科技创造与艺术创作

第四节　科技创造与艺术创作

一、艺术创作过程

18世纪法国启蒙思想家狄德罗在《论戏剧艺术》中是这样谈到戏剧创作过程的：“剧作家完成布局，给予他的提纲以适当的广度……提纲完成，人物性格确定以后，就进入剧情安排。”一般来说，艺术创作的过程正是这样，可划分成四个阶段：积累和搜集素材、构思、拟定计划或提纲、将计划或提纲变成作品。

郭沫若创作的历史剧《筑》就是一个生动的例子。战国末期燕国太子丹为报仇雪耻和挽救燕国危亡，派荆轲入秦行刺秦王嬴政，行刺失败，荆轲壮烈牺牲。高渐离为替荆轲报仇，趁给秦王演奏机会，用乐器“筑”击秦王，没有击中，也惨遭杀害。太子丹在易水河畔为荆轲送行的时候，“前而为歌曰，‘风萧萧兮易水寒，壮士一去兮不复还！’”这悲壮的歌词激起了郭沫若的创作欲望，壮烈的故事萦回在他的脑际，这就是构思阶段。六七年后，在1942年5月26日，郭沫若拟定了这个剧本的人物表和分幕表。5月28日～31日写成第一幕，6月9日～17日将全剧写成。

积累和搜集素材是进行艺术创作的必要前提。苏联教育家、作家马卡连柯在第一篇描写生活趣事的短篇小说被退稿以后，下决心深入生活搜集素材。他到儿童教养院担负教育工作，一干就是十三年。1935年，四十岁的马卡连柯花了几个月时间，利用这些素材创作了一部长篇小说，这就是教育史上占有重要地位的著名教育史诗《教育诗》。

构思是艺术创作中最富有创造性的关键阶段。它常常需要灵感这种非逻辑思维。托尔斯泰曾经在给友人的信中，谈到他构思名作《安娜·卡列尼娜》的情景：“……我感到悲哀，什么也没有写，痛苦地工作着。您简直想象不到。我在这不得不播种的田野上进行深耕的准备工作，这对于我是多么困难。考虑，反复地考虑我目前这部篇幅巨大的作品的未来人物可能遭遇到的一切。为了选择其中的百万分之一，要考虑几百万个可能的际遇，真是极端困难。我现在做的正是这个……”

第三阶段是拟订计划或提纲。巴尔扎克在写作他的皇皇巨著《人间喜剧》时，曾经周密地拟订了庞大的写作计划。这部巨著包括九十六部长、中、短篇小说，两千多个人物，划分成“风俗研究”、“哲学研究”和“分析研究”三大部分。主体是“风俗研究”，这部分的计划是“要反映一切社会实况。我要描写每一种生活的情景，每一种姿仪，每一个男性或女性的性格，每一种生活方式，每一种职业，每一种社会地位，法兰西的每个省份……”

第四阶段是把计划变成作品。这一阶段是作品成败的关键所在，作品有无艺术魅力在很大程度上也由这个阶段决定。因名著《包法利夫人》饮誉世界文坛的19世纪法国大作家福楼拜，以写作严谨、文体讲究著称，他的手稿不厌其烦地改了又改。他的作品的艺术感染力曾使少年高尔基为之倾倒。艺术创造的这个阶段是艰辛的，这可以从他致友人书中的一段自白领略一二：“我不知道今天为什么生气，也许是为了我的小说。这部书总是写不出来，我觉得比移山更叫人困倦。有时候，我真想哭一场。著书需要有超人的意志，而我却只是一个普通人。我今天弄得头昏脑胀，灰心丧气。我写了四个钟头，却没有写出一个句子来。今天就没有写成一行，可是倒涂去了一百行。这种工作真难！艺术！艺术！你究竟是什么恶魔，要咀嚼我们的心呢？为着什么呢？”

