伯泽、暴永宁 / 译
吉林人民出版社， 2001年9月
国际上对于艺术与科学领域的研究成果非常丰富，所以引进、学习和吸收这些成果对于我们在此领域中探索的发展是十分必要的。出于这样的考虑，2001年，笔者曾主编了一套名为“大美译丛”的丛书，包括了国外在科学与艺术领域中有代表性的五部作品：《艺术与物理学——时空和光的艺术观与物理观》《美与科学革命》《生命的曲线》《心灵的标符——音乐和数学的内在生命》，以及《天体的音乐——音乐、科学与宇宙自然秩序》。从题目中，也可以部分体会到这样一些研究的特殊切入视角及其中的话题的学理意味。
例如，美国外科医生、作家伦纳德·史莱因（Leonard Shlain）在他那本颇有影响的《艺术与物理学——时空和光的艺术观与物理观》中，就基于物理学和艺术的实例，提出了科学与艺术在对世界之认识上的平行性的观点，其讨论的主线就是在对时间、空间、光这样几个重要核心主题的探索中，物理学家与艺术家是如何殊途同归的。正如史莱因所言，凡是创新篇的艺术创造，凡是开先河的物理研究，都会探究到实在的本质。而且他明确指出，“尽管各种知识科学都能做出预言，但艺术有一种特殊的先见之明，其预见性要超过物理学家的公式。科学上存在这样的情况，即科学发现出现之后，人们发觉它对物质世界的描述早已被以往的艺术家以奇妙的方式放入了自己的作品”。正是在这样的观念的引导下，正是在关注物理学与艺术中的“发现”的平行性的框架中，史莱因系统地探讨了这种平行性的若干实例，例如天真的艺术与非线性空间、原始艺术与非欧空间、野兽画派与光、立体画派与空间、未来派与时间、超现实主义与相对论性畸变等。其中，关于立体画派与空间的问题可以说是能够表现这种平行性的非常典型的实例。
不仅如此，在科学史领域也有人进行过类似的研究。美国科学史家阿瑟·I·米勒（Arthur I. Miller）就曾关注到绘画艺术中的立体主义与科学（尤其是物理学）中的空间概念之联系，并在其专著《爱因斯坦·毕加索——空间、时间和动人心魄之美》中，对物理学家爱因斯坦和艺术家毕加索进行了一种详细的“对比式的传记研究”，或者也可称之为“平行传记研究”。在米勒看来，“平行研究不可避免地导致一个同样的问题：艺术和科学在20世纪里是如何平行发展的。走向抽象和新的视觉想象的共同趋势，原来并非偶然发现的。从爱因斯坦和毕加索的智力奋斗中可以异常清楚地看出，艺术和科学在20世纪应该以一种平行的方式前进。正如格特鲁德·施泰因（Gertrude Stein）所说的那样：‘毕加索可能看到的事情，有它自己的实在，这个实在不是我们看到的事物的实在，而是事物存在的实在。’这句话也同样适合于爱因斯坦”。当以这样的方式进行科学与艺术的探索，应该说，就已经差不多进入哲学的层面了。
《爱因斯坦·毕加索——空间、时间和动人心魄之美》
[英] 阿瑟·I·米勒 / 著
方在庆、伍梅红 / 译
上海科技教育出版社 2016年6月
当然，近年来国内也出现了一些严肃的、学理性的关于科学与艺术的研究，高校中相关的学位论文的数量也一直在增长，尽管还是分布在不同的学科中。就未来的发展来说，也许只有基于更多的这样的学理性的研究，在这样的基础上，科学与艺术才会成为一个有自我独立性的研究领域，才会避免那种表面化的清谈，才会有一个让人期待的未来。
（原载于《信睿周报》第13期，有删节。封面图为资料图，作者系委内瑞拉建筑师、插画家 Rafael Araujo）