細推物理 大象無形

我曾多次采訪李政道先生。在我的印象中，他永遠是思路敏捷，既和藹可親又活力四射。1996年11月在李政道先生70壽辰的聚會上，他用四句話形象地表述他對基礎科學、科技應用、科技產品三者關系的見解：“基礎科學清如水，應用科學生游魚，產品科學魚市場，三者不可缺其一。”

1997年初，我由科技日報調入九三學社中央宣傳部并兼任民主與科學雜志社主編，李政道先生這年11月回國時，手書這四句話題贈《民主與科學》，表達了他對中國科技事業的發展，以及對《民主與科學》的深切期望和囑托。

一、水、魚、魚市場 三者不可缺一

“基礎科學清如水，應用科學生游魚，產品科學魚市場，三者不可缺其一。”這四句話，是李政道長期思考的凝練。李政道曾說：“基礎、應用和科技開發要平衡發展，這樣比較穩妥，偏激易生毛病。后來我又拿水、魚和魚市場來比喻三者的關系，也是為了說明，基礎科學研究是根本，但也不能忽視后二者的重要性。很顯然，沒有水，就沒有魚；沒有魚，也就是不會有魚市場。”“我之所以不斷探索用不同的比喻來說明三者的關系，就是因為人們容易偏其一端或強調眼前而忘記根本。”

李政道青年赴美留學后于1972年9月第一次回國，正逢“文革”時期，他對國內基礎科學研究的狀況深感憂慮。1974年5月第二次回國時，他向毛澤東和周恩來提出了重視基礎科學研究、培養科學技術人才的建議。

改革開放后，他全力以赴推動中國青年學子赴美留學計劃。從物理目標的選擇到加速器方案的確定，從物理研究到國際合作，李政道為中國高科技的發展殫精竭慮。

李政道說：“科學技術分為幾部分，一是基礎科學，一是應用，然后再到生產，它們是相互關聯的。從基礎科學發展到科技應用，從科技應用再發展到大量生產，最終進入人民的日常生活。完全可以這么說，沒有今天的基礎科學，就沒有明日的科技應用，這是不可違背的科學規律。”他認為，“基礎科學研究的發展與社會文化狀況有很大的關系。時代要發展，不能一切只講錢。如果只講錢，那這個時代的文化就不是高層次的。從事基礎科學研究沒有錢當然不行，但更重要的是要有奉獻精神。”“只有重視基礎科學研究，才能永遠保持創新的能力。誰重視基礎科學研究，誰就有主動權，就能自主創新。”

李政道的這些見解對我國的科技發展戰略有重要的啟示意義。

二、大象無形 心有靈犀

李政道的另一獨特貢獻，是他對科學與藝術的探究。

從上世紀80年代后期到90年代，李政道在北京逗留期間，特意邀請多位著名畫家為物理科學的前沿學科專題作畫。

參與繪畫創作的作者有李可染、吳作人、吳冠中、黃胄、華君武、常沙娜、袁運甫等。

繪畫的主題是高溫超導、超弦、量子引力、重離子碰撞、粒子物理、表面物理、同步輻射、自由電子激光、混沌現象、非線性動力學等。

如此高深科學，如何用繪畫來表現？高科技與藝術各行其道，怎會走到一起？

李政道說：“藝術和科學的共同基礎是人類的創造力。科學和藝術是不能分割的，她們的關系是與智慧和情感的二元性密切關聯的。偉大藝術的美學鑒賞和偉大科學觀念的理解都需要智慧，而隨后的感受升華和情感又是分不開的。沒有情感的因素，我們的智慧能夠開創新的道路嗎？沒有智慧，情感能夠達到完美的成果嗎？藝術和科學事實上是一枚硬幣的兩面。她們源于人類活動最高尚的部分，都追求著深刻性、普遍性、永恒和富有意義。”

在李政道先生的關心和協助下，畫家們先后創作完成了十幾幅作品，在用國畫藝術表現現代物理科學的嘗試中進行了多種形式的探索。筆者有幸采訪了李政道先生和有關參與創作的藝術家，以下是當年的采訪筆記。