当然，在实际的艺术创作过程中，上述阶段不是截然分开的。我国著名作家柳青从来不搞写作提纲，他把初稿作为详细提纲。他写作《铜墙铁壁》时开始只有一个人物表。此外，创造的各个阶段也是相互渗透、交错的。杨朔在写作著名小说《三千里江山》的时候，后半部的情节脱离了预定计划，而是汲取了后来生活发展所提供的素材。甚至在作品完成以后，作者还常常对原始构想进行修改。如郭沫若的剧作《筑》原来叫《高渐离》，直到全剧写成后的第二天才改成《筑》，作者认为它“虽不通俗”，却“饶有风致”。

二、艺术创作与科技创造的联系

法国小说家福楼拜在创作他的代表作《包法利夫人》时由衷感到，“越往前进，艺术越要科学化，同时科学也要艺术化。两者从山麓分手，回头又在山顶汇合。”艺术创作和科技创造的这种“汇合”主要表现在：

（1）科学是人们认识自然、认识社会和认识人类自身的活动，它把客观世界的规律性和秩序呈现在人们面前。同样，艺术创造活动也有巨大的洞察现实的力量。巴尔扎克的《人间喜剧》就具有很高的认识价值，马克思在《资本论》中曾多次引用。恩格斯也十分赞赏：“他在《人间喜剧》里给我们提供了一部法国社会，特别是巴黎‘上流社会’的卓越的现实主义历史……我从这里，甚至在经济细节方面（如革命以后动产和不动产的重新分配）所学到的东西，也要比从当时所有职业的历史学家、经济学家和统计学家那里学到的全部东西还要多。”

科学和艺术都在探索真理，只是科学主要是在知识领域里探索，而艺术主要是在情感领域里探索。正因为这样，真正的科学和艺术都造福人类，带来良好的社会效果。19世纪俄国革命民主主义者、唯物主义哲学家、作家和文学评论家车尔尼雪夫斯基曾说：“科学并不羞于宣称，它的目的是理解和说明现实，然后应用它的说明以造福于人；让艺术也不羞于承认，它的目的是在人没有机会享受现实所给予的完全的美感的快乐的时候，尽力去再现这个珍贵的现实作为补偿，并且去说明它以造福于人吧。”

（2）正是由于艺术创作具有深刻的洞察现实的力量，所以文艺作品中有时也包含着科学发现，甚至走到了科学前面。高尔基曾经指出：“巴尔扎克这位最伟大的艺术家之一……由于观察人的心理活动的结果，在自己的一部小说中指出，在人的机体中一定有某些强力的、科学上还不知道的液汁在起作用，它们可以从机体的心理和生理特性得到解释。几百年过去以后，科学家在人的机体中发现了先前所不知道的分泌这些液汁——激素——的腺体，并且建立了极为重要的内分泌学说。科学家和大文豪的创造性工作之间的这种吻合是常有的事。”

文学作品中可能包含科学发现这一事实，已经引起科学家的注意。我国物候学的创始人竺可桢就很重视古典文学中包含的物候学材料和知识。例如他发现，宋代吕祖谦的《东莱吕太史文集》里有关于腊梅、桃和李等二十四种植物的物候记载，以及春莺初到、秋虫初鸣的时间记载，这是世界上最早的实测物候记录。他指出，白居易的名篇《赋得古原草送别》“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生”，道出了两条物候学规律，一是草的荣枯有周年的循环，二是这种循环以气候为转移。他还指出，陆游的作品中也包含了丰富的物候知识。例如，他的诗作《初冬》“平生诗句领流光，绝爱初冬万瓦霜。枫叶欲残看愈好，梅花未动意先香”；诗作《鸟啼》“野人无历日，鸟啼知四时；二月闻子规，春耕不可迟；三月闻黄鹂，幼妇悯蚕饥；四月鸣布谷，家家蚕上蔟；五月鸣鸦舅，苗稚忧草茂”。

