科学审美主义研究论文

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内容提要：本文集中讨论了20世纪科学发展中的审美主义思潮。作者在深入把握爱因斯坦、狄拉克、海森堡等20世纪重要科学家的科学思想的基础上，以20世纪科学发展为背景，分析了科学审美主义的基本观念和思想根源，并且将之同艺术中的审美主义作了深入比较。在充分阐释科学审美主义的主要内涵和思想根源的基础上，作者特别指出了科学审美主义在面对20世纪科学揭示的新宇宙图景时的形而上意义。

关键词：科学审美主义宇宙观

引言

在科学活动中，具有一种将科学研究审美化的趋向。从古希腊时代到20世纪，我们都可以在伟大科学家的行列中，找到例子，证明对科学揭示的自然美的追求，是科学发展的一个基本动机。法国数学家彭家勒(H.Poincaré)说：“科学家并不为了有用而研究自然。他研究自然，是因为他能从中获得乐趣；他之所以能获得乐趣，是因为自然是美的。如果自然不是美的，它就不值得认识，生活也不值得一过。”［1］彭家勒的科学观，在20世纪的科学家（尤其是数学家和物理学家）中有很大的代表性。爱因斯坦坚持与彭加勒同样的主张，并且更明确、更坚决。他认为，科学家从事艰辛的科学研究的根本动机是对自然的“预定和谐”的一种宗教式的虔诚情感，“渴望看到这种先定的和谐，是无穷的毅力和耐心的源泉”；科学家的最高使命是揭示自然世界的基本规律，并在此基础上，用数学形式为自然世界绘制一幅完全和谐、完整单纯的图像。科学家们是带着神圣的激情和伟大的想象力来探索和绘制这幅世界图像的，并从中获得发现和证实了自然世界的完美和谐的快乐（满足感）。［2］

我们可以把彭加勒和爱因斯坦的科学观概括为科学中的审美主义。它包含三个主要观念：第一，坚持对自然世界的和谐完美秩序的信念，认为自然规律本身必然是完美和谐的；第二，认为科学研究的内在动机，不是出于实用目的，甚至也不是为了认识自然真理，而是为了发现和展示自然世界和谐完美的秩序；第三，科学的审美感，既是引导和推动科学理论发现（创新）的力量，也是鉴别一个科学理论是否具有真理性（科学性）的主要标准。

本文将进一步探讨科学审美主义的基本含义是什么？它与艺术中的审美主义的差异是什么？科学审美主义对20世纪科学思想发展的主要影响是什么？它对于当代人类精神具有什么意义？

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在讨论科学中的审美主义时，需要讨论的一个重要问题是：究竟什么是科学理论的审美性质？英国科学理论家麦卡里斯特（J.W.McAllister）曾将科学理论的审美性质概括为五种：对称性形式、模型的使用、形象化/抽象化、简单性和形而上学虔诚。［3］根据麦卡里斯特，使用模型是在两个理论之间建立类比关系，比如拉普拉斯的热力学理论给出了一个将热作为流体处理的模型；形象化则是指在一个科学理论与某种现象之间建立比喻关系，比如将DNA螺旋形象化为盘旋而上的楼梯；抽象化则是指借助数学的和其他抽象形式的工具描述现象。这三种审美性质（使用模型、形象化/抽象化），在科学审美主义中，并不是很重要的。重要的是对称性形式、简单性和形而上学虔诚。在这里，我们有必要对这三种审美性质逐一探讨。

首先，我们探讨对称性形式。在自然界中，从宏观到微观，普遍存在着对称性形式。左右对称（反射对称）和旋转对称，是与我们日常生活的空间相关的两种最基本的对称形式，也是最早被数学家和物理学家关注和普遍运用的两种对称形式。在物理学中，C（电荷共轭对称）、P（空间反射对称）、T（时间反演对称）对称是三种最基本的对称形式。［4］首先我们要明确的是，“对称”，是一个非常复杂的概念，它在生活、艺术和科学中的含义是不同的。在科学理论中，对称性涉及到两个概念：变换和不变性。麦卡里斯特说：“一个结构在一定的变换下是对称的，只要该变换能够使该结构保持不变。”［5］科学理论也从另一个意义上定义对称，即“不可观测性”。李政道指出：“实际上，所有对称都是以这个假定为前提的：确定的基本量是不能观测到的，这些基本量即称为‘不可观测量’。相反，当一个不可观测量变成了可观测量，我们就发现一个对称损坏。”［6］我们可以用一个简单的比喻来说明这个对称定义：我们一般认为我们的左手和右手是对称的，这是因为我们只是看到它们在外观上大致相同的量，没有观测到它们之间的更基本量的差异；如果观测到了这些更基本的量，我们就会发现左手与右手的对称并不存在（不是绝对对称的）。