神奇的光

—— 一個天上的同步輻射故事

一個古代的農家少年，正凝神望著天空上出現的神奇星光。李可染創作的這幅畫講述了發生在900多年前的一個科學史上的重要事件。

公元1054年（宋朝至和元年）7月，人們驚訝地發現，在東方的天上，出現了一顆前所未見的“客星”。它發射出赤白色芒角狀的光，用肉眼在白天也看得見。當時的人們對這顆突然出現的明星議論紛紛，司天監專門進行了天象觀察和記錄。《宋會要》中記載這顆“客星”在天空中停留了21個月，亮度最大的時間持續了23天，并描述了“客星”的位置、亮度、顏色和形狀。這就是世界天文史上對超新星爆發的第一次最詳盡的記載。現代物理學家揭開了900多年前的這個“客星”之謎，那是一顆質量為太陽15倍的星在漫長的歲月中將自身的核燃料燒盡而發生的大爆炸，在星體中心產生了一個有著極強磁場和高速旋轉的中子星，放射出同步輻射的光源。今天，人們不但在實驗室里產生了這種從遙遠的太空飛來的輻射，而且還應用到幾乎所有的科技領域，成為對人類文明帶來革命性推動的新光源。

李可染將這幅為“同步輻射應用”創作的畫題名為“曉陽輻射新學光”——科學之光。

超弦生萬象 對撞生新態

李政道請李可染畫的第二幅畫的主題是“場、弦與量子引力”。超弦理論認為：“我們四維世界中的所有現象只是十維空間中一根弦的表現。”

李政道用科學家所獨具的生動語言向藝術大師解釋：“想象用一根三維的線來繡一幅二維的圖。我們可以繡出人、馬、馬車和許許多多其他東西。再想象這根線可以按任何方式運動，三維空間中線的運動就產生了人、馬等等二維圖像的運動。”

科學理論的高度抽象化、形式化，也促使藝術家從對外部世界的模仿轉向靠直覺驅動下的內在意蘊的探求。面對這樣在生活中難以找到形象物體的高科技命題，李可染經過潛心思考，一反傳統的筆法，揮灑出一幅“超弦生萬象”的抽象水墨畫，充滿動感的點、線畫面，“游于無窮”“寓于無境”，生動地創造出與“超弦”理論既有聯系，又有獨特藝術意境的繪畫作品。

李可染為物理科學創作的第三幅畫是為“相對論性重離子碰撞”而作。畫面是兩頭剛健的牯牛頂角對撞，題曰：“對撞生新態”。李可染完成此畫后曾感慨道，他一生都是畫平和的風景題材，但聽了科學家描述重離子碰撞的奇景，也不禁被科學的壯觀所感染，平生第一次畫出抗衡、對撞的畫面，落筆時，心都在跳。

雙結生翅成超導

漫畫大師華君武為“高溫超導與C60族”創作出一個妙趣橫生的漫畫作品。

在超導態中有種奇怪的現象，兩個電子結成“庫柏對”，即呈現“自由”狀態，所遇阻力極小，而單獨的電子則被束縛和困擾。有如足球場上一個球員獨自帶球前進，會受到很多對方隊員的攔截而不能前進很遠，而兩個隊員互相配合，傳球前進，就會跑得很遠或阻力甚小。

在華君武筆下，一些由60個碳原子組成的足球形狀的C60全碳分子（布基球），在三維空間排列成空間點陣，構成了一個蜜蜂巢。上面有一群成雙成對的蜜蜂，結伴歡快地自由飛翔；而那些沒有伴侶的蜜蜂卻愁眉苦臉地困在下面，一副無可奈何的窘狀。華先生在畫上題道：“雙結生翅成超導，單行苦奔遇阻力”。

超導這樣的高深科學，當然不可能用一個畫面準確無誤地表示出其深邃的內涵。然而，這樣形象生動又充滿情趣的畫面，無疑將比公式、數據更能引人入勝，引起人們特別是青少年對高科技的興趣和探究其真相的強烈愿望。這就是藝術獨有的魅力。

雷神翻旋引高能

物理學家玻爾認為，科學和藝術之間的關系，通過靈感而統一起來。

常沙娜在為“萬億電子伏物理”作畫時，正是從中國傳統神話和敦煌藝術的表現形式中獲得了創作的靈感。“動萬物者莫疾乎雷”。雷神，是神話中呼風喚雨的主管，傳說中的雷神以萬鈞之力擂鼓，引出上天無限的能量，雷鳴電閃，在霹靂中翻騰旋轉。常沙娜運用抽象、簡潔的畫筆，創作了兩幅“雷神引高能”，畫中既包含有高能物理科學的底蘊，又象征孕育著新驚雷的物理學天空。

