论美育对科学素养的赋能

周 宪

1959年，科学家斯诺在剑桥大学以“两种文化”为题做了一次演讲，该演讲成书出版后引起极大争议。斯诺开宗明义地说，当前社会人们的智性生活已经分裂成两个集团，一边是文学知识分子，另一边是科学家。两者互不理解且充满敌意，彼此都荒谬地歪曲对方。文学知识分子认为科学家具有浅薄的乐观主义，却未意识到人的处境；
科学家则认为文学知识分子缺乏远见，并有反智倾向。这就是所谓的“两种文化”——科学和艺术。“两种文化似乎没有任何交会的地方了。……属于两种文化的人无法相互交谈。奇怪的是，20世纪的科学绝少被吸收到20世纪的艺术之中。”[1]乍一看来，斯诺所描绘的现象的确是我们高校校园里的真实境况，文理分界互不往来。理工科的师生在自己的实验室里忙碌，而文史哲的师生则围绕经典坐而论道，各有其行话和术语，彼此缺乏交流互通，甚至还相互瞧不起。面对这一困局，人们一直把文艺复兴时期的“全人”（universal man）当作理想，达·芬奇和米开朗基罗等人，既是伟大的艺术家，又是伟大的发明家，在科学、工程、建筑、机械，甚至生命科学等方面均有所建树。那么，面对一个社会分工和专业分工越来越细化的当代社会，如何扭转科学与艺术的分裂所导致的困局？作为通识教育关键一环的美育显然是一个有效的路径。美育不但可以提升青少年的审美素养和审美意识，亦可助力他们掌握科技知识与实现创新，因为美育过程中可实现潜在的审美赋能。

其实，科学与艺术的分家乃是现代性的产物，是现代社会分工和知识分化所导致的。在传统社会中，各门知识尚未出现专门化的细分，所以一个人既可以从事艺术创作，同时又探索科学知识，将两者融为一体。中国古代有所谓“六艺”，西方中世纪以来有所谓“七艺”，虽有差异却并没有明确的分界。东汉张衡既创作了《二京赋》和《归田赋》等文学佳作，又著有《浑仪图注》《算罔论》等科学著述，还有浑天仪和地动仪等重要的科学发明。文艺复兴时期，达·芬奇不但创作了《最后的晚餐》《蒙娜丽莎》等伟大的艺术品，还设计过市政工程、飞行器、兵器、机械装置等。艺术史家文杜里曾这样描述：“对达·芬奇来说，科学与艺术之间的区别并不太明显，因此他把艺术的原本的真实性看作是科学真实性的第一步——绘画是所有艺术和工艺的根本，也是一切科学的源泉——这可以说是他的自我表白。达·芬奇在他的一生中，的确是在利用艺术，利用他的素描来了解解剖学、透视学，以及他所研究的一切机械科学。”[2]伽利略曾经在佛罗伦萨设计学院学习，他在那里研究了绘画中的透视原理，这对于其科学思想的形成至关重要，尤其是在如何使用望远镜来观察天文现象方面。16—17世纪，一系列重要的科学发现接踵而至，哥白尼勇敢地提出了日心说，伽利略对宇宙运行的数学规律做了精确论证，牛顿则发现了万有引力定律，这些科学发现不但改变了人们对客观世界的看法，也促进了对人类社会和自我的认知。随着科学的进步和现代知识系统的形成，知识的分化和专业化遂成发展趋势，不同的学科或知识领域独立发展并彼此分离开来，一个典型范例是法国“百科全书学派”。在狄德罗、达朗贝尔等启蒙思想家的领导下，一百多位学者积极参与，从1751年到1772年，经过20多年的努力，终于出版了拥有17卷正文和11卷插图的世界首部百科全书，书的全名是《百科全书，或科学、艺术和技艺分类词典》。这个划时代工程不妨视为现代学者对正在形成的知识领域的一次全面划分与界定，科学和艺术已成为现代知识最基本的分类学范畴。到了1863年，英国人根据“艺术家”这个概念构词的相同逻辑，创造出了“科学家”的概念。科学和艺术分道扬镳越来越明显，越来越专门化或专业化。