对称性在自然界和人类生活中都占有非常重要的位置，科学家很早就运用对称性原理探索自然规则。但是，对称观念只有在现代科学中才产生重要作用，进入20世纪以后，对称观念变成了物理学、化学等诸多科学的中心概念。杨振宁指出，对称观念在现代物理学中的重要性，来自于两个原因：第一，到了20世纪，人们才发现守恒定律与对称性的密切联系——一种守衡定律对应着一种对称性形式；第二，量子物理学的发展需要利用对称性原理确定量子数和选择规则。根据量子物理学原理，世界各个不同的基本粒子之间有4种不同的相互作用：强相互作用，电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。对称性是决定相互作用的主要因素。相互作用就是力量。“对称决定力量。”［7］对称性在现代科学中的中心地位，从狄拉克对爱因斯坦的评价也可看出。他在1982年询问杨振宁，什么是爱因斯坦对物理学最重要的贡献？杨振宁回答说：“1916年的广义相对论。”狄拉克说：“那是重要的，但不象他引入的时空对称的概念那么重要。”对狄拉克这个与众不同的观点，杨振宁事后评论说：“狄拉克的意思是，尽管广义相对论是异常深刻的和有独创性的，但是空间和时间的对称对以后的发展有更大的影响。的确，与人类的原始感受如此抵触的时空对称，今天已与物理学的基本观念紧密地结合在一起了。”［8］

科学理论的对称性是和自然存在的对称性相对应的。“可以说一个科学理论具有某种对称性，如果对该理论的诸概念性组分（它的概念、公设、自变数、方程或其他元素）施加一个变换而该理论的内容或者主张保持不变。”［9］麦克斯韦电磁方程组、洛伦兹变换理论和爱因斯坦的广义相对论，都具有高度的对称性（相对变化的不变性）。杨振宁说：“从十分复杂的实验中所引导出来的一些对称性，有高度的单纯与美丽。这些发展给了物理工作者鼓励与启示。他们渐渐了解到了自然现象有着美妙的规律，而且是他们可以希望了解的规律。”［10］在科学理论中，对称性给予科学家在两个基本观念上的满足：相对性的不变性和逻辑的简单性。这两者的统一，是对称性美感的实质。由此我们涉及到科学理论的简单性审美性质。“简单性相等于美。”这是彭加勒、爱因斯坦、狄拉克和海森堡等现代科学家都坚持的信条，而且，他们相应把简单性作为评估科学理论的真理价值的一个基本标准。海森堡在与爱因斯坦讨论时曾表示，“如果自然让我们获得高度简洁而优美的数学形式，那种前人未曾见到的形式，我们会毫不犹豫地认为它们是‘真实的’，认为它们展示了自然的真面目。”［11］爱因斯坦在一封通信中，更明确地说：“从有点象马赫那种怀疑的经验论出发，经过引力问题，我转变成为一个信仰唯理论的人，也就是说，成为一个到数学的简单性中去寻求真理的唯一可靠源泉的人。逻辑上简单的东西，当然不一定就是物理上真实的东西。但是，物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性。”［12］

科学理论的第三个重要的审美性质是表现一种形而上学虔诚。这就是说，科学家在他的理论体系中坚持并表达了他及其科学共同体遵从的形而上学世界观。在包括爱因斯坦在内的科学传统中，科学家的形而上学虔诚的核心是对自然秩序的确定性和不变性的信念。爱因斯坦尽管不满意牛顿用绝对不变的时间和空间观念来描述自然秩序，而把时间和空间结合成为时间－空间变换的相对体系，但是仍然主张自然秩序是一个时－空对称的体系，即时空相对论不变性的确定体系。他说：“相信世界在本质上是有秩序的和可认识的这一信念，是一切科学的基础。这种信念是建筑在宗教感情上的。我的宗教感情就是对我们的软弱的理性所能达到的不大一部分实在中占优势的那种秩序怀着尊敬的赞赏心情。”［13］爱因斯坦反对量子力学，不仅因为量子力学的数学方式不能满足他关于科学理论的对称性和简单性审美偏爱，而且因为量子力学的不确定性原理和量子跃迁原理在根本上瓦解了他的形而上学世界观的基础：自然秩序的确定性和连续性。他坚持用严格的因果关系看待量子运动，并且试图给这种运动以“明确的形式”。他说：“我觉得完全不能容忍这样的想法，即认为电子受到辐射的照射，不仅它的跳跃时刻，而且它的方向，都由它自己的自由意志去选择。在那种情况下，我宁愿做一个补鞋匠，或者甚至做一个赌场里的雇员，而不愿意做一个物理学家。”［14］

