自然科学中的美学
自然美学原理笔记摘抄(3篇)
第1篇一、引言自然美学是美学的一个重要分支，研究自然景观的审美价值和审美规律。
自然美学原理是自然美学研究的核心内容，本文将对自然美学原理进行摘抄，以便于读者了解和掌握。
二、自然美学的定义自然美学是一门研究自然景观的审美价值和审美规律的科学。
它以自然景观为研究对象，探讨自然景观的审美特性、审美价值和审美规律，为人们提供欣赏自然美景的指导。
三、自然美学的原理1. 自然美的本质自然美的本质是自然景观的和谐统一。
自然景观的和谐统一表现在以下几个方面：（1）形态和谐：自然景观的形态具有多样性和统一性，如山水、花草、动物等，它们各自具有独特的形态，但又相互协调，形成和谐的整体。
（2）色彩和谐：自然景观的色彩丰富多彩，如蓝天、白云、青山、绿水等，这些色彩相互映衬，形成美丽的画面。
（3）节奏和谐：自然景观的节奏感强，如流水、风声、鸟鸣等，这些节奏感使得自然景观具有动态美。
（4）意境和谐：自然景观具有独特的意境，如“桂林山水甲天下”、“黄山归来不看岳”等，这些意境给人以无限遐想。
2. 自然美的规律（1）自然美的规律之一：相似性规律。
自然景观的形态、色彩、节奏等方面具有相似性，这种相似性使得自然景观具有美感。
（2）自然美的规律之二：对比性规律。
自然景观的形态、色彩、节奏等方面具有对比性，这种对比性使得自然景观更加鲜明。
（3）自然美的规律之三：层次性规律。
自然景观具有层次感，如山水、花草、动物等，这些层次感使得自然景观更加丰富多彩。
（4）自然美的规律之四：整体性规律。
自然景观的整体美感大于各个部分的美感之和，这种整体性规律使得自然景观具有更高的审美价值。
3. 自然美的欣赏（1）观赏角度：观赏自然美景时，要选择合适的观赏角度，以充分展现自然景观的美丽。
（2）观赏距离：观赏自然美景时，要选择合适的观赏距离，以充分感受自然景观的意境。
（3）观赏心境：观赏自然美景时，要保持愉悦的心境，以更好地体验自然美景的审美价值。
四、自然美学的应用自然美学原理在以下几个方面有广泛的应用：1. 生态环境保护：自然美学原理为生态环境保护提供了理论依据，有助于人们更好地认识和欣赏自然景观，从而加强生态环境保护。
生态美学
产生背景
2、后现代文化形态为生态美学的产生奠定了必要的前提。根据托马斯· 伯里的观点，后现代文化体 现的是一种生态时代的精神。他认为“在具体化的生态精神出现之前，人类已经经历了三个早期的文 化一精神发展阶段：首先是具有撒满教（Shamamic）宗教形式的原始部落时代（在这个时代自然界 被看作神灵们的王国）；其次是产生了伟大的世界宗教的古典时代（这个时代以对自然的超越为基 础）；再次是科学技术成了理性主义者的大众宗教的现代工业时代（这个时代以对自然界实施外部控 制和毁灭性的破坏为基础）。直到现在，在现代的终结点上，我们才找到了一种具体化的生态精神 （同自然精神的创造性的沟通融合）”。如果考虑经济因素和其他条件，可以认为，后现代信息经济 社会超越了以科技理性为主导的工业时代社会，这是走向生态平衡和协调发展的生态精神时代。
理论基础
2、生态哲学主张的“有限主体”意识和尊重自然界价值与权利反映了生态美学的统一性和亲和性。传 统的人类中心主义在处理人同自然界关系时，成了“无所不能”、“无所不可”、“无所不做”的绝对 主体，这是一个“疯狂主体”，它消灭了人的理性、价值追求和实践行为的绝对界限，使人失去了任何 限制和约束。 从生态哲学的观点看，主体性不过就是事物的主动性、主导性、创造性和能动性，或者说，凡有目的性 和能动性的事物都有主体性。这是因为具有目的性和能动性的事物都能在具体环境中进行不同程度的创 造，从而取得一定水平的适应环境的主动性和主导性。依据这样观点，不同事物具有不同程度的主体性， 在世界万物中，作为“存在之大全”的自然具有绝对的主体性。在人所居住的地球上，人类是最高程度 的主体，动物次之，植物又次之……就人而言，无论人的能力怎样发展，人都仍然是自然界整体的一部 分。因此，人类永远都不可能超越自然界整体对它的限制，它始终是一个“有限主体”，始终都只有依 赖于自然界整体的存在才能生存。
自然科学中的科学美学方法
美的因素在科学研究中占有十分重要的地位 ， 人 类对美的追求促进 了科学的发展 ． 科学史上的许多重
大发 现或 突破得益 于科 学 美学方 法 ． 子物理 学家 海 量
不能表达为整数 比． 据说第一个发现 不是有理数 的
人是毕达哥拉斯学派的希伯斯 ， 他被处死 了。因为希 伯斯居然在宇宙间搞 出这样一个 不美的东西而否定 了毕达哥拉斯学派的数 的和谐这一科学美学原则 。 毕达哥拉斯学 派的科学美学思想虽然 明显地带 有神秘主义的色彩 ， 但是他们从科学美学思想出发 ， 对 自然现象的规律性所作出的一些天才的猜测 ， 在宇 宙学 、 数学 、 天文学和音乐学发展 的初期 ， 产生了巨大