再如，生物学家徐京华指出，李白在诗作《将进酒》中抒发了他对时间的感慨：“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回！君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪！”实际上，这两句诗揭示了自然过程所体现的时间不可逆的方向性，也就是所谓“时间箭头”。

（3）艺术家的作品首先带有作者世界观的烙印，同时具有浓厚的个人风格。与艺术作品相类似，如果把科学发现的内容和得到这个发现的途径区分开来，那么甚至是作出同一个科学发现，不同科学家所循途径也因人而异，同样表现出浓厚的个人风格特色。

对这一点，奥地利物理学家玻尔茨曼曾经有过精彩论述：“既然一个音乐家能从一首乐曲的头几个音符辨认出莫扎特、贝多芬和舒伯特，那么，一个数学家也可以从一本数学著作的头几页，辨认出柯西、高斯、雅可比、赫尔姆霍茨和哥切霍夫。法国作者表现出了非凡的优雅风度，可是英国人，特别是麦克斯韦，却表现出了引人注目的判断力。比如说，谁不知道麦克斯韦在气体动力学理论方面的论文呢？……速度的变量像前奏曲，一开始就严格地展开，后来，出现了两重旋律：从一边杀出了状态方程；从另一边又杀出了中心场的运动方程。公式的混乱有增无减。突然，我们仿佛听到了定音鼓的声音：‘令n＝5’。那不祥的魔鬼V（两个分子的相对速度）隐去了；同时，低音部的一个原先还是主要的装饰音，忽然沉寂了，似乎不可克服的那些东西都被排除掉了，好像有一根魔杖一样……这时，不用问为什么是这样的，或者问是不是别样的。如果你不按照这种发展走下去，那就把文章放在一边吧。麦克斯韦没有用注释的音符写标题音乐……一个个结果接踵而来，直到最后是意外的高潮——热平衡条件和输运系数的解释同时得到，帷幕也就随着落下了！”

教科书式的理论科学著作，往往在同一学科写出了许多种。它们异彩纷呈，明显反映出各个科学家的不同风格。其中的佼佼者，如德国数学家雅可比的《力学讲义》、玻尔茨曼的《气体理论讲义》、德国物理学家索末菲的《原子和光谱学》、英国物理学家狄拉克的《量子力学原理》等，简直被人们看成艺术佳作。德国物理学家基尔霍夫在治学上以具有贝多芬的风格而著称：“庄重而沉着，有铁一般的连续性，著述中几乎每个角落都生辉……”

（4）无论科技创造还是艺术创作，都既有必然的一面，又有自由的一面。爱因斯坦有一句名言：“概念是思维的自由创造”。这实际上是强调，科学家在认识客观世界过程中，要充分发挥创造性思维的作用。现代科学在对客观世界的认识日益加深的同时，变得越来越抽象。这就更加要求科学家充分发挥创造性思维的独创作用，就是说要让科学创造有更大的“自由度”。

同样，艺术创作也有必然的一面。托尔斯泰曾说：“艺术所传达的感情是在科学论据的基础上产生的。”福楼拜更是主张“使艺术具有自然科学的严格的方法论和精确性”，他提出要像物理学研究物质那样，大公无私地来刻画人的灵魂。美国作家爱伦·坡在谈到《乌鸦》一诗的创作情况时说：“我始终按解数学习题那样的精确性和严格顺序，一步一步地进行工作，直到最后完成。”

（5）张衡和达·芬奇在科学与艺术领域取得的巨大成就证明，作为创造活动，科学和艺术具有共通之处。东汉天文学家张衡不仅是地动仪和浑天仪的创制者，而且他正确解释了月食的成因，认识到宇宙的无限性。他绘制过一幅流传好几百年的地形图，对圆周率也很有研究，算得π＝3．1466。同时，张衡作为中国文学史上有很高地位的文学家，五、七言诗的创始和汉赋的转变也都离不开他的贡献。他的《二京赋》颇负盛名。他对司马迁的《史记》和班固的《汉书》提出过修改意见，并曾经有意从事史学研究。他是东汉六大画家之一。在哲学方面，他在天文学领域中坚持唯物主义，反对用唯心主义的“图谶之学”来修改比较科学的历法《四分历》。在张衡故乡河南南阳（现南召县）的张衡墓碑上，郭沫若作了这样的题词：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。”

