三年級科學論文怎么寫(2)
三年級科學論文怎么寫
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論科學美及科學審美作用
內(nèi)容提要：本文說明科學美是確實存在的，科學是真與美的統(tǒng)一，科學美是美的一種高級形式，科學美的形態(tài)可分為科學事實美、科學理論美和科學實驗美三方面，并一步論述了科學審美在科學創(chuàng)造中三種作用。
關鍵詞： 科學美 形態(tài) 科學事實 科學理論 科學審美
一 科學美客觀存在
正象在是否存在 藝術美的問題上藝術家最有發(fā)言權一樣,在是否存在科學美的問題上科學家也最有發(fā)言權。很多著名科學家都在各自的科學 實踐活動中感受、體驗和發(fā)現(xiàn)科學美的存在。毫無疑問，很早科學家們就懂得科學中蘊含奇妙的美。哥白尼在《天體運動論》中第一句話是“是哺育人的天賦才智的多種多樣的科學和藝術中，我認為首先應該用全副精力來研究那些與最美的事物有關的東西”。哥白尼選擇這樣一句話開始他的著作，清楚地表明了他是多么欣賞科學中蘊含的美。愛因斯坦曾稱贊玻爾所提出的原子中的電子殼層模型及其定律是“思想領域中最高的音樂神韻”，而愛因斯坦的相對論則被不少科學家譽為物 理學中最美的一個理論,玻恩說它“象一個被人遠遠觀賞的藝術作品”。玻爾茲曼曾經(jīng)把麥克斯韋關于氣體動力學的 論文當作神奇壯美的交響樂來欣賞。盡管科學家們對科學美的闡述大多是零散的、缺乏系統(tǒng)的,但他們對科學美的肯定則是不容懷疑的。 科學美是美的一種高級形式,是人按照美的規(guī)律創(chuàng)造的結(jié)晶。它是在人類審美 心理、審美意識達到較高的 發(fā)展階段,理論思維與審美意識交融、滲透的情況下產(chǎn)生的?？茖W美客觀地存在于人類創(chuàng)造的科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明之中,它是人類在探索、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的過程中所創(chuàng)造的成果或形式。 二 科學是美與真的統(tǒng)一
科學的對象首先是自然世界。科學的目的在于揭示自然的奧秘,見出自然的真貌,反映自然的規(guī)律。自然界在外觀上紛繁復雜,似乎雜亂無章,但在實質(zhì)上和諧統(tǒng)一,具有規(guī)律可尋。宇觀世界如此,微觀世界亦然?？茖W研究就是要力圖把握自然的統(tǒng)一與和諧。一種科學理論成果,如果揭示了自然界的規(guī)律,反映了自然界的和諧,它就不僅是“真”的,而且是“美”的?？茖W的最高境界便是這種真與美的統(tǒng)一?？茖W史上,歐幾里德的幾何學,愛因斯坦的相對論,普朗克的量子論等等被人們稱為“科學的藝術品”,決不是沒有道理的。科學美的實質(zhì)在于反映自然界的和諧，科學(科學實驗、理論、公式)之所以美,首先在于它能夠把握客觀實在,反映自然界的內(nèi)在和諧。愛因斯坦曾指出:要是不相信我們的理論構造能夠掌握實在,要是不相信我們世界的內(nèi)在和諧,那就不可能有科學。自然的和諧與統(tǒng)一決定了科學理論的和諧與統(tǒng)一,是大自然的和諧之美決定了科學理論的和諧之美。
三 科學美的形態(tài)
科學美的形態(tài)可分為科學事實美、科學理論美和科學實驗美。
1、科學事實美
科學事實美是自然界和諧的結(jié)構和運動形式等客觀存在著的科學研究對象的美。它是一種內(nèi)在的理性美，它不是由感性直觀而是由純粹的理智所能感受的。科學事實對常人也許并不能起到特別的美感，但科學家卻能感受到它迷人的美的特質(zhì)。例如，達爾文把他所看到的熱帶植物描繪成永遠留在人們心中的“一幅雖不清晰但卻無限美麗的圖象”。達爾文每當談到一草一木時，都把它們看成活的、有人格的東西。即使在通?？磥硗庥^形式極不相同的自然對象那里，科學有也能夠感受到相同的美。比如，物理學家研究針尖上原子的排列，昆蟲學家分析蚊子眼睛的結(jié)構，化學家觀察晶體的顯微結(jié)構和物質(zhì)的分子結(jié)構，都可以在不同的對象身上感受到一種對稱之美。
2、科學理論美
一種科學理論如果能以盡可能少的基本假設，運用明晰而嚴密的邏輯工具推演出具有普遍深遠含義的結(jié)論，得出簡單、對稱的方程和公式，做出精彩的科學預見，這種理論就被科學家們稱之為美的。歐幾里德平面幾何學可以說是科學理論體系美的典范。整個理論從十條公設和十條公理出發(fā)，演繹縝密而引人入勝。許多科學家稱這為“雄偉的結(jié)構”，“巍峨的階梯”。愛因斯坦的廣義相對論，更是被無數(shù)科學家稱贊為偉大的科學藝術品。
3、科學實驗美
科學實驗美指的是科學實驗設計及其實施過程中的科學美。它包括實驗指導思想的創(chuàng)造性，實驗裝置設計的新穎性，以及實驗技術與操作過程中的藝術性諸因素?？茖W實驗美從設計到實施都讓人感到嚴謹、準確、簡潔、有序，富有藝術的韻律感，富有類似藝術審美的魅力。從美感效應來說，科學實驗的巧妙和巨大成功，帶給實驗者的審美愉快不亞于完成了一件藝術杰作。杰出的實驗科學家常被人稱之為實驗藝術家。德國物理學有維恩稱贊俄國科學家列別捷夫測量光壓的實驗是“極其美妙的”，甚至認為他實驗技巧之高是別人難以企及的。美籍華裔學者吳健雄也是當代最杰出的實驗物理學家之一。她以非凡的實驗才能，為諾貝爾獎金獲得者李政道、楊振寧的“在弱相互作用下宇稱不守恒“假說作了驗證實驗，其實驗超乎尋常的難度曾使不少科學家望而生畏。她的無與倫比的實驗成績設計取得了巨大的成功，在實驗科學史上寫上了光輝的一頁，同是也為實驗美增加了一個精彩的范例。