即使在科学和艺术分离的现代，我们仍能找到很多两者融通的范例。比如法国化学家拉瓦锡与其艺术家妻子相互帮助的动人故事。妻子为他的实验报告绘制插图，并将其科研论文翻译成英文，科学和艺术的交流成为他们爱情的又一个见证。法国新古典主义大师大卫曾专门创作了《拉瓦锡和他妻子》的肖像画，画面上拉瓦锡正在实验室桌上写报告，深情地看着自己的艺术家妻子。如果说拉瓦锡和妻子的科学和艺术交融还发生在一对伉俪之间，那么，不少伟大科学家虽毕生专注于科学研究，但却始终没有让艺术缺席过，杨振宁即是一例。他曾说过自己小时候既努力学习理科，同时又热爱绘画和音乐，他深感艺术修养有助于开拓科学的创新思维。爱因斯坦一生勤奋科研，但音乐从未在他的科学生涯中缺失。他不但深谙科学理论，亦对古典音乐有着自己独到的理解，音乐在使他放松的同时，还有助于激发科学灵感。一个有说服力的例子是量子力学理论建构与立体主义艺术的关系。1932年，丹麦科学院决定让玻尔一家搬入嘉士伯基金会拥有的一座豪宅，里面藏有毕加索等人的立体主义作品。玻尔还特意悬挂了一幅法国立体主义画家梅辛热的画作。据记载，玻尔早就对梅辛热的作品有着浓厚的兴趣。有研究者推测，玻尔于1927年提出，原子实体的两种形式——波粒二象性，两者之间存在着互补性关系。这一理论的提出也许与其钟爱梅辛热的立体主义作品不无关系。梅辛热是第一个系统阐释立体主义绘画的艺术家，他和格莱兹合著的《立体主义》一书是对该艺术流派理论观念的首次系统阐释。这部著作指出了立体主义的一个重要美学观念，那就是从几个不同的运动视角来描绘同一个场景，形成一组形象的创造性组合。这种观念彻底颠覆了文艺复兴以来的单眼透视法则，凸显出空间、图像和视觉的多元转换和共存关系。也许正是立体主义的美学观启发了玻尔，使之形成了关于原子实体波—粒互补的重要发现。[3]立体主义不同视角互补性地呈现同一场景，与玻尔量子力学波—粒互补理论，其实都含有相同的解决问题思路或哲学观念，这表明，艺术与科学是相通的。

不但是艺术对科学发现有所启迪，而且艺术家也会以自己的方式来触及科学问题。举例来说，荷兰画家埃舍尔酷爱几何形状的有规则分割和平面表现，他的许多代表作都蕴含复杂的数学原理，由此引发了科学家的浓厚兴趣。杨振宁的物理学著作就采用了埃舍尔的画作为封面，不少数学家惊呼埃舍尔作品中的多面体、球体、结、莫比乌斯环等，充满了几何学的魔力，是对经典欧几里得几何、球形几何、投影几何、变形几何、双曲线几何、自相似性等数学原理的卓越形象表达。“他不仅是一个平面艺术技巧大师，也是一个在科学和数学领域富有独创性的探索者（尽管他自己予以否认）。埃舍尔在其作品中给我们留下了一笔丰厚的遗产。”[4]最令人着迷的是他的版画《版画画廊》，成为数学家们思考“黎曼曲面”的绝佳范例，有人计算这幅画中心的膨胀弯曲，竟扩大了256倍之多。一些数学家看到这幅作品后，迫不及待地和他讨论这幅画是如何诠释了“黎曼曲面”的。这说明科学和艺术虽有差异，却也存在着相同之处。美育如何聚焦这些相同之处来实现审美赋能，是今天的审美教育所面临的重要问题。

