科学中的美和对美的追求

科学中的美和对美的追求

我们对于自然之美都深有感受。这种美有些方面为自然和自然科学所共有，这样说不是没有道理的，但有人也许要问，在何种程度上追求美是科学研究的目的之一？对于这个问题，彭加勒是毫不含糊的。他在一篇文章中写道：

科学家不是因为有用才研究自然的。他研究自然是因为他从中得到快乐；他从中得到快乐是因为它美。若是自然不美，知识就不值得去求，生活就不值得去过了……我指的是根源于自然各部分的和谐秩序、纯理智能够把握的内在美。

彭加勒继续说：

正因为简洁和海潮都是美的，所以我们优先寻求简洁的事实和海潮的事实；所以我们追寻恒星的巨大轨道，用显微镜探察奇异的细小（这也是一种海潮），在地质年代中追踪过去的遗迹（我们所以受吸引是因为它遥远），这些活动都给我们带来快乐。

对于彭加勒的这些话，牛顿和贝多芬的传记作者J·W·N·沙利文写道：

由于科学理论的首要目的是表达人们发现的自然中存在的和谐，所以我们一眼就能看到这些理论一定具有美学价值，对一个科学理论的成功与否的衡量事实上就是以它的美学价值的衡量，因为这就是衡量它给原本是混乱的东西带来多少和谐。

科学理论的辩护要从它的美学价值上去寻找，科学方法的辩护要借助它的美学价值去获得。没有定律的事实是无意义的，没有理论的定律其量只具有实践功效，所以我们看到指引科学家的动机从一开始就是美学冲动的显现……没有艺术的科学是不完善的科学。

爱因斯坦广义相对论的发现被赫尔曼·韦尔称之为思辨思维力量的最高典范，而郎道和栗夫西茨认为广义相对论大概是现有物理学理论中最壮美的。爱因斯坦本人在他论述场议程的第一篇文章的末尾写道：“任何充分理解这个理论的人都难逃避它的魔力。”

现在我想回头讨论我前面说到的福雷的问题，即如何看待一个美学上令人满意同时又相信它不真的理论。

戴森曾引用韦尔的话：“我的劳作是努力把真和美统一起来；如果我不得不选择其中之一，我常常选择美。”我要问一问戴森：韦尔是否举过他为了美而牺牲真的例子？我了解到韦尔举的例子是他的引力度规论，这修理夜里在他的《时空问题》中提出来的。显然，韦尔确信这个理论作为一个引力理论是不真的；但它是那样美以致他不愿意放弃它，因此他为了它的美不让它消亡。但很久之后，度规不变性的形式系统被纳入量子电动力学，证明韦尔的本能直觉是完全正确的。

因此我有证据说明，一个科学家凭异常高超的审美直觉提出

的理论即使起初看起来不对，终究能够被证明是真的。正如济慈在很久以前看到的：“凡想象认作美的东西一定是真理，不论它以前存在与否。”

确实，人类心灵最深处看作美的东西变成外部自然中的现实，这是一个令人难以置信的事实。

凡是可理解的，同时也是美的。

S·钱德拉塞卡（1910~2019），美籍印度裔天体物理学家，芝加哥大学教授，因为对恒星结构和变化过程的研究，获得1983年诺贝尔物理学奖。