当前位置: 东星资源网 > 作文大全 > 说明文 > 正文

[爱因斯坦思维特点对艺术促进科研的启示] 爱因斯坦的艺术思维方式

时间:2019-01-19 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   摘 要:为迎接第六次科技革命,就要在璀璨的科学星空中追寻科学大师的成才之路和思维方法,走科学与艺术结合之路,促进科学与文化的大繁荣。    关键词:爱因斯坦;直观;演绎
  
   古代科学是直观的经验科学(以中国为代表)、近代科学是归纳演绎双向互动(以近代西方为代表)。爱因斯坦首先一针见血地批判了经验科学的弊端,他认为,经验科学的发展过程就是不断归纳的过程:人们根据小范围内的观察,提出经验定律或经验公式,以为这样就能探究出普遍规律,其实这是不够的,这不能使理论获得重大的进展。那么应该怎样做呢?应该“由经验材料作为引导”,“提出一种思想体系,它一般是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的”。简单说,就是先有一些经验材料作为引导,提出假定。我国古代经验科学世界领先,但就像大海的波浪永远不能抵达彼岸一样,不能使科学理论获得重大的进展,致使近代落后。究其原因,是由于不能在经验原型的启发引导下形成科学理论体系。中国人在世界上非常聪明,中国古代直觉思维创造了世界科学技术的全面基础和伟大奇迹,包括二进制。但我们缺少演绎思维,这是造成近代悲剧的重要原因。
   接着,爱因斯坦又批判了近代西方归纳演绎的传统思维。爱因斯坦思维方法是爱因斯坦认识世界和进行科学创造的思想工具,其中起主导性质的思维方法是直觉和演绎思维方法。所谓直觉和演绎思维方法又称探索性的演绎法,是指爱因斯坦在科学探索中从直接经验出发,把创造直觉与演绎逻辑结合起来形成思维方法理论结构进行科学创造的思维方法。它的内容是以“直觉和演绎”思维方法为核心,包括思想实验方法、目标思维方法、双向思维方法、直觉思维方法、假说思维方法、数学方法、分析和综合思维方法等构成的思维方法体系。
   爱因斯坦以直觉力洞察出事物的本质,直接提出“时间相对性原理”和“光速不变原理”等假说,首先打破了牛顿低速运动的机械思维。假定人乘坐接近光速的“爱因斯坦火车”,于是出现“钟慢”“尺短”的情景。他运用目标思维方法,引导人们在未来中寻找追求的目标,进行了“追光”思想实验和“升降机”思想实验;运用双向思维方法,针对课题从不同的理论思维方面进行双向交流,通过提高自主创新能力去揭示事物本质和规律,创立了狭义相对论和广义相对论。
   在谈到艺术对科学思维的启示和开拓时,钱学森说:艺术里所包含的诗情画意和对人生的深刻理解,可丰富对世界的认识,开阔思路,增强对科学新知的认识和探究。“正因为我受到这些艺术方面的熏陶,所以我才能够避免死心眼,避免机械唯物论,想问题能够更宽一点、活一点。”
   一、直觉――演绎思维的路线
   对直觉――演绎思维路线,爱因斯坦作出如下解释。
   (1)运用已知的直接经验创立假说或者公理,由它们推导出一定的结论。在19世纪和20世纪之交,科学上有两个关键性的发现,一个是迈克耳孙和莫雷在1887年做的光速实验,另一个是普朗克在1900年发现的黑体辐射公式。前者是爱因斯坦狭义相对论的实验依据,后者为量子力学奠定了基础。
   (2)假说或公理是以直接经验为基础的。但是,在假说或公理同直接经验之间不存在任何必然的逻辑联系,只有一个不是必然的直觉的联系。爱因斯坦是坐在马车上偶发灵感泛起狭义相对论的假说的。
   (3)由假说通过逻辑推导出个别的结论。结论可以假设是正确的。日全食期间的观测曾经孕育了现代物理学上最大的发现――光弯曲现象。1919年5月29日日全食期间,英国科学家爱丁顿率观测队在非洲西海岸附近观测并计算出星光弯曲度,从而证明了爱因斯坦相对论中“光线在引力场中要弯曲”的假说。
   (4)结论可以与假说或公理联系起来,用事实验证。这一步骤实际上也是属于超逻辑的(直觉的)。因为假说或公理中出现的概念同直接经验之间不存在必然的逻辑联系。但是结论同假说或公理之间的联系实际上比经验同假说的联系要不确定得多,松弛得多。而如果这种对应不能可靠无误地建立起来,(虽然在逻辑上它是无法理解的),那么,逻辑机器对于“理解真理”将是毫无价值的。这一切的中心问题,就是思维领域同感官的直接经验之间的永恒存在的联系。
   如上四点,直觉――演绎思维方法路线概括地说是直接经验――一般原理(公理体系或假说)――推论――事实验证。上述爱因斯坦对直觉――演绎思维方法的阐释,描绘出了创造性思维机理。由此,爱因斯坦又言简意赅地阐明:“一般地可以这样说,从特殊到一般的道路是直觉的,而从一般到特殊的道路则是逻辑的。”
   二、直觉――演绎思维的特点
   爱因斯坦直觉――演绎思维方法具有以下特点:
   (1)从直接经验到一般原理是直觉道路――非逻辑性。1946年,67岁时的爱因斯坦在《自述》中阐述感受经验与概念、命题和理论之间的关系时,认为两者“纯粹是直觉的联系,并不具有逻辑的本性”。他又说:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,并没有逻辑的道路;只有通向那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。”从爱因斯坦思维方法结构及其深刻论述中可知,从直接经验到一般原理不是逻辑道路的,而是“直觉道路”的,或者说是非逻辑思维道路的。
   (2)从一般原理到导出推论之间是演绎推理――逻辑性。从爱因斯坦的思维方法结构可知,虽然从直接经验(特殊)上升到公理体系(一般)是直觉道路,但是从公理体系(一般)到导出推论(特殊)是逻辑道路。
   (3)直觉道路与演绎逻辑道路、非逻辑与逻辑之间的统一性。从直觉和演绎思维方法理论结构中可知,从直接经验到一般原理(公理体系或假说)的道路是直觉的,而从一般原理到导出推论的道路是演绎的。就是说,直觉道路与演绎逻辑道路的统一,形成创造的直觉――演绎思维方法结构,引起思维方法质的飞跃。
   (4)直觉验证性。从爱因斯坦直觉――演绎的思维结构可知,从演绎逻辑到事实验证中间,即从导出推论到事实验证中间,需要经历“直觉验证”的道路。
   爱因斯坦直觉――演绎思维与牛顿、达尔文等归纳――演绎的纯逻辑思维方法结构相比较,是根本不同的。可以当之无愧地说,爱因斯坦创造了思维发展史的新的里程碑。
   三、爱因斯坦直观――演绎思维的启示
   从爱因斯坦的直观――演绎思维方法得到如下启示。
   (1)科学与艺术同源。爱因斯坦曾说过:科学家可借艺术之瓦,攻科学之坚;艺术家可借科学之梯,攀艺术之峰。现代科学与艺术正携起手来,寻找对世界的感受,不但是抽象的,而且是具体的,是“具体的抽象”和“抽象的具体”。李政道说,科学和艺术都源于人类活动最高尚的部分,都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。李政道认为,艺术和科学的共同基础是人类的创造力,它们追求的目标都是真理的普遍性。艺术用创新的手法去唤起每个人的意识或潜意识中深藏着的情感。科学对自然界的现象进行新的准确的抽象,这种抽象通常被称为自然定律。定律的阐述越简单、应用越广泛,科学就越深刻。尽管自然现象不依赖于科学家而存在,但对自然现象的抽象和总结是一种人为的,并属于人类智慧的结晶,这和艺术家的创造是一样的。在科学中,人们研究物质的结构,知道所有物质都是由分子、原子构成,原子又都由原子核和电子构成,原子核又由质子、中子组成,质子、中子又由夸克组成等等。人们认识了物质的基本结构,进而去认识世界和宇宙。科学技术的应用形式会不断发生新的变化,但其科学原理并不随这些应用而改变,这就是科学的普遍性。正是有了相对论和量子力学,20世纪的科技发展,如核能、原子物理、分子束、激光、X射线技术、半导体、超导体、超级计算机等等,才得以存在。因此,科学原理应用越广泛,在人们社会生活中的表现形式也越多样化。
   科学家追求的普遍性,是人类对自然现象的抽象和总结,适用于所有的自然现象。它的真理性植根于科学家以外的外部世界,科学家和整个人类只是这个外部世界的一个组成部分。艺术家追求的普遍真理性也是外在的,植根于整个人类,没有时间和空间的界限。尽管科学的普遍性和艺术的普遍性并不完全相同,但它们之间有着很强的关联……对艺术的美学鉴赏和对科学观念的理解都需要智慧,随后的感受升华与情感又是分不开的。没有情感的因素和促进,我们的智慧能够开创新的道路吗?而没有智慧的情感能够达到完美的意境吗?所以,科学和艺术是不可分的,两者都在寻求真理的普遍性。普遍性一定植根于自然,而对自然的探索则是人类创造性的最崇高的表现。
   (2)科技与艺术同功。真与美是偶生的。爱因斯坦1901年发表第一篇科学论文时认为,追求统一性是一种“壮丽的感觉”。他最后40年致力于“统一场论”,也是因为“那该是最美的了”。阅读富有创意的论文所获得的喜悦,与聆听美妙音乐和观赏稀世名画时得到的喜悦是相似的。随着知识文明伟大时代的到来,科学美将给人以全新的、高级的幸福感。
   福楼拜说,科学和艺术在山脚下分手,在山顶上会合。显然,自然科学不是艺术,艺术也不是自然科学,但无可非议,艺术和自然科学都属于科学的范畴,只是属于不同的门类罢了,一个属于自然科学,一个属于人文科学。知识文明时代提出科学的人文化和新人文科学的大科学观,艺术和科学将携手前行,一个伟大的文化和科学大繁荣的时代即将到来!
  
  参考文献:
  [1]彭建伯.谈谈爱因斯坦的思维方法[N].攀枝花学院校报,
   2009-12-20.
  [2]苏恩泽.科学时代创造科学美[N].解放军报,2002-06-12.
  
  (渤海大学艺术学院,作者系东北师范大学在读博士)

标签:爱因斯坦 启示 思维 科研