形而上学虔诚，是审美主义的理论归宿，审美主义所追求的对称性和简单性都是指向这个目的的。如果说科学传统的形而上学虔诚的中心是自然秩序的确定性和不变性，即自然是一个和谐统一的体系，对称性和简单性则是这个体系的统一性的最好保证。美国物理学家、爱因斯坦审美主义科学观的追随者阿·热（AnthonyZee）指出：“物理学家们梦想能对自然作一个统一的描述。对称性以它强大的力量把物理学中那些看上去毫不相关的方面捆在了一起，因而和统一的观念紧紧相联。”［15］对称在20世纪上半期物理学中的中心意义，主要原因是直到1956年之前，物理学家们都相信基本粒子间的四种相互作用（力）都分别遵守CPT定律。C指电荷共轭不变性，P指宇称（反映）不变性，T指时间反演不变性。如果四种相互作用都遵守CPT定律，则对称性成为世界秩序的最基本组织原理，世界无疑是一个和谐统一的对称体系。但是，1956年杨振宁和李政道揭示了弱相互作用不遵守宇称不变性，其后，物理学家们又发现了弱相互作用也不遵守电荷共轭不变性。宇称守衡定律的破坏，不仅破坏了物理学家用对称性最后统一世界的构想，也从根本上打击了科学传统关于世界统一性的形而上学虔诚。20世纪科学的进一步发展，否定了一个关于静态的均匀的宇宙观念，展示给我们的是一个膨胀的非均匀的宇宙。这个新的宇宙图景无疑是对科学审美主义的严峻挑战。

2

爱因斯坦说：“音乐和物理学领域中的研究工作在起源上是不同的，可是被共同的目标联系着，这就是对表达未知的东西的企求。它们的反应是不同的，可是它们互相补充着。至于艺术和科学上的创造，那末，在这里我完全同意叔本华的意见，认为摆脱日常生活的单调乏味，和在这个充满着由我们创造的形象的世界中寻找避难所的愿望，才是它们的最强有力的动机。这个世界可以由音乐的音符组成，也可以由数学的公式组成。我们试图创造合理的世界图象，使我们在那里面就象感到在家里一样，并且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定。”［16］

爱因斯坦的话引起我们对科学的审美主义和艺术的审美主义两者关系的思考。在这段话中，爱因斯坦指出了艺术与科学（音乐与物理学）的两个共同目的：第一，企求认识和表达未知的东西，第二，在自己创造的世界图象中获得安慰和安定。亚里士多德在2300多年前就指出，艺术（诗艺）产生的原因有两个：第一，人从孩提时候起就有模仿的本能，并通过模仿获得了最初的知识；第二，每个人都能从模仿的成果中得到快感，甚至在现实中让人感到不快的丑的事物，也能通过模仿变得美，引起人的快感。［17］亚里斯多徳的观点正与爱因斯坦一致，都以求知为艺术和科学共同的目的，并且实际上都肯定了美与真的统一。无疑，艺术活动包括了认识自然的动机。但是，艺术还有将自然理想化和自由表现的动机。从艺术发展史来看，如果说共同的认识动机使艺术与科学曾经处于交差、统一的状态（古希腊将艺术与科学都作为自由的技艺，由缪斯女神统管），那么，艺术特有的理想化和自由表现的动机却将艺术与科学逐渐分离开来，甚至造成了两者的历史性对立。

在经典科学原则下，甚至在爱因斯坦这样的科学审美主义者的原则下，科学创造也不能被理解为对自然的理想化和自由表现。相反，科学的审美主义是反对自由意志，而坚持严格的确定性原则的。这就是爱因斯坦多次申明的：“我无论如何深信上帝不是在掷骰子。”［18］在现代艺术发展中，艺术创造的自由原则具有中心意义。正是在这个意义上，康德在对艺术作本质界定的时候，对科学和艺术作了严格区分：艺术是非认识的天才的自由创造活动，而科学是通过学习可以掌握的认识活动。康徳说：“那些一旦人们知道了应当做什么就能操作的活动，不是艺术；只有那些人们虽然完全掌握了它却并不相应就有操作能力的活动，才是艺术。”［19］康徳的论述无疑包含了对科学创造性的偏见，许多科学家（牛顿、爱因斯坦、海森堡）的科学活动非常好地证明了科学的突破性发展是科学天才的伟大创造。但是，康徳揭示了科学与艺术的一个基本差异：即科学创造不以个性和自由表现为目的，这恰是艺术（尤其是现代艺术）创造的目的。当然，科学理论作为科学家个人的创造成果，总是在一定程度上带着他的个性和自由特征。德国数学家玻尔兹曼（Boltzmann）说：“正如一个音乐家可以在听到头几个音节就能判断他的莫札特、贝多芬或舒伯特，一个数学家也能够在读过头几页之后辨别出他的柯西（Cauthy）、高斯（Gauss）、雅可比（Jacobi）、亥尔姆霍兹（Helmholtz）或基尔霍夫（Kirchhoff）。法国作者表现出他们的极其形式化的优美风格，而英国作者，特别是麦克斯韦（Maxwell），却表现出他们的戏剧感。”［20］但是，与音乐家在音乐创作中的个性表现相比，科学家在科学创作中的个性表现不仅不是着意追求的目标，而且它的自由度受到科学规则的相当严格的限制。