森保 （ ｅｅｂｒ，９ １ ９６ 曾经说过 ：美对于发现 Ｈ ｉ ｎｅ １ —１ ） ｓ ｇ ０ ７ “ 真理的重要意义在一切时代都得到承认和重视 ．“ ” 探 索者最初是借助于这种光辉 ， 借助于它的照耀来认识 真理的 ．著名数学家冯 ・ ” 诺依曼（ ｏ ｅ ａｎ 也 曾 Ｖ ｎＮ ｕ ｎ ） ｍ 说过：归结到关键 的论点 ： “ 我认为数学家无论是选择 题材还是判断成功的标准 主要都是美学的 ．波莱尔 ” （ｏ １ Ｂｒ ） ｅ 指出：数学在很大程度上是一门艺术 ， “ 它的发
维普资讯
２０ ０６年 ９月
云南电大学报
Ｊｕ ｌｏ ｎ ａ Ｔｖ Ｕ ｉ ｏ ｍａ ｆＹｕ ｎ ｎ Ｒ ｎ
Ｓｐ ． ０ ６ ｅ ｔ２ Ｏ Ｖ０ ． ＮＯ ３ ８． ． １
第 ８卷 第 ３ 期
自然 科 学 中 的科 学 美 学 方 法
钱 双 平
（ 云南广 播 电视 大 学理 工学 院 ， 云南 ， 明 ６０２ ） 昆 ５２３ 摘 要 ： 过 对 自然 科 学 史上 大量 的事例 的 分析 ， 通 自然科 学 中存 在 美 ， 学研 究 中使 用 了科 学美 科
美学原理
美学原理——整理人：刘博1.美学的研究对象：美的问题，审美经验、审美意识问题，艺术问题2.美学学科的确立：1735年鲍姆嘉通发表《关于诗的哲学沉思录》1750年他正式出版《美学》第一卷，标志着美学学科的正式确立3.古代美学思想的出现与文艺关系密切。
中国：《乐记》：和而不同顾恺之：绘画以形写神西方：最初的美学思想散见于《文艺对话集》（柏拉图）、《诗学》、《修辞学》（亚里士多德）4.美是一种感受性很强的体验，离开人的感性体验，它就不存在了。
如：动物不能感受到美人在心情好的时候和心情差的时候，对美的感受截然不同。
5.美学学科的发展现状年轻化：古老的学问，年轻的学科。
（作为独立的学科在近代才正式确立）多元化：流派纷呈，没有建立完整统一的体系6.自然美（1）自然美客观自然界中自然物的美（2）自然美产生于“自然的人化”人与自然的关系，是在实践中逐步发展起来的对自然的支配、改造，并使之为“我”所用的关系。
【1】人类从动物界分离出来之前，自然对人类“为我所用”的关系并不存在。
【2】人类诞生之初，“为我所用”的关系也并为形成，那时候，人是自然界的奴隶。
【3】通过劳动实践活动，自然界和人类社会生活逐渐产生了日益密切、广泛的关系。
原来与人类无关或对人类有害的自然物，转而成为与人类有关或对人类有益的了。
自然变成了“为我所用”的自然，打上了人的本质力量的烙印，具备了能使人从中观照自我力量的审美特点。
（3）人的本质力量对象到自然物上的社会实践，是构成自然美的决定因素，而自然物自身的某些属性，如生物的，化学的，物理的以及结构形式的属性等，构成自然事物美的物质条件。
（4）“自然的人化”的形式与自然美的形态1、“自然的人化”，指经过人类实践，自然与人的关系发生了整体性的根本变化：它对人有害的内容已消失，以其感性形式吸引人。
2、“自然的人化”存在三种基本形式：A 自然物打上了人类实践活动的烙印，使人们得以从中直观自身。
B自然物作为人类可亲的生活环境而具有“人化”的意义，从而获得审美价值。
自然学科美育
顾恺之：《洛神赋图》
艺术珍品因科技的发展而让世界各地的人们都能观赏
达· 芬奇 《蒙娜· 丽莎》
艺术珍品因科技的发展而让世界各地的人们都能观赏
大足石刻 《养鸡女》
深受青少年喜爱的网络游戏
4．科学技术的发展进一步优化了人类的 审美条件
前苏联物理学家尤兹
我们具有利用最精密的仪器装备起来的第 六感官，它在我们眼前揭示出物质的内部 世界。物质的内部世界是那样的不寻常， 以致于很难用我们的意识去领会，这种微 观世界的美是那些魔力感人的童话故事所 不能比拟的。
2．科学技术的发展为人类的审美认识活动提供 了更为有效的工具
科技的发展使我们观赏到肉眼无法看到的美 丽的土星环
图片1 美国卡西尼号宇宙飞船经过7年35亿公里长 途跋涉到达土星，拍摄到色彩斑斓的土星环照片
科技的发展使我们观赏到肉眼无法看到的美丽 的土星环
色彩缤纷的土星环
科技的发展使我们观赏到肉眼无法看到的美丽 的土星环
当你领悟一个出色公式时，你会得到同听 巴哈的乐曲一样的感情。
避雷针
英王乔治三世依据“球 形最美”的观念，断言避雷 针的顶端不应是尖头的，而 应是圆球形的。 查理· 摩尔经过16年研究 得出结论：尖端圆球状的避 雷针比尖头状的避雷针效果 要高出一倍，并揭示了其科 学原因。 在科学发明史上许多科 学家由美启真，因而作出重 大贡献。
恩斯特· 卡西尔
科学是人的智力发展中的最后一步，并且 可以被看成是人类的文化最高最独特的成 就。
邓小平
李政道
科学技术是第一生 产力。 科学与艺术是不可 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。