常沙娜在談到這兩幅畫的創作時說：科學和藝術在最高境界上是互通的，但表現形式上不一樣。一是理性，一是感性；一是邏輯思維，一是形象思維。藝術家把概念融化在形象里，以生動的藝術形象給人以美感；科學家把形象精煉在概念里，以邏輯力量令人信服。李政道如同聯結科藝的紐帶，他深入淺出的科學解釋和生動的啟示，引發了藝術家們的聯想和靈感。

“表面物理”與“三維朱雀”

受邀為“表面物理”作畫的創作者是魯曉波。李政道希望他用中國傳統繪圖的方式，在創作畫面上表示出二維的表面特征，又體現出三維的本質。李政道在講述“表面物理”的要義后，又作了一個形象的比喻：“比如我看一個人，從一個角度只看到一面，從不同角度繞著看，就可看到多面，看到一個整體。”魯曉波聯想到漢像磚上的朱雀浮雕圖案，經過潛心構思和精心創作，一個變形處理的“朱雀”躍然紙上：張開雙翅的朱雀栩栩如生，背后透射出一個玄妙的多層世界。朱雀又是古代兵陣中前隊的旗號標志，寓意著物理科學的最前沿。

“簡單與復雜”：一以分萬，萬以治一

李政道邀請吳冠中創作畫的命題是“簡單與復雜”。

“簡單與復雜”，這個命題的確是既簡約，又深奧。既可以從科學哲學、科學美學的角度去認識，又可以從藝術哲學、藝術美學的角度來思考。

在科學的美學原則中，簡單性原則尤為科學家所重視，并一直是認識論和方法論的研究對象。愛因斯坦曾說過：“物理上真實的東西一定是邏輯上簡單的東西。”大自然的基本設計是“美”和“統一”“簡單”。

隨著當代科學特別是非線性科學的發展，科學家從分數維形態中看到了非線性世界的結構美，從一到多的演變中，看到了混沌現象的動態美。非線性科學理論使科學家對世界深層次的和諧秩序美有了新的領悟。

李政道曾精辟地表述過他的觀點：科學定律的闡述越簡單，應用越廣泛，科學就越深刻。

吳冠中奉出的是一幅頗具現代風格的抽象畫，他對“簡單與復雜”命題的透析，是從清代國畫大師石濤的畫論中得到靈感。“辟混沌者……自一以分萬，自萬以治一。” 復雜的天地萬物形態各異，運動不息，變化無窮又互有聯系，有其各自和共通的規律。

在吳冠中創作的畫面上，點、線揮灑神逸，千變萬化，猶如乾旋坤轉。“墨之濺筆也以靈，筆之運墨也以神。”吳冠中說：筆與墨在畫面上相互配合、沖撞、糾葛，產生多種多樣的效果。

吳冠中還為這幅表達“簡單與復雜”的抽象畫起了另一畫名“流光”，賦予了另一層含義。他深信藝術的生命力在于不斷創新，藝術的探索永無止境。藝術如此，科學亦是如此，在創新中才能逐步領悟終極關懷的真諦。

李政道致力于科學藝術相結合的不懈努力，受到了國內外科學界的廣泛關注和贊揚。在1994年于意大利召開的國際物理學大會上，李政道向大會展示了中國畫家用國畫藝術描繪現代物理科學的作品，并播放了由北京大學物理系教授龔鎮雄和音樂家周廉潔為科學畫卷譜寫的音樂，引起了各國物理學家的濃厚興趣和熱烈反響。

科學大師和藝術大師攜手進行的科藝交匯探索，是一項開拓性的嘗試，卻具有閃爍異彩的魅力。老子曰：大方無隅，大象無形。隨著當今科學的日趨整體化，人文科學與自然科學也正在互相啟迪，相互融透，走向日趨融匯的更高境界。在人類文明的發展歷程中，科學與藝術曾在山麓分手，又將在頂峰匯聚。