具体到科学理论的审美性质，我们已论述，它主要表现为对称性、简单性，并归宿为对世界和谐统一的形而上学虔诚。在艺术中，这三种审美性质，即对称性、简单性和统一性（和谐），同样具有普遍和基本的审美价值，在古典艺术范围中，甚至可以说它们是一切形式美原则的基础。当代人类行为学研究成果表明，人类的形式美感是建立在人作为一个高等脊椎动物在这个世界中生存的基本生理－心理需要基础上的：秩序感和安全感。因此，人类视知觉有一种寻找统一和秩序的本能机制，这个机制不仅对一切统一而有秩序的形式产生满足感（快感），而且会自动创造秩序和统一，将对象审美化。对称性和简单性，无疑具有基本的秩序和高度的统一性。因此，它们具有普遍的审美价值。［21］在这个基本意义上，我们看到科学与艺术对形式美追求的共同性，并且应当赞成爱因斯坦的观点，科学和艺术都在为我们创造和谐优美（合理）的世界图象，“使我们在那里面就象感到在家里一样，并且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定”。但是，人并不能满足于只是生活在宁静安全的环境中，在寻找秩序和安全的同时，他还在自然环境和社会环境的影响下保持着一种对差异和变化的要求，有着好奇的本能冲动。德国人类行为学家爱波－爱伯斯费尔塔（I.Eibl-bibesfeldt）说：“一方面，人努力获得宁静和安全，但同时，他需要差异、激烈、和紧张，这也是必须满足的。”［22］艺术的形式美原则，不是单向地以对称、简单指向统一，而是同时要求着变化、差异和多样性；科学理论的审美性质却是单向地指向简单和统一的。“简单就是美”，这对于科学审美主义是一个具有真理性的原则，而对于艺术却必须在充分展示对象丰富性的意义上，才具有审美有效性。同样，在艺术中，对称性必须以变化和差异为基础，它应当体现为一种动态的知觉平衡（均衡，balance），而不是实在的物理守恒。正是在这个意义上，我们不仅在生动优雅的古希腊雕塑中，而且在相对僵硬机械的古埃及雕塑中，也找不到完全符合物理－数学对称性的造型。

正如科学理论的最终形式是数学模型，科学理论的审美性质归根到底是数学形式的优美和谐。爱因斯坦说：“我以为科学家是满足于以数学形式构成一幅完全和谐的图象的，通过数学公式把图象的各个部分联系起来，他就十分满意了，而不再去过问这些是不是外在世界中因果作用定律的证明，以及证明到什么程度。”［23］狄拉克说：“爱因斯坦可能觉得，于取得与观察一致相比较，在一种真正根本的意义上，数学根基上的美才是更重要的。”［24］正是在这个意义上，即科学的美是数学形式的美的意义上，彭加勒指出，科学家所关注的美，不是感性现象的美，而是来自于事物的各部分和谐秩序的内在的美，换句话说，科学美是感觉不能把握，只能用纯理智才能把握的理性美。他明确说：“这种感觉能力，即对数学秩序的直觉，使我们能够窥见自然隐秘的和谐关系，但不是每个人都具有的。”［25］这就是说，科学理论的美，不仅需要理智才能把握，而且只有具有数学直觉力的科学家才能把握。

科学追求使用数学符号和公式精确地表现自然秩序的统一性。它是对自然世界高度精密地简化描述。海森堡说：“美就是部分与部分之间、部分与整体之间的固有的一致。”［26］这个美的定义是以数学的精确性和统一性为基础的。彭加勒也对美（数学的美）给出了相同的定义。科学理论的美要符合数学精确性，因此是有客观标准的。但是，艺术美不具有数学的精确性，没有客观的标准。阿多诺说：“绝不能就象蔡辛时代的美学所做的那样，把形式概念归结为数量关系。”［27］蔡辛（A.Zeising）是19世纪德国美学家，他认为21：34的比例，即黄金分割［28］是一种标准的审美关系，是在整个自然界和艺术中占优势的比例。［29］实验美学之父，德国美学家费希纳（G.Fechner）在1876年出版了他的《美学导论》（VorschulederÄsthetik）。在书中，费希纳利用他的实验结果表示了对蔡辛的观点的支持。此后，黄金分割一度在美学中被认定为一种普遍的形式美原则。20世纪70年代以来，实验心理学对黄金分割是否是一种普遍有效的形式美规则，做了多次跨文化实验。被试对象包括欧洲居民和非欧洲居民，实验具有人类学意义。多次实验证明，无论在欧洲文化环境中，还是非欧洲文化环境中，黄金分割都不是具有审美优势的形式规则。心理学家艾森克（H.Eysenck）指出：“总而言之，黄金分割被证明并不是美学家或实验美学家的一个有效的支点。”［30］