科普科学与艺术的结合揭示自然界的美妙之处
科普科学与艺术的结合揭示自然界的美妙之处自然界的美妙之处无处不在，每一片绿叶的交错，每一朵绽放的花朵，每一次日出和日落的变幻，都展现了大自然的神奇与魅力。
科学与艺术的结合，让我们能够更深入地认识和欣赏自然界的美妙之处。
一、光影的舞蹈——摄影艺术揭示自然之美摄影艺术是一种以光线、影像与构图为媒介的表达方式，通过冻结瞬间的镜头记录下美丽的自然景色。
通过科学的镜头和摄影技巧，摄影师能够捕捉到微妙的光影变化，将自然界的美妙之处展现在我们的眼前。
世界著名摄影家安塞尔·亚当斯的黑白摄影作品《月亮上升》将月亮与山脉的完美结合，呈现出了宁静与壮丽的自然景象，使观众们更好地领略到了自然界的浩瀚与壮丽。
同时，科学的研究成果也为摄影艺术提供了更多的可能性。
例如，红外摄影技术可以透过大气层捕捉到红外光线，使得摄影师可以呈现出人眼无法察觉到的景象，展示出自然界隐藏的美与神秘。
二、色彩的交织——绘画艺术诠释自然之美绘画艺术是通过色彩、线条与构图来表达创作者对自然界的感知与理解。
色彩在绘画中扮演着重要的角色，不仅能够传达情感，还可以描绘出自然界的多样性和丰富性。
梵高的《星夜》运用了鲜艳的蓝色和金黄色，展现了夜空与星星的奇幻与浪漫，给观众带来了无限遐想。
科学的发展也拓宽了绘画艺术的边界。
例如，透视学的发展使得艺术家们能够更加准确地描绘景物的透视与空间感，使作品更具立体感。
科学对颜料的研究也衍生出了更丰富的色彩选择，使得艺术家们能够更加精确地还原自然界的色彩和纹理。
三、动态的表现——舞蹈艺术展示自然之美舞蹈艺术通过舞者的身体语言和舞台效果，将自然界的美妙之处转化为肢体的舞蹈动作。
舞者可以通过模仿自然中的鸟儿飞翔、花朵绽放等动作，将自然的美妙气息传递给观众。
雪莱梅尔的经典芭蕾舞剧《天鹅湖》中，白天鹅和黑天鹅的对比和逐渐转化，形象地表达了自然界阴阳交替的美妙。
舞蹈艺术也借鉴了科学技术的发展。
例如，现代舞蹈中的投影技术可以将抽象的自然景象呈现在舞台上，使得观众能够更好地感受到自然界的美与力量。
自然主义美学的杰出代表——桑塔耶纳
自然主义美学的杰出代表——桑塔耶纳赵士林乔治•桑塔耶纳，美国著名自然主义哲学家、美学家，美国美学的开创者，同时还是著名的诗人与文学批评家。
桑塔耶纳早年就读于哈佛大学，后任该校哲学教授。
桑塔耶纳的主要著作有《美感》、《诗与宗教的阐释》、《理性生活》、《三位哲学诗人：卢克莱修、但丁与歌德》、《怀疑论与动物信仰》、《存在领域》等。
一、自然主义的哲学主张作为美国第一位真正意义上的美学家，桑塔耶纳于1896年写就的《美感》一书，是美国第一部真正意义的美学专著。
在这部美学专著中，桑塔耶纳鲜明自觉地遵循了自然主义的哲学路线。
自然主义是19世纪末至20世纪30~40年代盛行于美国的哲学思潮。
它以19世纪以来物理学、生物学等自然科学学科的蓬勃发展为时代背景和文化动力，上承欧美实证主义传统，标举自然这一核心范畴，强调自然作为存在的唯一实在性，断言宇宙间一切事件、现象、存在，无论性质如何都是自然。
认为自然就是存在，存在就是自然，自然之外无存在。
所谓超自然的存在在科学的检视下也可以被理解为一种自然状态。
传统哲学讨论的基本存在范畴如物质与心灵等，都被自然主义者理解为同一个存在，即自然。
无论科学研究的物质现象还是哲学探讨的精神概念，都同属于一个自然的领域。
自然主义主张的认识方法、研究方法是经验主义的、科学的，一切都要从经验开始，一切又都需得到经验的证明。
自然主义哲学家认为自己超越了传统的二元论与一元论、无神论和有神论、唯物论与唯心论的对立，开拓了哲学研究的新视角，为哲学学科带来了符合时代需要的新的生机。
自然主义的代表人物有伍德布里奇、科恩、杜威、内格尔、胡克等。
桑塔耶纳作为自然主义的哲学家，将存在理解为一个自然过程，特别是将人类的精神活动也完全理解为自然的运动。
同时桑塔耶纳的哲学思想亦有自己的特色，他格外强调哲学思维应该超越主客体的对立，认为纯粹的客观世界是不可靠的，不存在的，因为人们在感知这个所谓的客观世界的时候，已经使它染上了某种主观的色彩，只有我们自己的经验才是真实可靠的。
谈谈对自然美的理解美学作业
谈谈对自然美的理解美学作业对自然美的理解美学是一个遗传着诸多文化元素的复杂又引人入胜的话题，它体现了人们尊重自然、热爱生活、把握生命关怀的情感和思考。
本文以论述经典的自然美美学理论和人类的感知体验为引入，从中探索和阐述当今自然美美学，探讨它在文化、生活和社会发展中的作用。
自然美美学是一门以大自然为根源的美学，它承载着多种文化元素，涉及自然、艺术、文化、宗教以及社会科学等领域其视野广阔，内涵丰富。
其发展历史悠久，起源于古希腊美学家阿拉斯多德的“美的理论”，继而受到拉斐尔、马可波罗等文艺复兴时期的艺术家的推崇和影响。
