科学美是现实中自然美和社会美的反映，反映来源于人类的物质生产实践。发现微观、宏观世界的神奇，正是科学研究的探索与发展之光。
（一）科学审美对象的类型
1.研究对象 科学家可对自己研究的对象产生强烈的美感：他们热爱自己发现和研究的产物，常常使用赞美绘画、音乐、诗歌的用语“美”“雅致”“经济”，或者发出赞赏的惊叹——这伴随着发现艺术和科学中的关联，或实现未曾料到的、但却完全正确的东西。英国数学家和哲学家罗素可从欧几里得《几何原本》中“读出音乐般的美妙”；德国生物学家海克尔可从达尔文《物种起源》中“见出生物世界无与伦比的统一之美”；密立根把自己探测到的宇宙射线称为“天堂的音乐”“原子降世时的啼声”；达尔文把他所看到的热带植物描绘成永远留在人们心中的“一幅虽不清晰但却无限美丽的图像”。
2.科学实验 科学家通过各种实验装置和一定的实验技术，此前未明确表达和未察觉的存在，几乎像魔法似地被捕获。
小贴士
就像为了证实“镭”的存在，居里夫妇在艰苦的环境里，每天穿着沾满灰土、染着各种液体的工作服，守着锅中沸腾的矿物（沥青铀矿的残渣），不停地用手中的铁棍搅动。煤烟和有毒的气体刺激着他们的眼睛和嗓子，这种工作艰苦单调而辛苦，终于在4年后的一天，居里夫妇日思月想的“镭”出现了，它在黑暗中若有若无地闪烁着一种荧火似的蓝光，它在黑暗中跳跃着，像是夜晚的一只萤火虫，这种美丽的光就是神秘元素“镭”发出的光。成功带来的喜悦，可抵消过程中的痛苦，科学家们正是具有这样的无畏的精神，才能向科学的高峰靠近。
3.科学理论与公式 科学家认为那种逻辑严密、结论深刻的理论、公式也是非常美的。美国数学家帕波特把“数学的美、数学的快感、数学的直觉”都纳入数学。在他看来，“不求助于美学而仅仅在逻辑的术语中是不能理解数学活动的”，这应该成为数学创造理论的基本原理。数学研究不是沿着平坦的大道行进，很可能是在沼泽地徘徊，只有“引进美学的敏感性”，数学家才能摆脱固定的进路。正如法国物理学家法德罗意在赞美爱因斯坦的广义相对论时，认为“这种假设的雅致和美丽是无可争辩的，它该作为20世纪数学物理学的一个最优美的纪念碑而永垂不朽”。
（二）科学美的构成要素
1.和谐 是指事物的各个部分配合得当、协调一致、均衡舒畅、多样性统一。在法国数学家彭加勒看来，科学美像自然美一样，也是科学家追求科学的缘由：“只有当科学向我们揭示出这种和谐时，科学才是美的，从而才值得去培育。”大自然本身就是有序而和谐的，“宇宙”一词本身就意味着有序与和谐，因此，反映自然规律的科学也应该是和谐的，科学家们也总是用规律的方式去和谐的解释自己的研究成果。
2.统一 自然科学的发展越来越证实自然界存在着普遍性和统一性。牛顿力学统一了宏观物体运动的规律，被赞美为具有宇宙和谐美的理论。
3.平衡 从哲学思维上讲是包含差异的同一性，它们在相互依存中表现出来。所以黑格尔说：“平衡对称是和整齐一律相关联的。”如现代医学中对中医、西医的争论：中、西医对生命体的理解相差确实很大，如果把西医当作“绝对”的“真理”，那么中医自然就是“谬误”，该废弃掉。如果把“西医”看作是“探索生命”的“一种”方式，而“中医”是“另一种”，那么它们就能够共存了，这就是一种科学的平衡。
