科学与艺术相结合 培养有创新精神的人

作者:北京市教育   发布时间:2018-07-05 11:12   来源:未知


科学与艺术相结合 培养有创新精神的人



爱因斯坦从6岁起到14岁正规学习并演奏小提琴,具有很高的技巧和修养,可以举办独奏音乐会。这一事实,人尽皆知。他从小学到大学都被认为没有出息,大学毕业后被关在学术机构大门之外,不得不在瑞士伯尔尼专利局当小职员,工作日审查专利,周末组织乐队排练演出,当然谈不上申请科研经费和科研项目,更没有先进的设备和实验室,也无名师指导。但人们说,1905年是世界科学史上的里程碑,因为爱因斯坦这位当年26岁默默无闻的专利局小职员,在承担着结婚、生子重任的同时,在物理学的三个未知领域内齐头并进,在不长的时间里发表了三篇重要论文——《论动体的电动力学》《分子热运动论所形成的平静液体中悬浮粒子的运动》和《有关光的产生和转化的一个试探性观点》,分别揭示了狭义相对论原理、布朗运动的数学规律和光的量子本质,如闪电划破了理论物理学的夜空,创造了人类科学史上的奇迹。他究竟靠的是什么?

除了深厚的物理学、数学造诣和顽强的科学探索精神之外,爱因斯坦在科学研究中运用了形象思维,发挥了艺术家的想象力,体现了惊人的创造才能。

相对论自1905年诞生以后,很少人理解并接受。直到1919年5月日全食,英国天文学家在非洲和南美都观察到光线通过太阳引力场时的偏转,而且与爱因斯坦根据广义相对论数学推导出的偏转角度一样,证明了时空弯曲,相对论才获得广泛认可。这时爱因斯坦说出了惊世骇俗的名言:“我相信直觉和灵感……当1919年日食证明了我的推测时,我一点也不惊奇,要是这件事没有发生,我倒会非常惊讶。想象比知识更重要,因为知识是有限的。”

“直觉和灵感”既是艺术构思的特征,也是科学创新的特征,想象是科学从艺术过程中获取灵感的重要手段。

不仅如此,爱因斯坦曾以自嘲的口吻说:“为什么创建相对论的人不是别人而是我呢?我认为主要原因是一个正常的成年人不会研究空间和时间的问题,这是他在童年时早已经思考过的问题。但是我的智力发育滞后,所以一直到成年,才开始对时间和空间的问题产生好奇心。因此我对这些问题的思考,比起正常的儿童,自然会更加深入。”

音乐既是时间的艺术,也是空间的艺术,爱因斯坦高超的音乐素养,使他比一般科学家具有更高的空间智能,这恐怕也是促成相对论在他头脑中诞生的原因之一。

除相对论外,现代科技两大支柱的另一个是量子力学。而量子力学重要创始人中,德国的普朗克、海森堡、玻恩,法国的德·布罗意,奥地利的薛定谔和泡利等6人,分别获得1918年、1932年、1954年、1929年、1933年和1945年的诺贝尔物理学奖,他们都和文学艺术有着不解之缘。

普朗克是量子力学最重要的奠基人,但他上中学时就擅长演奏钢琴、管风琴和大提琴,还曾为多首歌曲和一部轻歌剧作曲。普朗克每次和爱因斯坦讨论学术问题的间隙,常常合奏莫扎特的小提琴奏鸣曲,爱因斯坦拉小提琴,普朗克弹钢琴。

德国物理学家海森堡获得诺贝尔物理学奖最重要的原因,就是1927年提出的“测不准原理”。这一原理被认为是自然科学中最深奥、意义最深远的原理之一,给予人类认识自然和社会全新的视角和方法。海森堡10岁就可以用钢琴流畅地弹奏巴赫的经典作品,成年后与其师玻恩在两架钢琴上同时演奏双钢琴奏鸣曲,更被人们称赞为“出神入化”。

另外三位量子力学的创始人中,泡利对德国诗人歌德的作品极有研究。德·布罗意曾获得历史学学士学位和文学硕士学位。薛定谔曾出版过诗歌作品,为解释量子态的叠加,提出了著名的思想实验“薛定谔的猫”,想象力无比丰富,比喻十分神奇,不能说与其诗歌造诣没有关系。

1983年在哈佛大学诞生了掀起全球教育改革浪潮的多元智能理论。其创始人霍华德·加德纳教授说:“少年时代我曾是一个认真执着的钢琴家,同时还热情地投身其他艺术活动……因此我早期的学术目标,就是在心理学领域中为艺术寻找一席之地……如果没有对艺术长期的兴趣和研究,我是绝对不可能提出多元智能理论的。”

中国科学家的文学艺术修养也毫不逊色。除钱学森以外,地质力学的创始人李四光创作了中国第一首小提琴曲《行路难》,此曲曾由中国工程院院士袁隆平演奏,在中央电视台的节目中播出。大数学家华罗庚有60多首令人称赞的诗歌作品发表并成集正式出版。

拉小提琴并不能造就科学家,仅仅接受艺术教育的人也不能催生科学真理。从钱学森、袁隆平、加德纳、爱因斯坦和量子力学多位奠基人等科学家的创新理论、杰出贡献、科学与艺术结合的人生以及他们的感悟中,我们可以看出这些科学家从小同时接受的科学教育和艺术教育,对于他们拥有惊人创造力所产生的影响,在他们取得重大成就中所起到的作用。

《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》要求:“改进美育教学,提高学生审美和人文素养。”因此各级各类学校对于艺术教育都应该给予足够的重视,采用正确的方法,以提高学生鉴赏美、创造美的能力,发挥学生的想象力和创造力,培养具有创新精神的人才。

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