自然美的美学理论更是受到维特根斯坦，爱默生以及汉娜罗宾逊等浪漫主义哲学家的影响，他们把大自然与人类情感结合，形成自然美这一独特的美学理论。
自然美的美学主要探索的是人对大自然的感知体验。
在自然环境中，人们体验到的是别样的宁静和健康的心灵，这是一种与众不同的感受，可以通过催眠来体会，比如依靠鸟鸣、海浪拍打、风吹过树梢等自然声音，渐渐的安静，在漫天的云朵当中放空自己，静静感受大自然的美丽。
自然美在文化中有着重要的作用，它是人类最根植、最质朴的感受，而且在不同时期都存在着不同的文化表达形式，从古代到现代，它都是文化的重要组成部分，影响着不同文化的形成，是文化的重要组成部分。
比如，古代的自然美的理解，其思想体系深入人心，古典文学中大量自然元素的融入更是影响着艺术家们对自然的理解和感受。
随着科技发展，人类对自然美的理解也发生了巨大变化，在当代社会中，自然美现在有着非常重要的价值意义，不仅被社会认可，还被用来让人们了解社会价值观念，把握自然风光，感受大自然的美，同时，它对于促进社会和谐稳定发挥着重要作用。
自然美的美学理论不仅仅在文化的形式中体现，在生活中也有着重要意义，它可以满足人们放松心情和情绪的需求，帮助人们消除压力，释放疲劳，把握生活的美好，拥抱大自然的魅力，让人们从中感受到一种新的力量。
因此，对自然美的理解美学将会在社会发展中具有重要意义，成为社会发展的重要支柱，唤起人们对环境保护、生活追求和关怀的责任感。
源于自然带来的美学设计
源于自然带来的美学设计--读《风景园林设计要素》麦克哈格将生态学思想运用到风景园林设计中，产生了“设计尊重自然”，把风景园林设计与生态学完美地融合起来，开辟了生态化风景园林设计的科学时代，也产生了更为广泛意义上的生态设计。
例如法国埃弗鲁斯·德·罗斯查尔德别墅花园中为数众多的橄榄树、熏衣草以及石雕所带来的浓郁异国情调，或者是由于中世纪英国贵族所钟爱古典设计而应运而生的英国斯托海德风景园，以及苏州网师园内大量亭台楼阁花草水榭所表达的天人合一，这些源于自然生态带来的美学设计是人类尊重自然，改造自然的杰出艺术成就，也为后世留下了厚重宝贵的精神物质财富.美国景观设计师诺曼编撰的《风景园林设计要素》中提到地形，水体，植物，建筑这四个关键要素，在这里我们可以认为是前三者与后者的搭配，才会产生一个完整的设计，也就是说，怎样通过对自然加以合理人工改造，使其符合人类需求，这就是我们所需要学习的关键所在，那么，为什么会是这样几个自然要素来构成我们的景观园林设计，怎样去处理自然与人之间的关系，又如何加以改造来达到人的设计需求，并且与自然合二为一呢.近代生态美学思想的提出.自然即生态，我们了解学习对自然的设计就是对生态的设计，生态美学以当代生态存在论哲学为其理论基础。
生态学尽管是1866年由德国生物学家海克尔提出，属自然科学范围。
1973年，挪威哲学家阿伦·奈斯提出深层生态学，实现了自然科学实征研究与人文科学世界观的探索的结合，形成生态存在论哲学。
这种新哲学理论突破主客二元对立机械论世界观，提出系统整体性世界观;反对"人类中心主义"，主张"人--自然--社会"协调统一;反对自然无价值的理论，提出自然具有独立价值的观点。
同时，提出环境权问题和可持续生存道德原则。
生态美学产生于后现代经济与文化背景之下。
迄今为止，人类社会经历了原始部落时代、早期文明的农耕时代、科技理性主导的现代工业时代，信息产业主导的后现代。
美学六种审美形态
美学六种审美形态
美学六种审美形态是指德国哲学家巴克金(Berlinck)在20世纪提出的六种不同的审美形态分类，并成为当前美学领域的重要学说。
这六种美感形态包括：
1.自然美：指对大自然中的美的感受和欣赏，如山水、天空、星辰等景观或自然界中的动植物。
这种美感形态体现了人与自然之间的和谐感受，属于一种天然的美感形态。
2.艺术美：指对艺术作品的美的感受和欣赏，如绘画、雕塑、音乐、戏剧、文学等。
这种美感形态是由艺术品本身所呈现出来的美感特征构成。
3.科学美：指对科学理论、实验、过程的美的感受和欣赏，如物理学中的美学，工程设计中的美学等。
这种美感形态是对科学精神和创新活动的认可和欣赏。
4.宗教美：指对宗教信仰、仪式、神圣场所等的美的感受和欣赏，如宗教建筑、雕塑、画像等。
这种美感形态是对宗教信仰或仪式的崇敬和虔诚的表达。
5.社会美：指对组织、公共事务、社会功能、道德规范等的美的感受和欣赏，如组织管理中的美学、城市规划中的美学等。
这种美感形态是对组织与社会的统一和融合的认可和欣赏。
6.个人美：指对个人的身体、容貌、仪态、生命等方面的美
的感受和欣赏，如对某位演员、歌手、特定美食或带感场景的印象。
这种美感形态是纯粹个人的观感体验。
这六种审美形态并非独立的存在，它们常常交织在一起，形成复杂的美学体验。