让我们回到爱因斯坦，从他卓尔不凡的经历，去探究科学与审美如何融通于一个伟大科学家的一生。爱因斯坦曾坦言：“如果我不是一个物理学家，我或许会成为一个音乐家。我时常在音乐中思考。我在音乐中做我的白日梦。”[5]这段看起来并不深奥的话，其实蕴含了这位科学家对科学研究的深切体悟。从爱因斯坦的传记中得知，音乐是他一生中的挚爱，并始终伴随一生。可以说，没有音乐的生活对爱因斯坦来说是不可想象的。

爱因斯坦的母亲是一位钢琴家，在幼年时给小爱因斯坦最宝贵的礼物就是小提琴学习课程。他生性讨厌刻板无趣的课堂教学，并认为自己不喜欢的东西是绝对学不好的。但他对音乐却表现出了某种挚爱，13岁时爱上了莫扎特，开始了他一生不舍不弃的音乐旅程。他心中一直存有一个信念，爱是比责任感更好的老师。正因为他热爱音乐，所以音乐是其一生中难舍难分的精神伴侣。爱因斯坦参加过各种音乐会的演奏，早年喜欢拉小提琴，晚年体力不支更多地弹奏钢琴，他不但和专业音乐家一起登台表演，还和一些同时代的伟大科学家们（如普朗克等）一起演奏。据传记记载，在普林斯顿高研院工作时，他和第二任妻子艾尔莎找到新的住房后，便在家里举办了一场小型音乐演奏会，演奏了海顿和莫扎特的作品。他还邀请了著名的俄罗斯小提琴家塞德尔担任第一小提琴，而他自己则担任第二小提琴。也是在普林斯顿，他曾经与茱莉亚音乐学院的四重奏乐团一起登台演出，演奏了莫扎特的《G小调弦乐五重奏》，演奏中他也是担任第二小提琴。爱因斯坦的音乐理解力和演奏水平给观众留下了深刻印象。[6]

很难想象这样一位在科学研究上投入了巨大热情的科学家，会在艺术上注入如此多的精力。因为在爱因斯坦那里，音乐不只是一种闲暇活动，一定程度上与其科学研究互动，形成了彼此促进的格局，这就是科学研究中审美赋能的生动例证。回到他前面的经验之谈，所谓“在音乐中思考”“在音乐中做白日梦”，这些话究竟是什么意思？随着对爱因斯坦的研究越来越深入，人们发现了音乐与其科学探索之间确实存在着深刻的关联。其传记《爱因斯坦：其生平与宇宙》，生动描述了音乐和科学如何在爱因斯坦那里神奇地融为一体：对于爱因斯坦来说，音乐不是单纯的消遣，反而有助于他的思考。他的儿子汉斯·阿尔伯特说：“每当感到山穷水尽或工作面临艰巨挑战时，他就会到音乐里去避难，这将会解决各种难题。”在他独居柏林与广义相对论搏斗的岁月里，小提琴被证明是很有用的。他的一位朋友回忆道：“深夜里，他经常独自一人在厨房里拉小提琴，思考复杂问题时就会即兴创作旋律。”在后来的演奏过程中，他会突然激动地宣布：“我明白了！”仿佛灵感降临，难题的答案会在音乐中呈现在他面前。[7]