无独有偶。这种集科学家与艺术家于一身、具有巨大创造力的奇才，在欧洲文艺复兴时期也出现了一个，这就是意大利的达·芬奇。他把科学知识和艺术想象结合起来，把绘图表现水平提高到一个新阶段。他的名画《最后的晚餐》是世界艺术宝库中的珍品。作为科学家，他在地质学、物理学、生物学和生理学等领域也都作出过创造性的贡献。这位卓越的工程师和发明家在军事、建筑、水利、土木和机械等方面都有建树。他还是雕刻家和音乐家，甚至是最早的男高音歌唱家。

（6）科学和艺术紧密联系的另一个表现是两者“杂交”产生科学文艺，其典型形式如科幻小说。这种结合在古时候就已有之。我国古代神话《淮南子》和《山海经》等，就包含着丰富的古代科学知识，尤其是天文学知识。古希腊学者卢克莱修的名著《物性论》，是一部描写原子世界的构造、人类和文化起源的诗体著作。1818年发表的玛丽·雪莱的《弗兰肯斯坦》，被公认为科幻小说形成独立文学流派的标志。中间经过法国儒勒·凡尔纳和英国威尔斯的发展，到20世纪30年代以后科幻小说进入黄金时代。如今科幻小说已成为文艺百花园中一个繁茂的品种。

优秀的科学文艺作品不仅能够激发人们进行科技探索的兴趣，而且还能启迪人的智慧，培养建立在科学基础上的丰富想象力。无怪乎控制论的创始人维纳非常喜爱读科幻小说，尤其爱读凡尔纳的作品。从1962年起，美国将科幻小说列入教学计划，正式开设专题讲座和选修课程。我国著名科普作家高士其的《我们的土壤妈妈》、英国物理学家法拉第的《蜡烛的故事》和法国学者法布尔的《昆虫记》等作品，曾经把千百万青少年引上爱科学和学科学的成才道路。

三、科技创造美学

美是促使科学家进行科技探索的重要心理因素。法国数学家彭加勒把追求美作为他从事科学研究的目标：“科学家研究自然，并非因为这样做有用处。他所以研究它，是因为他从中得到乐趣；而他之所以能从中得到乐趣，那是因为它美。如果自然并不美，就不值得去了解它，生命也就没有存在的价值。”彭加勒这种唯美的科学观，揭示了美学因素在科技创造中的重要地位。

1．科学美的含义

（1）科学美在于发现隐含的真理。前苏联物理学家朗道曾经称赞广义相对论可能是现有一切物理学理论中最美的一个。德国物理学家玻恩也说，广义相对论“在我面前，像一个被人远远观赏的伟大的艺术品”。广义相对论所以优美，是因为它揭示了一个“隐含的真理”。两个一直被认为完全无关的概念，原来是相互联系的。它们就是空间和时间的概念、物质和运动的概念。

（2）科学美在于发现普遍的真理。爱因斯坦在1900年8月从苏黎世联邦工业大学毕业以后，陷入了失业的痛苦和“潦倒的处境”之中，直到1902年6月才被瑞士专利局录用。在这段时期，他一面四处奔走谋职，一面从事科学研究。1900年12月他完成了自己的第一篇科学论文《由毛细管现象所得的推论》，并于1901年发表。他在给好友的一封信中，谈到他在这项工作中对美的追求：“从看来同直接可见的真理迥异的各种复杂现象中，认识到它们的统一性，使人产生一种壮丽的感觉。”