通过这些审美形态的分析和学习，我们可以更好地理解和欣赏人类审美活动的多样性和复杂性。
第二章 自然科学与美学
捕鱼、打猎的器具及发展到后来的兵器，最有效 的即是最美的同时也是最付合力学、热学原理的。 这往往与当地猎物的形状、活动情况和环境有关
古代造桥，在各种型状反复试验比较中， 最经久坚固的被认为是美的，当然也是最 符合静力学和动力学原理的。
从数学和声学的观点去研究声 音节奏的和谐，认为声音的和 谐都是由发声体的“量”（管， 弦之长短；钟鼓之大小）的和 谐所决定的。万物起源于数， 数的和谐既是科学的源泉也是 艺术的源泉。——毕达哥拉斯
中国书法
鞭端 效应
米芾 (音fú北宋 湖北襄阳)
中国的书法,所谓上品的，美的，无不讲究气韵生动，（获得美感 者，首先是执笔本人在书写过程中，其次才是观赏者）这实际上 就是书写者的整体运动——收放（心律）、吐纳（呼吸）和流动 （循环）有效地贯穿于腕指笔端，此时此刻达到最流畅、最协调、 最无阻力的状态，尤如力学中的鞭端效应。因此这必然与作者的 情绪思想密切相关。因而我们说字如其人，书法艺术最能体现人 品人格和人的生命状态。
对称缺损
“if such asymmety is indeed found, the question could still be raised whe ther there could not exist corresponding elementary particles exhibiting opposite symmetry ,such that in the broader sense there will still be overall right –left symmetry.”
房子的结构、大小、高 低、型状也与当地所取 的村料（木料、石块等） 的几何尺寸，物理等性 密切有关。千百次的试 造中，凡成功的往往是 满足力学、理化要求的， （比如对称的、黄金分 割的、省力省料的等） 也就被认为是“美”的
自然科学中的美学因素
自然科学中的美学因素
自然科学中的美学因素包括以下几个方面：
1. 对称性：对称性是自然科学中最基本的美学因素之一，它指的是物体或现象中对称和平衡的特点。
例如，晶体的对称性及其美学特点是晶体学中的重要研究内容。
2. 纯净性：自然科学中的纯净性是指物体或现象的无杂质和无污染的美学特点。
例如，在地球科学中，纯净的水和空气被认为是最具美学价值的。
3. 优雅性：自然科学中的优雅性指的是自然界中表现出的简约、流畅和优美的形态和结构。
例如，在物理学中，优雅的方程式和简洁的理论被认为是最具美学价值的。
4. 复杂性：自然科学中的复杂性是指物体或现象中较为复杂的结构和现象所带来的美学特点。
例如，在生命科学中，生命体的高度复杂性和内在的纷繁丰富的结构和现象被认为是最具美学价值的。
5. 颜色和光线：颜色和光线是自然科学中常见的美学元素，它们在自然界中的分布和变化也是美学研究的重要内容。
例如，在天文学中，彩虹、日出和日落都是最具美学价值的自然现象之一。
6. 对比和变化：自然科学中的对比和变化指的是物体或现象中与其他物体或现象的对比和变化，它们也是美学研究中十分重
要的元素。
例如，在地质学中，地层的不同颜色和质地能够产生独特的美学效果。
总之，自然科学中的美学因素与自然界的多样性、复杂性和美丽性息息相关，能够带给人们独特的美学享受和启示。
自然科学中的美学因素
自然科学中的美学因素自然科学是一门旨在研究自然界各种规律和现象的学科，其研究范围广泛，它的发展与进步对人类社会、经济、文化等方面都有着深刻的影响。
然而，在自然科学中除了严谨的数学推导、实验验证等科学方法外，还存在着一种非常重要而又被人们忽视的美学因素。
美学因素在自然科学中发挥着至关重要的作用，它不仅涉及到科学知识的美感，而且还涉及到人们对自然现象的欣赏、理解和预测。
自然科学中的美学因素，表现形式多样。
像化学元素周期表，它们的简洁、对比、对称、重复等美学因素，使得大众对化学基础知识的理解变得更加深入，对世界更加了解。
与化学不同，数学中的美学因素又更偏重于对于逻辑、形式的表达，如数学公式、证明等，它们所呈现出来的简约、清晰和优美性，吸引着人们去探索它们所揭示的新奥秘。
而天文物理学中，美学因素则与图像及天体运动的美有关，比如天空的色彩、星云的造型等等，都是美学玩味的对象。
自然科学中的美学因素，不仅展现在科学研究中的表现形式上，也体现在科学带给人们的感受中。
科学的研究不仅是对自然界的认知，同时也是对自然界的赞美。
对于生命科学的研究，其所揭示的生物结构和功能之间的相互关系，以及生命系统的稳定和繁衍等方面，让我们在感受自然科学时，才得以深刻感悟到生命的神秘和伟大。
在物理学领域中，相对论及量子力学的发现，更是给人们带来一种新维度的认知体验，深刻展示出科学所蕴涵的美好，同时也为人们带来了更多的审美想象。