有研究认为，爱因斯坦对音乐本质的深刻理解，实际上有助于分析狭义相对论中没有任何参照系优先的想法，同时对广义相对论中至关重要的等价概念亦有所启悟。他对音乐的体验暗含了空间和时间之间的某种非牛顿式的关系，有助于形成最初的、创造性的思考路径。从这个角度来看，爱因斯坦在1905年前开始做的思想实验，也许就包含了某种音乐的冲动和理解。[8]他的第二任妻子艾尔莎也说过，爱因斯坦有一个习惯，每当他的理论思考山重水复疑无路时，便会走出书房来到钢琴前，弹奏几个音节，或是演奏一两段旋律，很快他就有了新的想法，便回到书房做进一步的探究。由此可见，音乐不但对爱因斯坦的科学思想有所启迪，而且使其在科学和艺术的交替中保持思维的活力和创造力，这也许就是爱因斯坦一生挚爱音乐的深层原因之一。所以他说音乐并不影响研究工作，两者都从同一种渴望中得到滋养，在提供放松作用方面相互补充。[9]1921年，他曾接受德国柏林某杂志的采访，在被问及艺术经验和科学经验有何共同之处时，他陈述了自己独到的看法：“作为欣赏、学习和观察的自由的存在者……我们进入了艺术和科学的领域。如果用逻辑语言来描绘所看到和所经历的东西，我们便是从事科学。如果它是通过形式来传达的，而这些形式的关联是意识无法触及的，但却直观地发现它们是有意义的，那么我们就是在从事艺术。”[10]科学和艺术的差异只是所使用的符号性质有所不同而已，都涉及直观经验。在爱因斯坦的大脑中，逻辑语言与形式语言在某种程度上是相通的，可以互相转换，所以对爱因斯坦的科学研究来说音乐不可或缺。

爱因斯坦对音乐的热爱不仅体现在常常独自或与他人一起演奏，而且还表现在对音乐成熟的审美趣味上。他最喜欢古典音乐大师，尤其是莫扎特和巴赫。这就引发了一系列令人好奇的问题，爱因斯坦为何对莫扎特和巴赫情有独钟？为何对他俩的挚爱远超任何其他音乐家？在他钟爱的音乐家名单里，还有海顿、舒曼、肖邦、门德尔松，以及早期的贝多芬。他对贝多芬的态度最为有趣，贝多芬晚期的作品他很不喜欢，比如贝多芬最伟大的作品《第九交响曲》。他认为贝多芬的音乐是人为创造出来的，而莫扎特的音乐如此纯粹，就好像早就存在于宇宙之中。他还比较过贝多芬与巴赫：“我听贝多芬的音乐感到不舒服。我认为他太个人化了，几乎是赤裸裸的。相反，给我巴赫，然后更多的巴赫。”[11]他的体验是，贝多芬的晚期作品过于个性化且太多的戏剧化，这正是浪漫主义音乐的典型特征，但不是爱因斯坦所喜欢的音乐类型。回到前面提及的问题，爱因斯坦为何特别钟爱莫扎特的古典音乐？人们一般会得出结论说爱因斯坦音乐的审美趣味趋于保守，所以古典音乐成为必然选择。但就爱因斯坦个案来说，这种一般化的常识性结论并不可靠。我们对爱因斯坦的音乐品位和偏好的考量，应该与他关于科学的基本观念结合起来，这样才能找到更为合理的解释。爱因斯坦坦言：“莫扎特的音乐是如此纯粹和美，我把他的音乐视作宇宙本身内在之美的显现。”如同所有无与伦比之美一样，莫扎特的音乐具有纯粹的简单性。[12]我们知道，“纯粹性”“美”和“简单性”始终是爱因斯坦评判科学理论的重要标准，所以他对莫扎特、巴赫，以及其他古典音乐家的认同，可视作他的科学基本观念向音乐领域的合乎逻辑的延伸或渗透。因此，爱因斯坦关于音乐的审美趣味并不完全是音乐性的，而是与其科学基本观念相互交织。这么看来，他不喜欢贝多芬的晚期作品，显然是合情合理的。至于勋伯格及其后的现代主义音乐，完全不在爱因斯坦喜欢的音乐备选名单中，因为现代主义音乐完全打破了和谐有序与简单纯粹的古典音乐原则，不和谐、杂乱、个性化和戏剧化当然有悖于爱因斯坦的科学基本理念。我们可以进一步推论说，在爱因斯坦那里，科学与艺术是完美统一的，这种统一既体现为他的科学基本观念，又反映出他的音乐审美趣味，它们是一枚硬币的两面。所以，当我们读到他的如下看法时便会觉得合情合理：“在技艺达到某一高度之后，科学和艺术往往在美学、可塑性和形式方面结合起来，最伟大的科学家也是艺术家。”[13]这一说法不啻是对爱因斯坦自己的准确描述。