英国学者库克（T.A.Cook）认为，遵守数学精确性不是美的原因，相反，“美的条件之一是对数学精确性的巧妙变动”［31］。无论自然事物的美，还是艺术的美，都是生命生长的形式（结果），都包含着数学公式无法描绘的复杂性和微妙变化。相对于数学公式的规则性而言，美与生命的形式永远是不规则的。库克说：“原创艺术的困惑因素在于它的美，这是一种与生命本质一样复杂的品质。因此，尽管简单的数学可以帮助我们鉴赏和归类所研究的现象，但并不能完整地表达生长。这说明，仅仅根据实际经验和数学构筑的物品一定不会完美。因为，完美，和自然生长一样，隐含着不规则变化和微妙的差异。”［32］数学可以用中末比（黄金分割）或以此为基础的φ级数来描述希腊雕塑的形体比例关系，但是它无力揭示它的美的根源。因为这个描述只能是近似的，而且不能说明雕塑家对这个比例关系作的巧妙变动。建筑无疑是所有艺术形式中最需要遵守数学原则的艺术。但是，使建筑成为一种优美艺术的条件，正是它对数学精确性的巧妙变动。充分利用这个条件，是古希腊建筑达到极高的艺术成就的奥秘所在。不朽的帕特农神殿以沉重的大理石为材料，却壮丽而不失优雅，轻盈之至，“你几乎可以听到神殿震动翅膀的声音”［33］。是什么力量使那些无生命的石头获得了灵气呢？是建筑家对数学精确性的微妙改变。比如，神殿四周立柱从下到上向中心微小倾斜，各立面柱间距由中部向两侧逐渐增大，山墙下的横楣由两端向中间轻微隆起，基座水平线也有相应的曲度。这些非规则性的改变，是建筑家天才的创造，是数学公式不能确定的。然而，正是它们赋予了巴特农神殿的每一块大理石美妙而永恒的生命，乃至于它们今天在雅典阿卡普罗斯山上的废墟中仍然放射出至美的光辉。

爱波－爱伯斯费尔塔说：“艺术从一个新的、非常规的视角描述世界，揭示在日常生活中并不明显可见的关系。实际上，科学也在表现这样的新视觉。因而两个领域都在追求更深刻地洞见世界。艺术探索人的情感的深度，进而主要是表达信念和其他价值，而科学的目的是传达客观知识。这似乎是艺术与科学的基本差异。”［34］科学与艺术的基本出发点的不同，导致了科学与艺术对客体的基本态度和方式的不同。概括地讲，科学是以数学原理为基础，以抽象简化的方式描述对自然对象的认识，数学公式是它给予自然的最终图像；艺术是以生命－情感原理为基础，以具体感性的方式表达对自然对象的感受，艺术形象是它给予自然的主要表象。卡西尔说：“语言和科学是现实的减约；艺术是对现实的强化。语言和科学都建立在同一个抽象过程基础上，艺术却应被描述为一个具体化的持续过程。”［35］因此，尽管它可能包含复杂奥秘的内含，科学美仍然要表现出笛卡尔所要求的真理属性：清晰、明确；相反，艺术形象也可能由简单、明晰的形式构成，但是，艺术美的情致和美妙却总包含有无限的意味，是不可测度和透彻阐释的。我们可以说，关于自然，科学在无限丰富的世界中追求照亮了这个世界的同一个太阳，并且给予它明确的形式（秩序），而艺术在同一个太阳中展现出无限丰富的世界，表达人类自我对这个世界的深刻感受。在这个意义上，我们应当赞成卡西尔的观点：“艺术与科学不仅有不同的目的，而且有不同的对象。”［36］3

当我们审视20世纪科学中的审美主义思潮时，我们必须同时考虑到与之相联系的科学思潮——科学观念的艺术形而上学转化。在本文中，我们前面的论述已经表明，我们在限定的（狭义）的意义上使用“科学的审美主义”，它的主旨是坚持宇宙的内在和谐和完整秩序，并且要求科学本身从理论形态到内容都表现这个宇宙的和谐和完整。现在，我们使用“科学的艺术形而上学”，目的是要概括20世纪科学观念的一个新变化：科学的艺术形而上学主张，科学理论与艺术品一样是人借助于直觉和想象力进行自由创造的结果，是对自然的理想化表现；因此，科学在表现自然的时候，必然也表现了人的主观因素和需要。

麦卡里斯特认为，科学审美主义者持一种保守的经典主义科学立场，因为它坚持静态的不变的宇宙信念，并且以此为基础坚信科学真理的客观性和确定性。［37］关于20世纪科学观念的艺术形而上学转化，美国学者斯帕里俄苏（M.Spariosu）认为，它是对自文艺复兴以来确立的、严密近似于宗教的的科学体制的一次浪漫主义革命——一次根本性的美学转向。这次美学转向，不仅将直觉、想像、游戏和审美诸观念引入科学，分享甚至取代了经验、理性、分析和推理等观念在科学中的传统位置，而且对科学立场进行了类似于哲学中进行的艺术形而上学的改变，赋予它（科学立场）一种前理性的品格。“这个认识［意识到科学的美学转向中的前理性品格——引者］将带来一系列的认识论结果，它们对于现代科学的基本理性宗旨和方法是太激进了，并且最终可能威胁到科学作为人类活动的一个主要领域的存在。”［38］