4.对称 对称给人以美的感受，人体、动物的左右对称；植物中叶子、花瓣的轴对称和中心对称；到科学研究的数的对称和形的对称。在这些对称中，最早的就是圆和椭圆的形象，如毕达哥拉斯有句名言：“一切立体图形中最美的是球形，一切平面图形中最美的是圆形。”而圆形和球形正是几何中对称美的杰出体现，圆形对于圆心是对称的，对于通过圆心的任一条直线也是对称的。球形既是点对称，又是线对称，还是面对称的。正是由于几何图形中有这些点对称、线对称、面对称，才构成了美丽的图案，精美的建筑，巧夺天工的生活世界，才给我们带来丰富的自然美，多彩的生活美。
5.简明 简洁性也是科学家所追求的科学理论的美学价值。自然现象是纷繁杂乱的，科学研究的本质就是力图用最简单的理论、定律或公式，去概括和总结大量的、复杂的自然现象和宇宙奥秘，反映其中固有的规律，有化腐朽为神奇的力量。
和谐统一、简洁逻辑、对称秩序等是科学家在科学创造中追求的美学价值，是一种自身精神的理性和情感的追求，即对科学真理及科学美的追求。
重点提示
科学美的构成要素是多样化的统一，也是统一性中演绎出多样性。
（三）科学美的基本特征
科学美的基本特征包括真理性、社会性、创造性、辉耀性4个方面。
1.真理性 科学美和自然美、社会美一样，都以真为基础，失去了真也就失去了美。正如现代著名物理学家海森堡在他的《跨越极限》一书中引用了一句拉丁格言“美是真理的光辉”。他用这句话来说明“美对于发现真理的重要意义在一切时代都得到承认和重视”。在他看来“探索者最初是借助这种光辉，借助于它的照耀来认识真理的。”科学活动是一种精神性的创造活动，科学创造和艺术创造一样，都要遵循和服从美的规律，那种认为科学贵真贱美、重真轻美，甚至认为科学和美无缘的观点是站不住脚的。因此，只有有了真理，才有科学美；反之，没有真理，也就没有了科学美。古雪加说过：“科学的美就在于找到隐含的真理。”爱因斯坦也说过：“照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美和真。”海森堡认为科学美之可贵，就在于反映了“真”，“揭示了自然界的奥秘”。
2.社会性 科学美依赖于人，依赖于科学家的实践，依赖于人类社会的科学活动。科学实践一方面改造了客体自然，使自然人化；一方面也创造着审美主体，使人对象化。科学美的审美客体和审美主体都是社会实践的结果，是一种客观的社会性存在。没有审美客体，科学美就没有存在的物质基础，当然谈不上科学美；而没有审美主体，自然界所呈现的就只能是一堆僵死空洞的形式，人与自然的对象化关系也不存在，同样不可能有科学美。
3.创造性 人类历史的发明创造成就了今天快速发展的文明社会，创造性是科学美有无存在价值的衡量标准。科学研究、科学实验、科学理论、科学发现、科学发明是一种创造性的精神劳动，其最高追求在于创新；简单重复、人云亦云、机械模仿是毫无科学美可言的。可以这么说，科学美的本质就在于创造，这也是科学发明的意义所在。
4.辉耀性 科学美浓缩了自然规律，开创了一片新天地，并有着诗的深意，刹那可悟永恒。科学美不是真理赤裸裸的揭示，而是有其形式上的辉耀性的。是自然物所拥有的秩序、结构、质地、线条、色彩、音响、节奏、韵律等的外在表现，是客体对象性质和特征的直观、生动的呈现。如科学美中的和谐、简洁、对称、统一、多样等构成要素，都是具有丰富意味的内容化的形式，是有着辉耀华彩的形式。既然科学美有它形式上的光辉，科学家就应该使他发现的科学的真理披上华彩的外衣，而成为人们能够感知、领悟的科学美。
重点提示
欣赏科学美，要结合自然美和社会美的综合特征。
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