（3）科学美在于发现自然界中的和谐。前苏联物理学家米格达尔曾说：“科学的美在于它逻辑结构的合理匀称和相互联系的丰富多彩。在核对结果和发现新规律中，美的概念证明是非常宝贵的；它是自然界中存在的‘和谐’在我们意识中的反映。”刻卜勒在发现行星运动的定律以后，由于看到了自然界呈现出来的和谐之美而激动万分。海森堡在创立量子力学矩阵理论过程中，面对“量子力学在数学上的一致性和条理性”所呈现出来的和谐，产生了深切的美感：“早晨三点钟，最后计算结果出现在我的面前……最初一瞬间，我感到非常惊慌。我感到，通过原子现象的表面，我窥见到了一个异常美丽的内部。现在必须探明自然界这样慷慨地展示在我面前的数学构造这个宝藏，想到这里，我几乎眩晕了。”

（4）科学美在于发现自然界存在的简单性。曾经和爱因斯坦合著《物理学的进化》一书的波兰物理学家英费尔德指出，爱因斯坦具有这样的信念：“有可能把自然规律归结为一些简单的原理；评价一个理论是不是美，标准正是原理上的简单性，不是技术上的困难性。”事实上，爱因斯坦的质量能量关系式E＝mc²、普朗克的能量子频率和能量的关系式E＝hv、牛顿的万有引力定律和库仑的电荷静电相互作用定律等，都是用极其简单的形式表达了理解起来那么复杂的自然界规律，难怪人们都赞叹这些定律的优美。

（5）个别学者还提出了其他科学美的概念。比如，德国学者布雷希特对科学美的定义是“困难的克服”。也有人提出，“科学美的领地”包括发现、证明和发明这些创造性活动本身。

2．美感在科技创造中的作用

（1）美感是科学家进行科技探索的智慧源泉之一。美感可以唤起人们到未知领域去进行探索的欲望，同时也可以指导人们如何去进行这种探索。也就是说，以科学美为准则，运用想象力大胆提出各种新的概念和思想。相反，如果用刻板的逻辑思维的眼光去审察，它们好像就是不可思议的了。

在爱因斯坦那里，大自然统一和谐这种美感已经升华为一种宗教信仰。正是这种采取坚定信念形式的美感，激起他强烈的探索动机，给他带来无穷无尽的探索力量和智慧。物理学家霍夫曼指出：“爱因斯坦的方法，虽然以渊博的物理学知识作为基础，但是在本质上，是美学的、直觉的。我一边同他谈话，一边盯着他，我才懂得科学的性质。要是只读他的著作，或者仅仅读其他伟大物理学家、哲学家和科学史家的著作，那是不大可能理解科学性质的。他是牛顿以来最伟大的物理学家；他是科学家，更是个科学的艺术家。”

（2）在领悟这个创造的关键阶段，美感起着重要作用。在此关键阶段，创造常常就是作出选择，就是抛弃不合适的方案，保留合适的方案，而支配这种选择的正是科学美感。法国数学家阿达马就此作了详尽论述：当创造进入顿悟阶段，“在我们用下意识所形成的大量组合中，大多数是乏味的和没有用的，它们无法作用于我们的美感，它们永远不会被我们意识到；其中只有若干组合是和谐的，因此同时是美的和有用的，它们能够激起我们特殊的几何直觉，这种几何直觉把我们的注意力引向这些组合，使它们能够被我们意识到。”可见，科学家的美感犹如一个筛子。阿达马说，“没有它的人，永远成不了真正的发明家。”由此我们可以明白，除了长期的科技探索实践外，灵感和直觉的源泉还包括作为科学家艺术修养结晶的美感。

3．科技创造中美感的培养

物理学家波恩曾说：“我个人的经验就是，很多科学家和工程师都受过良好的教育，他们有文学、历史和其他人文学科等方面的知识，他们热爱艺术和音乐，他们甚至能够绘画或者演奏乐器……用我自己做例子来说吧，我熟悉并且很欣赏许多德国、英国的文学和诗歌，甚至尝试过把一首流行的德文诗歌译成英文；我还熟悉欧洲其他国家，像法国、意大利和俄国等国家的作家。我热爱音乐，在我年轻的时候，钢琴弹得很好，完全可以参加室内音乐的演奏，或者同一个朋友一起，用两架钢琴演奏简单的协奏曲，有时候甚至和管弦乐队一起演奏。我读过并且继续在读关于历史、关于我们现代社会的经济著作和政治形势方面的著作。”