如果说爱因斯坦是科学与艺术融通的典范，那么，其典范性为我们思考美育提供了新的理路。尽管不可能人人都成为爱因斯坦，但心存高远地追随伟人脚步却很有启迪性。爱因斯坦伟大的一生再次揭示了一个朴素的真理：伟大科学家之所以伟大，就在于拥有卓尔不群的科学素养。晚近国际知识界热烈讨论科学素养问题，各个发达国家都在制定国民科学素养标准和实施计划。比如美国科学促进会（AAAS）在1985年发起了一项改革科学、数学和技术教育的计划，鉴于哈雷彗星2061年回归，于是定名为“2061计划”，包含了《面向全体美国人的科学》和《科学素养的基准》两个重要文件，并明确提出了“科学素养”概念及其内涵，强调提升青少年科学素养旨在使人过上有趣的、有责任感的和有意义的生活。“在一个越来越渗透着科学、数学和技术的文化中，科学素养需要某些理解力和思维习性，由此使公民能够把握这些事业的方向，搞清自然界和人为设计的世界如何运作，进行批判性的和独立的思考，认识和权衡各种事件的另类解释并加以协调，并明智地处理涉及证据、数字、范式、逻辑论证和不确定性问题。”[14]此后西方发达国家相继提出了科学素养的国家标准，并把这一素养的提升视为国家重要教育战略。

21世纪的全球化进程，一方面是努力走向人类命运共同体，另一方面国家间的竞争日益白热化。竞争有赖于各国的硬实力和软实力，而实力竞争说到底又是人才的竞争。其实，美国的“2061计划”的出台，正是有感于美国高中生在国际数学比赛中的糟糕表现。21世纪人才的能力标准当中，科学素养最为重要，因此许多国家和国际组织都对科学素养做了大量系统的调研。2015年经合组织（OECD）下属的国际学术评估计划（PISA）提出了一个关于科学素养的全球界定，所谓科学素养即“具有反思能力的公民参与科学相关问题和科学思想的能力”[15]。它包括三种基础性的能力：其一，科学地解释自然现象和技术现象的能力；
其二，描述、评价科学考察的能力，并提出科学地解决问题的方法；
其三，分析和评估各种形式的数据和论断的能力，并做出恰当的科学结论。由此来看，科学素养所涉及的能力是复杂多元的，它并不等同于所拥有的科学知识，更像是某种综合性的人才素质或智能结构。

值得注意的是，国际学界对科学素养存在着两种不同看法。一种是实用主义的功利性看法，强调科学素养的工具性和实用性，尤其是培训具有特定技能可即时参与生产活动的社会成员，这种看法往往将科学素养视为对特定科技知识和技能的获取。另一种看法更具开放性和整体性，强调科学素养就是某种科学认识方式，其特征在于批判性和创造性地思考自然界。

“后一种观点的倡导者认为，成为批判性的思考者很重要，科学素养乃是一种内在的善——它建立在道德和其他原则性的理由基础之上。形成科学素养将有助于人们过上 “美好”生活（这是在哲学家的反思性和完满性的意义上，而不是在吃麦片有益健康那种令人生厌的意义上）。根据这一看法，科学是美的、令人兴奋的和有趣的。成为有科学素养的人就会形成怀疑的、创造性的思维习惯，它对每个人都有价值。”[16]

显而易见，后一种看法更加合理也更重要，尤其是在中国迈向世界强国的历史进程中，在实现中华民族伟大复兴和建构人类命运共同体的宏大事业中，我们需要的不仅仅是掌握了特定知识和技能的人，更需要具有批判性和创新性思考能力的公民。