在美学中，审美主义与艺术形而上学具有复杂的联系，很难被区分开来，但是两者无疑是不能被等同的。在20世纪科学中，审美主义与艺术形而上学也是相互纠缠的。科学审美主义最重要的代表人物无疑是爱因斯坦，海森堡则可以视作科学艺术形而上学的一个典型代表。在本文限定的意义上，爱因斯坦与海森堡的冲突，可以视为审美主义与艺术形而上学的冲突。但是，爱因斯坦在限定的意义上也对科学持有艺术形而上学的观念，甚至我们可以说他对20世纪科学的艺术而上学（美学）转向起了重要推动作用。实际上，如爱因斯坦这样的彻底的科学审美主义者是不可能最终排斥艺术形而上学的，正如海森堡在相当深入的层次上主张科学的艺术形而上学，同时也在一定意义上认同审美主义的科学价值观。我们可以在下面三个层次分析20世纪科学中的审美主义与形而上学的联系和矛盾：

（1）科学方法论。在这个层次上，审美主义与艺术形而上学更多地表现了两者的一致性，它们共同针对经典科学方法论表现出一种革命意识。

经典科学的代表人物牛顿有一句名言，“我不杜撰假说”（hypothesesnonfingo）。这句话意味着，科学的目的不是创造，而是发现自然规律。在这个目的下，经典科学的基本方法必然是：观察、实验、分析、推理（归纳、演绎）。这些方法将充分保证科学的真理价值：客观性、准确性和逻辑性。经典科学方法论的形而上学前提不仅是绝对信仰自然规律的客观性，而且是坚持笛卡尔确立的认识主体与客体绝对分离的二元论。

但是，爱因斯坦却持不同的主张。他认为，科学概念和思想体系不能通过归纳从经验中提取出来，只能靠自由发明来得到（人脑自由创造的结果）；在科学理论和感觉经验世界之间，不存在先验（逻辑）的联系，只有“直觉”才能在两者之间建立联系；科学的规则，正如游戏的规则，是人定的，而不是客观先验的，它是科学正常进行的必要条件（正如游戏必须有规则才可能进行）。［39］爱因斯坦特别强调想象力（和直觉）在科学创造和科学判断中的重要作用。在与海森堡诸人论战中，他多次宣告“我的本能告诉我”、“我信赖我的直觉”。关于想象力对科学创造的作用，他这样说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”［40］在20世纪科学活动中，爱因斯坦当然不是第一位推崇直觉和想象力的重要科学家。然而，他将“直觉”、“想象力”、“游戏”和“自由创造”等本来属于艺术活动的概念结合为对科学方法论的基本描述，这个描述体系具有对笛卡尔二元论式的经典科学方法论的深刻挑战性，并且启发和鼓励了20世纪科学的浪漫主义革命。

海森堡正是在爱因斯坦的科学方法论的基础上，继续进行了对笛卡尔二元论式的经典科学方法论的革命。海森堡认为，科学与艺术一样，都是对自然联系的理想化表现，是人的语言的一部分：我们在与世界打交道的过程中形成了自己的语言，并以此回应自然的挑战。科学与艺术，是人与世界相互作用的产物，它们是与人的存在相关的，但都绝对不是主观任意的——两者都受到历史（时代精神）的制约，遵循时代设定的规则。海森堡用量子论的哥本哈根解释（Copenhageninterpretationofquantumtheory）进一步阐述主观因素是科学理论的必要因素。他认为，不确定性原理从根本上揭示了科学理论的构成是与科学家使用的语言、实验目的和实验仪器不可分的。“自然科学并不只是描述和解释自然；它是自然和我们自己相互作用的一部分；它描述我们的提问方法所揭示的自然。”［41］哥本哈根解释否定了笛卡尔分隔人与世界（主体与客体）的二元论，否定了以此为前提的科学研究中的理想化的主体——先验的纯粹的认识者。海森堡说：“这样，正如玻尔（Bohr）所指出的，量子论提醒我们想起一个古老的格言：在追求生活的和谐的时候，一定不要忘记，在生存的戏剧中，我们自己同时是演员和观众。”［42］

（2）科学真理观。在这个层次上，审美主义与艺术形而上学展开了对立，爱因斯坦与海森堡的争论是两者对立的表现。代表审美主义，爱因斯坦表现了对经典科学真理观的坚守；代表艺术形而上学，海森堡则表现了对经典真理观的浪漫主义革命。

自文艺复兴以来，凭着实验科学和数学的发展，科学长期被认为是对自然规律的客观认识和精确描述——客观真理。这种科学真理观念，是17世纪以来，牛顿直到爱因斯坦等所有经典科学家的共同信仰。爱因斯坦说：“相信真理是离开人类而存在的，我们这种自然观是不能得到解释或证明的。但是，这是谁也不能缺少的一种信仰——甚至原始人也不可能没有。我们认为真理具有一种超乎人类的客观性，这种离开我们的存在、我们的经验以及我们的精神而独立的实在，是我们必不可少的——尽管我们还讲不出它究竟意味着什么。”［43］