事实上，卓越的科学家都有很强的艺术观念。爱因斯坦的工作有一种艺术的秩序，他深信科学创造和艺术创造有共同的动机和源泉——对未知事物的憧憬。数学家苏步青幼年喜爱历史和文学，尤其是古典诗词。化学家杨石先一有时间就翻阅古典诗词，他认为搞科学的人不能不读点文学，尤其是诗词。19世纪英国最伟大的数学家汉密尔顿也酷爱读诗写诗，他认为创造几何概念就像作诗。土力学家郑大同也深知科学和艺术能够相得益彰，他从学生时代起就酷爱京剧表演艺术家程砚秋的艺术，后来成为屈指可数的造诣精深的程派艺术家。

同样，文学艺术家也很重视科学。鲁迅早年在矿路学堂读书，以后又到日本学医，一度在师范学堂教过生理学和化学。他早年写过不少科学和科学史的论著，比如《中国矿产志》、《中国地质略论》、《人之历史》和《科学史教篇》等，这些无疑对他后来的文学创作有促进作用。俄国作家契诃夫在给友人的信中说：“我不怀疑研读医学对我的文学活动有重大帮助，它扩大了我的观察范围，给予我丰富的知识……由于熟悉自然科学和科学方法，我总让自己小心、谨慎，凡是可能的地方，总是尽力按科学根据考虑事情，遇到不可能的地方，宁可根本不写。”

从艺术作品中，从大自然中，我们都可以领略到美。那里是我们美感的源泉。现代英国美学家李斯托威尔曾经生动地描述了这种美。在文学作品中，歌德的剧本《伊菲格尼亚》中纯洁无瑕的伊菲格尼亚；狄更斯的小说《大卫·科波菲尔》中永远“向往春天”的阿格妮丝；莎士比亚的剧本《辛白林》中那位可爱而贞洁的妻子伊慕琴。这些人物的心灵是多么优美啊！抒情诗中田园式的极乐境界，雪莱的《麦布女皇》和《解放了的普罗米修斯》中洋溢的那种宁静、幸福而又普遍完满的气氛，都给人以美的享受。

在艺术作品中，莫扎特、舒伯特和门德尔松的音乐，蕴蓄着静穆而又狂欢的喜悦，从中绽放出感情的鲜花。意大利画家提香、丁托列夫和韦罗赛，令人难以置信地发掘了各种原色包括单色和相互混合的豪华的光辉。古希腊雕刻家菲狄亚斯和普拉克西特列斯雕刻的诸神，在那种极端健美的体格中，闪射出健康的金色光芒。芭蕾舞演员的翩跹旋转，令人心醉神迷。哥特式教堂的雄伟气势，令人叹为观止。洛可可式建筑装饰如花似锦，雍容华贵。在自然界中，云彩随风飘浮，树木枝叶在微风中婆娑摇曳，海上浪花飞溅，小鹿奔驰，燕子翻飞，鸟雀啁啾，无限风光，令人陶醉。到文学艺术中、到大自然中去汲取无穷无尽的美吧，它们会滋润你的心田，使你结出硕大的智慧之果！

思考与训练

1．科学发现有哪些类型？请比较分析实验和试验在科学发现、技术发明中的作用、意义及其联系、区别。

2．一个完整的科技创造过程通常要经历哪些阶段？每个阶段大体分哪些步骤？了解这些阶段和步骤对于开展科技创造活动具有怎样的作用、意义？

3．请联系实际谈谈如何表达和评判科技创造成果。

4．请比较说明科技创造和艺术创作的联系、区别及其对个人的成长意义。