尽管关于科学素养有哪些内涵尚存有争议[17]，但从审美教育的角度来看，我们关心的是科学素养与审美素养之间是否存在着某种关联。无论怎样界定科学素养，有一点看来是共识，那就是科学素养着眼于人的一生成长的长期价值，是以科学为中心的涉及诸多层面的一个智能系统。科学素养研究中有两个不同指向，一是针对青少年的科学教育，二是考察科学家科学工作所触及的科学素养。对美育来说，从科学家范例来寻找青少年教育的有效途径显然是一个好办法，所以我们把爱因斯坦作为典范加以研讨，因为他的一生呈现出伟大科学家深厚科学素养中的审美赋能。

我们有理由认为，科学素养不仅是科学知识的掌握，而且是建立在道德和其他原则性的理由基础之上的。从事科学或相关活动并不只限于科学本身，而是出于更高的道德原则——善（good），科学活动如果没有善，那么对真的追求就会出现偏差。向善是人类一切科学活动的内在伦理指向，历史上我们看到不少以科学之名来行使不义之实的恶行，从有毒食品到环境污染等。今天，我们提倡的“美好生活”（good lives），这里的“美好”（good）就是“善”，是社会生活全面的、整体的“善”。所以，“美好生活”即“善的生活”。比如，“金山银山不如绿水青山”这一朴素的说法，就道出了社会生活中“善”的要旨。从这个意义上说，在科学素养的建构过程中，追求真与追求善是完全同一的。

此外，科学研究活动并不限于眼前短暂的实际功利性，而是带有更为丰富的涵义，亦即“科学是美的、令人兴奋的和有趣的”。这三个看似简单的对科学活动性质的定语，道出了科学作为人类文明重要活动的内在动机。从古至今，对科学家来说，许许多多的伟大科学发现不只是为了解决眼前的某个现实问题，还伴随着让人着迷的“审美体验”，令人激动不已并使之兴趣盎然。很多伟大的科学家在谈及自己的科学发现时，都说到过这样的话。物理学家海森堡在日记中记录了伟大科学发现“啊哈时刻”的惊人体验，他写道：“在赫尔格—兰德的一天晚上，我在用以眼下标准来看是完全推测性的计算来确定能量表上的特定项目，或我们今天所说的能量矩阵。由于第一个能量状态项事实上证实了能量守恒定律，我变得很是兴奋，以至于在随后的计算中犯了一些错误，当最终的计算结果摆在我面前时已接近凌晨三点。能量守恒定律自上而下地被证明是有效的，由于一切都是在没有强迫的情形下自动出现的，所以我不再怀疑它所暗示的量子力学在数学上的一致性和统一性。我感到好像是从原子外表的清晰表面一直洞见了根基性的深处，它有一种奇特的内在之美。即将看到大自然在我面前展开的这种数学结构的丰富性，一想到此我几乎晕了过去。”[18]

在这段生动的记叙中，海森堡对能量守恒定律的确证超越了大自然外在的表象，触摸到其最深邃的层面——大自然所具有的数学结构的丰富性，或数学上的一致性和统一性。在海森堡看来，这就是“一种奇特的内在之美”，后来科学哲学家们称之为“美的惊鸿一瞥”。正是这种“内在之美”的体验几乎使海森堡晕了过去，因为它蕴含了科学和审美融为一体的沁人心脾的力量！