四 科學審美在科學創(chuàng)造中的作用
審美在科學研究領域的重要意義在于它能推動科學創(chuàng)造?？茖W研究是以求真為最高目的的，但由于美是那樣具有極大的魅力，是那樣切合人性的需要，愛美作為人的本質(zhì)力量之一必然自覺不自覺地貫穿到人的一切活動中去。具體地說，審美對科學創(chuàng)造的作用可分為動力作用、啟迪作用和預構作用。
1、科學審美的動力作用
對科學現(xiàn)象美的興趣、好奇可激發(fā)科學家探索的欲望，形成他持久的動力，激活他的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象。面對紛繁復雜的科學現(xiàn)象，科學家總是力求尋出其內(nèi)在規(guī)律，而試圖建構一套美的符號體系，以最準確、最簡潔、最概括地傳達所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。愛因斯坦對于理論建構時的美學動機十分重視，他堅信優(yōu)美的數(shù)學形式和現(xiàn)實物理世界一定有著必然的聯(lián)系。追求科學理論的不斷完美，成為科學家進行科學創(chuàng)造的恒久動力。 很多科學家是自覺依據(jù)審美價值尺度,按照美的規(guī)律從事科學研究和科學創(chuàng)造的，認為科學理論不僅應當是真的，而且應當是美的。法拉第在研究電場和磁場的關系時，為了清晰地表述出自已的科學思想，嘔心瀝血。一段時間內(nèi)，他的正確思想由于未能找到合適的形式表達，因而不能為人們所理解。這一工作后來由擅長數(shù)學的麥克斯韋完成了。他用簡潔的數(shù)學形式不僅很好地表達出了法拉第的科學思想，而且在原有思想基礎上又有了新的突破。
2、審美的啟迪作用
美是通過事物的形式表現(xiàn)出來的，因而具有一定的感性直觀性?？茖W審美啟迪也具有形象性特點，魏格拉提出大陸漂移說理論，就是得益于此。大陸漂移說是魏格拉受到地圖上大陸邊緣圖形吻合的啟發(fā)而提出來的。他從地圖上得到啟發(fā)后繼續(xù)深入研究，最后得出了科學的理論。在科學史上，科學家和藝術家集于一身是不乏其人的。許多科學家有很好的藝術修養(yǎng)。因此，從藝術的審美中受到啟迪的事例在科學研究中也比比皆是。偉大的天文學家開普勒在研究行星的運行規(guī)律時，就受到過家鄉(xiāng)民歌《和諧曲》的啟示。他將行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)的角速度與樂曲的和諧旋律作類比，由此進一步研究，最后得出了行星運動的三大定律，成為“天空立法者”。
3、審美的科學預構作用
審美預構是科學家在科學資料、實驗設備缺乏的情況下，受到相關領域中事物的美學特性的啟發(fā)，以美引真，提出科學理論的過程。真的科學理論必然是美的?？茖W現(xiàn)象表面雜亂無章，可現(xiàn)象的相互聯(lián)系和相互作用中必具有和諧性和秩序性，必具有簡單、對稱等美學特性。門捷列夫的元素周期表的創(chuàng)制是以美求真的范例。門捷列夫根據(jù)自己現(xiàn)有的材料和審美經(jīng)驗，提出了元素性質(zhì)按原子量遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律的理論。門捷列夫根據(jù)他的科學美學思想，將當時已知的63種元素排成一張周期表，并探討元素化學性質(zhì)和原子量之間的關系。當時科學界公認鈹?shù)脑恿渴?3.5，應排在第四類?？梢罁?jù)其化學性質(zhì)，應排在第二類。從周期表的完美性出發(fā)，門捷列夫?qū)⑩敺旁诘诙?。最后?jīng)過精確測定，鈹?shù)脑恿繛?.4，理應歸入第二類。這一事實正是出自他信奉的科學美學原則：真的理論必然是美的。從這一科學美學思想出發(fā)，他預言了三種未知元素的化學性質(zhì)，認定它們的性質(zhì)分別與硼、硅、鋁相似。后來發(fā)現(xiàn)的這三種元素鈧、鍺、鎵與他根據(jù)周期表預言的化學性質(zhì)相同。
對科學美的好奇和追求可成為科學創(chuàng)造的心理力量，推動科學家不懈地去探索宇宙的奧秘，發(fā)現(xiàn)自然的規(guī)律，取得創(chuàng)造性成果。同樣科學成果也將給美學提供豐富的內(nèi)容。所以，科技工作者在進行科學研究時，不僅不應忽視科學美，還應加強美學方面修養(yǎng)，注意美學原則，既求真又求美。
參考文獻：
[1] S.錢德拉塞卡(美 ),《真與美》，科學出版社，1992
[2]陳望衡 主編，《科技美學原理》，上?？茖W技術出版社
[3]陳昌曙 主編，《自然辯證法概論新編》，東北大學出版社
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