除此之外，自然科学中的美学因素还可以启发人们对文化产生更广泛而深入的思考。
在我国古代科技文明的繁荣时期，人们多在科学知识、技术实践中体现对于自然世界的认知和欣赏。
关于山水的画作、研究自然生态的桃花源思想等，无不凸显出人们对科学和自然的热爱。
在现代，自然科学的发展不仅让人们感悟到人与自然的和谐共处，同时也可能引发民众对于人与自然关系的反省和思考。
比如，环境保护，就需要人们从一个美的角度，去审视如何与自然保持良好的关系，以便达到内外的和谐。
自然科学中的美学
♪ 爱因斯坦相对论，把牛顿力学和麦克斯韦方程统一起来。
♪ 目前，人们正在着力研究包括引四种相互作用（强相互作用、弱相
互作用、万有引力、电磁力 ）都统一起来的超对称大统一理论。
四、新奇美
在疑难和错综复杂的迷宫中，发现意想不到的捷径，这就是
新奇的境界。
新奇，是指科学思想的创造性和科学方法的新颖性。新奇是 和谐基础上的创造，新奇又是和谐的条件。雷同、重复的事物 没有和谐可言，新奇而又和谐，多样统一才是物理美。 物理学的新奇，来源于物理思想的奇特和科学方法的新颖。 ♪ 狄拉克：在发展量子理论的过程中，预言了“正电子”的 存在，为半导体技术，进而为电子技术、计算机技术、通信技 术的发展奠定了基础。就具有新奇美。
◆ 自然界总是遵循着“中庸之道”的准则。 “中庸之道”的基本准 则： 不偏不倚，不正不负。自然界中，电荷有正有负，而且正电荷总 数等于负电荷总数，所以，自然界显示中性。 ◆ 自然科学中，对“对称美”的追求，成就了许多非同凡响的成就。 ♪ 库仑，在追求与牛顿万有引力定律的“对称”中，得出了库仑定律。
不惊叹其为“神来之笔”，是常人无法想到的。就连当时最负盛
名的海森伯和德布罗意看了狄拉克的文章之后，都无法了解狄拉 克是怎样想出此神来之笔的。
◆
物质世界总是展现出“简单”的风采 ♪ 一切物质都由最简单的粒子－原子（原子核和电子）组成。 ♪ 光，总是沿着最简单的直线传播。 ♪ 行星，总是沿着最简单的几何曲线——圆、椭圆、抛物线 或双曲线运动。 ♪ 气体，总是从高浓度向低浓度地方扩散。
方案-浅谈小学自然科学学科教学中的美育教育
浅谈小学自然科学学科教学中的美育教育'浅谈小学自然科学学科教学中的美育一、前言随着的进步，人们对于各种知识的需求不断增加，进而对于世界、星体的了解更加深刻。
为了能让孩子们跟上社会科技的步伐，孩子们的各个教育阶段都是至关重要的。
就拿中小学教学来说，这个时候的孩子们，记忆力强且不会在时间的长河里遗忘；不仅仅如此，从社会犯罪现状和影响犯罪的因素（如、年龄等）等方面来看，中小学阶段的教学对于预防犯罪来说作用很大。
而作为涉猎范围广泛的自然科学学科，在各个教学阶段中都是不可或缺的，是孩子教学的重要组成部分。
因为自然科学学科中美育教学方式，对于引导孩子们发现美、欣赏美，并把这种美发展到自己的整体素质中去，起着重要的作用。
二、美育教学的涵义和特征美育教育是审美教育的简称，也是“德智体美劳”全面发展教育方式的一种，也称为美感教育或者审美教育[1]。
美学教育的目的和落点就是人性与人格的完美结合，也是现代教育观念的形象诠释。
现代教育观念认为，对于孩子们的教育要从其自生生存发展出发，让性格完满的理想目标得以实现。
正如马克思所说的“的对象创造出懂得艺术和能够欣赏美得大众”，这正是审美教育的完美体现。
审美教育主要有能动性强，能够怡情养性等特点，它是通过引起孩子们在学习过程中情感的共鸣，从而激发出他们内心对美的体验，并通过等方式表达出来。
三、自然学科科学的内涵自然学科科学是对自然现象进行研究的学科科学的总称，它的范围极其广泛，主要包括生命科学、物、化学、空间科学、天文地理科学等学科。
自然学科科学的教学在不同的教育阶段有不同的内容，如在小学教学阶段，主要是了解天中关于天体的基本知识，简单认识物理学、化学等学科实验的工具；在中学阶段，可以了解到物理学中一些基本原理或者化学中物质反应的缘由或者是地理科学中关于地质运动等方面的知识[2]。
四、美育在自然学科科学中的运用现今，为了让孩子能够很好地跟上社会科技、发展的步伐，家长们总是在孩子很小的时候就帮他们报上各种辅导班、艺术班。
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D t B E t
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D dS q
♪ 狄拉克（1902～1984，英），世界著名数学-物理学家，建立了相对
有引力定律的“对称”中， 得出了库仑定律。
牛顿万有引力定律（英）
m1m2 F G 2 r 常数 (1687)
q1q2 F k 2 r (1785)
库仑定律（法）