回到公民科学素养的问题上来，伟大科学家的伟大科学发现告诉我们，科学素养中的审美赋能是相当重要的。也许可以反过来推论，在海森堡的科学发现的过程中，他的审美素养，或对数学一致性和统一性的认知，是与对美的认知及其体验相通的。正是这种深邃的美感体验助力他完成了科学的伟大发现。从国际美育晚近发展趋势来看，科学教育不再囿于单纯的知识和技能培训，而是越来越多地考虑到以前不曾触及的方面。2015年欧洲科学教育研究协会（ESERA）在芬兰赫尔辛基举行年会，组织了一个名为“超越科学教育中的认知：考虑情感、幸福和美学的作用”的研讨会，与会者一致认为科学教育有必要考虑此前完全忽略的审美、情感和幸福的维度。这表明，科学教育并不是一个单纯的知识传授，并不限于科学技术的认知层面，而是涉及人类社会和文化的诸多问题。又比如，挪威在1994年实施了新的核心课程体系，科学教育不再以特定学科知识系统来界定，而是以影响人性的诸多特性来规定，提出了几个对科学教育甚为根本的观念，诸如“精神的人”“工作的人”“审美的人”“有环境责任感的人”“社会性的人和整体的人”等。换言之，科学教育不只是培养有科学知识的人，而是在塑造有精神、勤劳、审美感、环境责任感的整体的人。20世纪中叶，有学者建议，应将科学素养区分为两个不同的愿景，一是涉及科学本身的三个部分，即科学基本观念、科学本质和科学伦理；
二是科学与社会的关系，科学与人文的关系，以及科学与技术的差异。[19]可以看出，科学素养包含了审美元素。如果说爱因斯坦的科学与艺术融通是一个典型个案的话，那么，这类关于科学素养的系统界定，为科学素养建构中的审美赋能可能性，提供了更坚实的学理依据。

科学教育绝不是单纯的技能培训和知识传授，而是必须走向完整的全面人格的塑造。科学工作者并不是游离于社会文化之外，而是身处其中，因此科学活动不仅关乎知识和技术的进步，亦与人类社会的福祉与和谐发展密切相关，片面地规训科技专业知识而缺乏人性和人道精神，潜藏着将科学技术用于伦理上的恶的可能性。正如爱因斯坦所指出的：“学校应该总是以此为目的，即青年人离开学校时具有和谐的人格，而不是作为一个专家。……否则，他——拥有自己的专业知识——更接近于一条训练有素的狗，而不是一个和谐发展的人。”[20]有些顶尖大学的高才生，不是将所学的专业知识用于科研工作，而是绞尽脑汁用隐秘手段使同学中毒，这样令人触目惊心的案例棒喝我们：科学教育绝不只是某个领域的专业知识的获取。不妨设想一下，一个具有高雅审美趣味和和谐人格的人，一个热爱美并追求美的人，他们违反伦理规范的可能性更小。所以，有理由认为，一个具有健全科学素养的人，其审美素养及人文关怀必 不可少。

对科学素养中的审美赋能问题，还可以从心理学角度来思考。人本主义心理学家马斯洛对此有深入系统的研究，他的需要层次论揭示了从普通人到科学家的人的动机和人格特征。在他看来，人的需要分为3类8层次。第一类是所谓“基本需要”，包括生理需要（食物、水、休息等）和安全需要两个层次；
第二类是“心理需要”，有归属和爱的需要，以及尊重的需要；
第三类是“成长需要”，包括认知需要、审美需要、自我实现的需要和超越需要。在需要层次系统中，只有低一级的需要满足了，高一级的需要才会出现并得以实现。

图1 马斯洛需要层次论

马斯洛在其科学家心理学研究中，开宗明义地指出，科学家的自我实现首先就体现在认知需要上，它包括对纯粹知识（好奇心）和理解（哲学的、神学的和价值体系建构的解释需要），这也可以看作是科学素养的基本层面。但值得注意的是，马斯洛紧接着指出，科学家还有一种不为人知的审美需要，即“对美、对称性，尽可能简单、完整和有序的冲动，我们称之为审美需要，以及实现与这些审美需要相关的表现、行动和运动的需要”[21]。他还对审美需要与认知需要的关系做了如下清晰的描述：“审美需要与意动及认知需求的普遍重叠使两者无法截然分开。这些对秩序、对称、闭合、行动实现、系统和结构的需要，可以不加区分地归入认知、意动需要，或归入审美甚至神经症需要。”[22]在马斯洛的科学家心理学中，审美需要提升到了人的自我实现的层面，它是科学家不可或缺的动机与人格特质。缺少这一需要，其科学素养也就不完整了，必有所缺憾。