爱因斯坦的科学真理观与他的科学方法论之间是存在矛盾的。这个矛盾是爱因斯坦科学思想中的方法论和价值论的矛盾：他的科学方法论是相对论的，他的科学价值观却是绝对论的。这个矛盾实质上也是科学审美主义暗含的主观性原则与经典科学的客观性原则之间的矛盾。问题是，当爱因斯坦承认了科学如艺术一样，是人的想象力“自由创造”，是在人定规则基础上的“游戏”，那么，他又凭什么保证科学真理的“超乎人类的客观性”？爱因斯坦说，作为一种游戏，科学的规则（概念、命题、公理）的选择是自由的；但是，这种自由是一种特殊的自由，它完全不同于作家写小说时的自由，而是近似于一个人在猜一个设计得很巧妙的字谜时的自由：他可以随意猜测，但只有一个字是真正的谜底。“相信为我们的五官所能知觉的自然界具有这样一种巧妙隽永的字谜的特征，那是一个信仰问题。迄今科学所取得的成就，确实给这种信仰以一定的鼓舞。”［44］

对经典科学真理观的致命打击是量子力学对微观世界的不确定原理的发现。这一发现不仅改变了经典科学对微观世界的实在性和确定性的信念，而且直接威胁到科学真理本身的客观性和确定性。因为根据不确定性原理，在微观世界中，基本粒子的运动不具有一种自然（确定）的因果关系，而只具有一种统计的因果关系——量子力学不能描述单个粒子运动的“轨迹”，只能描述它的几率波。这就是说，在世界构成的基本部分（微观层次）不具有经典科学所信仰的确定性和客观性。爱因斯坦坚持信仰世界存在完备的定律和秩序，始终不放弃科学的自然因果律和确定性原则。他认为，量子力学的统计性原则是对粒子实在不完备描述的结果。但是，海森堡则坚持认为，微观物理学定律的统计本质是不可避免的，因为基于量子论规律，关于任何“实际”的知识在其本质上都是一种不完备的知识。他认为爱因斯坦坚持的是一种唯物主义的本体论幻想。［45］

从艺术形而上学的角度，即从世界图景是人与世界相互作用的结果，是人使用自己的语言和规则“自由创造”的产品的角度，是不难接受不确定性原理的。但是，爱因斯坦遵从的是柏拉图式的理性主义的审美主义立场。在这个立场上，一切偶然和变化的因素都被排斥，只有必然和确定的秩序才被肯定和接受。与之相反，海森堡及其哥本哈根学派却从赫拉克利特式的前理性的艺术形而上学立场出发，不仅承认世界在本质上是充满变化和动乱的，而且将之视为人必不可分地参与其中的游戏。如果说两者都将世界图景看作一个游戏，那么，在爱因斯坦看来，世界是一个由理性控制的确定性的游戏，在海森堡看来，它则是一个由非理性的物理力量推动的非确定性的游戏。［46］

（3）宇宙图景。在这个层次上，审美主义与艺术形而上学的冲突进一步表现为基本宇宙观念的冲突，同时也涉及到科学理论选择的人文基础。

在西方科学史上，自亚里斯多德直到爱因斯坦都相信我们生存于其中的宇宙是静止不变的。它或者被认为已经并且将继续永远存在下去，或者被认为是以我们今天所看到的样子被创造于有限长久的过去。牛顿的引力定律本来包含了宇宙在引力作用下发生收缩（塌陷）的原理，但20世纪以前并没有人就此意识到宇宙是动态的；爱因斯坦在1915年发表广义相对时，仍然坚持宇宙是静态的信念，他为了在自己的理论中维持一个静态的宇宙模型，引入一个“反引力”的宇宙常数，以维持宇宙在引力作用下的平衡。［47］

如果说20世纪科学在与高技术的相互推动下进入了一个无限创新的浪漫主义革命时代，艺术形而上学冲击了经典科学的理性－实证原则，那么，维护秩序和统一的需要，作为人在世界生存的最内在需要，也相应地成为一个20世纪科学的强烈动机。爱因斯坦说：“人们感觉到人的愿望和目的都属徒然，而又感觉到自然界里和思维世界里却显示出崇高庄严和不可思议的秩序。个人的生活给他的感受好象监狱一样，他要求把宇宙作为单一的有意义的整体来体验。”［48］这就是爱因斯坦的宇宙宗教感。这个宗教感既是审美的，因为它坚持将内在的和谐作为宇宙存在的基本原则；又是人性的，因为它的根本动机是追求人的世界的意义和整体性。准确讲，审美主义通过爱因斯坦的论说成为整体性世界观的科学表达，表达了人要生存在一个和谐稳定的宇宙中的深刻渴望。