♪ 法拉第(1791.9-1867.8，英)从对称美中发现了电磁感应定律的。 他认为：既然电能生磁(奥斯特1777.8-1851.3，丹麦)，磁也应能生
量子论。 1933年，获得诺贝尔物理学奖。 狄拉克崇尚对称美，坚信：在一个物理系统的所有可能表象之间， 必定存在着一种优美的对称性。 物理上，负能态比正能态能量更低。根据量子跃迁理论，一切正能 态的粒子和物质都将无休止地向负能态跃迁，这样将导致宏观物质全 部解体的结论。为了摆脱这种与事实不符的困境，狄拉克根据泡利不 相容原理，于1930年提出了著名的空穴理论：空穴是一种新的粒子， 与电子的质量相同，但电荷相反，预言了“正电子”的存在。 他假定，自然界的所谓“真空”，并非空无一物。所有的负能态都 将被电子填满，形成负能态的电子海；正能态的电子不可能再往下跃 迁，这样就保证了原子的稳定性。当处于负能态的电子受到激发从负 能级的“海洋”中逸出时，就留下一个空穴；这个空穴，就相当于一 个带正电荷的粒子（正电子）。这一假设，为半导体技术，进而为电 子技术、计算机技术、通信技术的发展奠定了基础。 1932年，安德森（1905-1991，美）在宇宙射线实验中发现了正电子， 证实了狄拉克的预言，安德森因此获得1936年诺贝尔物理学奖。
二、简单美
◆ 自然界的多种现象，看起来错综复杂。然而，其背后隐藏的 规律却是简单的。 自然界中最简单的字符是0和1。奇特的是，自然界中的所有 数字或事件，都可由不同数目的0和1组成；比如“1”可表示为 “0001”，“2”可表示为“0010”，“3”可表示为“0011”……。 经过计算机的组合后，一个复杂而多彩的世界便可呈现在世人 面前；它将开关的闭与合、意见的同意与不同意、表决的通过
统一， 就是：在不附加太多的假定条件下，尽可能前、后 一致地解释更多的物理现象。 ♪ 牛顿，把地球上的力学与天上的力学统一起来。 ♪ 麦克斯韦方程，把电、磁、光统一起来----电磁场理论。
♪ 爱因斯坦相对论，把牛顿力学和麦克斯韦方程统一起来。
♪ 目前，人们正在着力研究包括四种相互作用（强相互作用、弱相
S C= 4 kd
E 2 -E1 =h D H t
=L I
m1m2 F= G 2 r
◆
科学的宗旨是简单化 ♪ 牛顿定律：将宏观、低速条件下各种机械运动的规律，组 成了一个秩序井然的集体; ♪ 麦克斯韦方程组：建立了一个和谐圆满的电磁场家庭。
♪ 量子力学理论（海森堡）：使行踪飘忽的微观粒子眉目清晰。
自然科学具有自身的美，体现了美学原理。 只有美的事物、现象，才是科学的。否则，是伪科学。 原子弹之父奥本海默认为：自然科学，是研究自然规律与秩序 的科学，探究物质的和谐存在与运动的根源。自然科学本身不 是美学，但富含美的素材，需要我们去发掘。
◆
对美的追求，是自然科学发展的源动力。
◆ 美的表现形式： ♪ ♪ 对称美 简单美
数学定律的形式表现出来。
◆ 爱因斯坦（1879.3.14-1955.4.18 ，德）认为：“丰富多彩、错综复杂、扑 朔谜题的现象世界，表面可能是千差万别的；但本质上，都可逻辑地归 结为少数几个基本概念与 原理。这样一来，整个世界既和谐又统一。一 切科学的伟大目标就在于：寻找一个能把观察到的事物联系在一起的思想 体系，具有最大可 能的简单性，并能用数学的方法表示出来。”
总之：
物理学的简单之美，突出表现在：能将许多内涵丰富的
物理规律，用极其精炼的数学语言表达出来，给人以美的感
受。这就是简单性带来的美。
这种简单之美，既表现在理论上的简单，也表现在数学
形式上的简单，还体现在逻辑上的简单。
三、和谐美（统一美）
◆ 和谐是美学的重要法则。宇宙和数之间，内部隐含的逻辑
关系是美的，因为他们是和谐的。 ◆ 和谐、统一，给人以浑然一体，恰如其分、轻松自如的美感。 从古到今，一贯是自然科学追求的目标。 ♪ 卢瑟福（1871.8.-1937.10，新西兰 ）1906年提出了原子核结构 模型：所有电子都在各自的轨道上绕原子核旋转。这跟太阳 系里，行星在各自的轨道上围绕太阳运行非常类似。显示了 宏观和微观之间的和谐统一。
♪ 爱因斯坦：透过洛伦兹变换的数学形式，得出了物理空间
和时间的关系，并创立了相对论，这也是新奇美。
五、常数美
常数，是经常用的、反映物质客观属性的不变量。 自然科学中的某些常数，有着特殊的魅力和深邃的内涵， 因而也蕴含着美感。 常见的有：
♪
♪ ♪
黄金分割系数：0.618
圆周率π（圆的周长与直径的比值）：3.14 自然对数的底e : 2.718
爱因斯坦坚信：只有找到一个统一的场方程，世界才是最和谐的。
在生命的最后三十二年里，他孜孜不倦地寻找物理学的大统一理论。 正如他所说：“对这个或那个现象，我并不感兴趣；我想知道的是上帝
的思想，上帝是如何创造这个世界的；其它的只是我不关心的细节。”
世界最终可用对称和简单来理解!