从远古时代的原始先民，到当代社会文明人，爱美之心代代相传、历久弥新，马斯洛特别指出人的审美需要具有积极的疗愈功能。在他看来，人会因丑陋而生病，而美的环境和生存状态则具有积极的治愈功效。[23]所以审美需求对人来说，不仅带来了审美愉悦，更有促进人格健康之功能。那么，科学家是否也同样面临着人格健康的问题？答案是显而易见的，如果科学家人格不健全，不但会导致科学研究走入误区，而且会造成更为复杂的伦理和社会问题。在一些科幻电影中常常见到所谓的“科学怪人”或“科学狂人”，这样的科学家就是人格不健全的，或是具有明显人格缺陷的人，他们对社会和人类造成了极大的伤害。现实中也不乏其例，比如前些年轰动一时的“三鹿毒奶粉事件”，生产商为了符合奶粉蛋白质含量的检测标准，竟然将工业用三聚氰胺做添加剂融入奶粉，为了追逐商业利益完全不顾及下一代健康。科学在此案中被滥用，参与此案的相关技术人员已经完全失去了科学家的良知，具有明显的人格缺陷，诸如此类滥用科学的现象并不鲜见。马斯洛根据多年的心理治疗师经验，还提出了一系列人格健康的标准和维度，他的有些看法对我们理解科学素养与人格健康的关系极富启发性。他写道：“大凡健康的人，很少被焦虑、恐惧、不安全感、内疚、羞愧所左右，而更多地由真理、逻辑、正义、现实、公平、健康、美、正确等所主导。”[24]他还论证了心理健康与其他健康对人格健康的重要性，并特别提及了“审美健康”（aesthetic health）的概念。在他看来，积极心理学关心的是“好人”或“善者”（good man），他们是安心和自信的人、具有民主品格的人、快乐的人、安静的人、沉着的人、平和的人、有同情心的人、慷慨的人、善良的人、创造者、圣人、英雄、强者、天才，以及具有其他卓越人性的楷模。[25]马斯洛需要层次论的最高层次是“超越需要”，这一需要是由超越个体自我的更高层次的价值观所驱动的，诸如神秘体验、对大自然的体验、审美体验、服务他人或科学追求等。他把这样的体验称之为“极峰体验”，既是个体自我的完美实现，又超越了自我进入人类大我的境界。马斯洛的这些说法，清晰地描绘了一个进入自我实现境界的科学家应具备的品格，毫无疑问，这些品格理应成为广义的科学素养的特质。

从无数事例中可以得知，科学和艺术并不是彼此排斥的，毋宁说是相反相成，相得益彰。爱因斯坦的精神遗产教导我们，要掌握科学知识，要探索大自然，要葆有一颗“爱美之心”。曾创造了大侦探马洛形象的作家钱德勒，在其笔记中写下了一段题为“伟大思想”的感言：“存在着两种真，一种真是照亮道路，另一种真是温暖心灵。前者是科学，后者是艺术。它们都不能离开对方而独立存在，一个与另一个相比并不显得更重要。没有艺术，科学就像水管工手中的管子钳一样毫无用处。没有科学，艺术则变成一堆粗陋的民间传说和情感骗术。艺术的真可防止科学变得不人道，科学的真则可防止艺术变得荒诞不经。”[26]

科学和艺术俨然是一对亲密的“孪生兄弟”，两者共同创造出了璀璨的人类文明。很难想象摒弃对方、唯我独尊的畸形文化生态，所以，曾提出科学与人文“两种文化”命题的斯诺，清醒地提醒我们：“两种文化不能或不去进行交流，那是十分危险的。”[27]

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