海森堡在晚年（1973）谈到伽利略坚持哥白尼学说而与罗马宗教法庭发生的冲突时，表达了对后者的保守和专制的新的理解。他说：“作为一个社会的精神结构一部分的世界观曾经在使社会生活和谐方面起过重要的作用，人们不应该过早地把不安定和不确定的因素带入这种世界观。”［49］他认为，社会的精神形式（世界观）在本性上是静态的，因此它才能成为社会永恒基础的精神根源；科学则是持续扩展和不断更新的，具有动态的结构。科学在揭示世界的部分秩序时，将影响、甚至打破人们既有的关于社会和世界的整体观念，“它可能带来这样的后果，当与整体联系的观点在个人意识中消失时，社会的内聚的感情就受损害了，并受到衰败的威胁。随着受技术支配的过程取代天然的生活条件，个人与社会之间的疏远也发生了，而这就带来了危险的不稳定性。”［50］

在这里，海森堡揭示了科学理论与社会精神结构的深刻关联，实际上指出了科学理论对人类世界观建设和维护的形而上学责任。发表这个思想时的海森堡无疑已经深刻感受到了20世纪人类在不确定性原理作用下的新世界图景前的悲伤和失落。他赞同歌德在两百年后仍以恐惧和敬慕的心情将人们承认哥白尼体系称为“作出了牺牲”：“他作出了牺牲，但不是心甘情愿的，虽然对他自己说来，他深信这个学说的正确性。”［51］继后，海森堡又说：“如果在今天的青年学生中有许多不幸，那么原因不在于物质上的贫乏，而是在于缺乏信任，这使得个人难以为他的生活找到目的。所以我们尝试着去克服孤立，它威胁着生活在被技术的实际需要所支配的世界中的个人。”［52］我相信，此时的海森堡也一定意识到了人们接受不确定性原理所付出的“牺牲”。因此可以说，如果在科学中海森堡仍然不赞成爱因斯坦的审美主义原则，那么在精神上他一定渴望人类重新有机会“将宇宙作为单一的有意义的整体来体验”。

科学的艺术形而上学转向推动并且更好地适应了20世纪科学（特别是物理学）的发展，它是对新科学精神和新宇宙图景的积极表现——充分展示了20世纪科学创造中的前理性的冲动和力量。这是艺术形而上学在科学中的浪漫主义革命的意义所在。与此相对，审美主义则以一种“宇宙宗教”的虔诚坚持经典科学的整体性和确定性原则，竭力维护传统稳定、和谐的宇宙图景。

结语

根据霍金在《时间简史》中的论述，不确定性原理、大爆炸理论、对称性破缺原理等20世纪的新科学（物理学）理论向我们揭示了一个新宇宙图景：我们生存在其中的宇宙是从一个非常随机的初始状态（大爆炸）开始，并且在膨胀状态中按照热力学第二定律（熵增加原理）不断从有序向无序的时间箭头运动的。在这个新宇宙图景中，人只是生活在一个非常狭小的，起伏较少、相对平滑的区域——一个适宜智慧生命存在的世界，享受着在不确定性原理极限内的秩序性和确定性。对于这个缺少确定性的宇宙，人类不能根本认识它，只能说：“我们只是以我们的存在为前提来理解这个宇宙。”［53］

在新宇宙图景中没有神的位置。因为只有当我们确信生存在一个确定不变的宇宙中，并且追问它是何以存在的时候，我们才需要一个创世者；相反，在一个随机产生而变化的宇宙中，一切现象都应该归于物理原因。［54］同时，这个新宇宙图景也取消了人的目的性，因为存在在根本上变成了物理力量的统计性的因果作用。因此，20世纪科学向我们展示的宇宙，不仅是一个没有确定性的、不能最终把握的宇宙，而且也是一个没有目的性、没有意义的宇宙。就此，我们可以理解为什么诺贝尔奖获得者温伯格（S.Weinberg）在《最初三分钟》的结尾时说：“这个宇宙越是看起来可以理解，它也就越是看起来不可思议。”［55］

科学不仅要解决人对于自然世界的无知的问题，而且要面对人在世界中存在的意义（目的）的问题。海森堡说：“虽然科学技术只能用作达到某个目的的手段，但其结果却决定于使用它们的目的是否善良。目的不能由科学技术内部来决定。我们必须从整个人类和人类的整个实在的观点出发，而不是从它的一小部分出发来作出决定，否则我们将完全误入歧途。”［56］一个真正可以理解的宇宙，必须同时是一个显示出对人有意义的宇宙。科学本身是可以无限发展的，用海森堡的话说：“科学为扩展而斗争”。但是，从人的意义需要，从人类的整体观念出发，科学的发展又是应当受到人性的限制或指导的。

20世纪科学的发展带来的不仅是科学观念的变革，而且还动摇了作为人的内在基础的宇宙信念——一个稳定和谐的世界。在20世纪科学－文化背景上，爱因斯坦所代表的科学的审美主义，不仅具有在科学体制内部坚持经典科学原则的意义，而且包含了深刻的人性理想和形而上学动机。它的意义超越了科学领域，是在面对科学揭示的宇宙图景的无限性和不确定性时的一次对整体性和确定性的激情的维护。它的确在这个无神时代具有宗教的意义，而且是一次悲剧性的抗争。因此，我们应当在坚持人类关于世界的整体信念的意义上，来理解20世纪科学的审美主义运动，而不能只限于科学内部来认定其是与非。