◆
简单，是数学的最高境界。 狄拉克认为：数学方程式的简单化，比符合实验更重要„„
F k q1q2 r2
E dS
Q=I2 Rt
q
0
U IR I1 +I 2 +I3 + I n =0
( ) 0
洛伦兹 ）。
f =q (v B)
♪ ♪ ♪
磁学（法拉第、
d dt
光学
(费更斯、赫兹、爱因斯坦)
E2 E1 hv
原子物理（巴耳末、牛顿 、麦克斯韦、 爱因斯坦、惠更斯 ）： 物质由简单的质子、中子、电子组成
♪ 统一论（爱因斯坦）：宇宙中纷乱的种种作用力，在本质上可
归结为四种：强相互作用、弱相互作用、万有引力、电磁力 。
♪ 这些概念、定理、公式，都体现了自然科学理论体系的简 单美。
◆
物理学结构的各分支具备简单美
♪ ♪ ♪ 力学 （代表人物： 牛顿） 热学（卡诺、开尔文：卡诺定理、热力学第二定理） 电学（库仑、 高斯、 欧姆、 焦耳、基尔霍夫）
♪ 物体，总是从能量高的地方向能量低的地方运动——
能量最低原理。
♪
自然界中的各种颜色，都可通过七基色合成。研究发
现，三基色-二基色亦可合成各种颜色。
◆
物理定理、规律、公式，总是体现着逻辑上的简单美
s v t L R= S
a= F
m
F= - F '
U= I R d = dt q1q 2 F= k 2 r
◆
动量守恒定律，既适用于研究宏观物体的某些物理问题，又
适用于研究微观物体的某些物理问题。这说明，对宏观与微观
物理问题的研究方法，存在着和谐、统一的特征。
◆
物理学家认为：物质、能量、动量三大守恒定律的存在， 是物质世界和谐性的最完美体现。物质规律的对立、统一， 也是宇宙和谐的反映。
◆ 自然科学的发展过程中，追求理论的统一是科学家们的梦想。
因为，实验的差异，可能是没有考虑一些细小的问题；而这些细
小的问题，将会随着理论的发展得到澄清。一个人，在进行研究
时，假如具有敏锐的洞察力，能想方设法使方程简单化，那么， 他就肯定会获得进步。 狄拉克通过方程的简化得出：电子自旋的角动量是1/2，而不 是整数。这一点得到了自然的解释。初步了解其中奥妙的人，无
电，才能显示自然界的对称美。经过10年研究，1831年10月
17日，终于用实验证实了电与磁之间存在对称美的设想。
♪ 麦克斯韦（1831.6-1879.11，英） 1864年根据电与磁的对称性，在没有任
何实验支持的情况下，大胆地在安培定律中平添了“位移电流”矢量项， 使麦克斯韦得以建立起呈现对称美的方程组。其中，主要的四个方程彼 此相容，成为自洽的、关于电磁场的完整理论体系，被誉为自然界最优 美的诗。 积分形式 微分形式
◆ 折射定律具备对称美。其形式如下:
n1sinα1=n2sinα2
n1是入射光一侧的折射指数，n2是折射光一侧的折射指数,
α1是入射角，α2是折射角，可直接推出光的可逆性原理。
◆ 通信，在寻求光－电的对称中得到发展。 电：能携带信息，有带宽，调制方式有：调幅、调频、调相。
光：由电子在不同能级间跃迁产生。光子作为电子的“第二 代” 产品，具有电子所具备的这些性能。而且更具优越性： 不带电、没静止质量、宽带宽（1012）、高频率（1014）。 ◆ 光－磁的对称美： 光本身是一种特殊的电磁波，通信保密性能好，可以做到 万里传输无中继。
◆ 自然界总是遵循着“中庸之道”的准则。 “中庸之道”的基本准 则： 不偏不倚，不正不负。自然界中，电荷有正有负，而且正电荷总 数等于负电荷总数，所以，自然界显示中性。 ◆♪ 研究自然科学时，对“对称美”的追求，成就了许多非凡的成就。 库仑（1736.6 –1806.8，法） ，在追求与牛顿（1642.12-1727.3,英）万
♪
♪ ♪
和谐美（统一美）
新奇美 常数美
一、对称美
◆ 对称美，给人以匀称、均衡、连贯、流畅的感受。 ◆ 人类对美的认识，几乎和人类文明同步。
上帝造人过程中，就注重了对称美。上帝先造了亚当，后来造了夏 娃，于是人类有了男人和女人。男人和女人合成了一部诗歌，演绎了尘 世的风和雨。男人和女人之间的故事，没有序幕，也没有结尾。 人类社会的历史，就是男人和女人的历史，促进了人类社会的进步。