三、奧林匹斯山上的對話

追思李政道先生，這些年多個場景浮現：

場景一

1995年金秋10月，由李政道先生倡導，科技日報社在北京友誼賓館友誼宮主辦了科學與藝術研討會，科學界的李政道、朱光亞、懷國模、汪德昭、何祚庥、葉銘漢、冼鼎昌、李競、龔鎮雄等，藝術界的吳冠中、靳尚誼、常沙娜、柳冠中、杜大愷、劉巨德、李延聲、邵大箴、魯曉波等，群賢畢至，被稱為“奧林匹斯山上的聚會”。

李政道的主題發言首先精辟地闡述了科學與藝術的關系：“藝術，是用創新的手法去喚起每個人的意識或潛意識中深藏的已經存在的情感。情感越珍貴，喚起越強烈，反響越普遍，藝術就越優秀。科學，是對自然界現象進行新的準確的觀察和抽象，這種抽象的總結就是自然定律，定律的闡述越簡單，應用越廣泛，科學就越深刻。所以，藝術和科學的共同基礎是人類的創造力，它們追求的目標都是真理的普遍性。”

“自然界盈盈實實，復雜極了，但基礎的自然定律卻很簡單。若能對自然界的現象進行新的、準確的抽象，得到闡述最簡單、應用最廣泛的自然定律，那就是科學上的大發現。科學與藝術雖然研究方法不一樣，但都是追求真理的普遍性，也可以說就是追求美。”

邵大箴說到一種現象：“從總體上看，科學家中關心、愛好藝術的較多，相比之下，藝術家中懂得科學的不多。”

柳冠中也談道：“科學家對我們提出了許多問題，我們怎么辦？我覺得我們有責任去思考，把我們的心投進去思考。”

靳尚誼描繪了科學與藝術的發展軌跡：“科學與藝術有密切的關系，但在每個時代、每個時期所反映的形態不一樣。在人類文明進程中，科學與藝術本為一體，在近代才分開。進入20世紀后，科學和藝術又逐漸在匯合。這個匯合是個漫長的過程，有賴于社會、科技、經濟的發展和社會的需要。我們今天要做的工作，就是促進科學與藝術的互相吸引、互相繁榮。”

科學界、藝術界學者在會上共同呼吁，應將這樣的研討繼續下去，形成促進科學與文化相結合的持續推動力。

場景二

1996年5月，中央工藝美術學院舉行李政道名譽教授授職儀式。李政道在學術演講中引用了唐代大詩人杜甫的詩：“細推物理須行樂，何用浮名絆此身。”他說：中文名詞“物理”最初包羅所有科學，而不僅僅是西方名詞“Physics”，杜甫這首非凡的詩道出了一個科學家的真正精神。不可能找到比“細”和“推”更當的詞來描述物理的探索。

李政道列舉的另一個藝術與科學統一的杰出例子是屈原的《天問》。他說：“《天問》可以說是基于幾何學的分析，應用精確的推理，并且以氣勢磅礴的詩句寫成的宇宙論文。例如詩中的兩段：‘九天之際，安放安屬，隅隈多有，誰知其數？’‘東西南北，其修孰多，南北順橢，其衍幾何？’屈原在第一段詩中推理道：假定天空的形狀是半球，若地是平的，天地交接處必將充滿奇怪的邊邊角角——宇宙這種非解析的幾何形狀太不合理，因而不可能存在。因此，地和天必不能互相交接。在第二段詩中，屈原推測，地的形狀可能偏離完美的球形。東西為經，南北為緯，屈原問道，哪個方向更長？換句話說，即赤道圓周比赤經圓周長還是短？屈原又追問，如果沿著赤道橢圓弧運動，它又應當有多長？今天我們知道，赤道直徑略長于赤經圈直徑。而屈原在2200多年前甚至還能想象出地球是橢球的可能性，這真是個奇跡。《天問》真正是幾何、分析和對稱性的絕妙運用，它深刻地體現了藝術與科學的統一。”

李政道進一步表述他的見解：中國文化是從新石器時期延續至今的，她是基于自然和人類的和諧而不是根據任何帝王的口味。

李政道投向青年人的目光充滿真摯和期望。這也使我想起溫家寶同志說過的一段話：“李政道先生對青年人和科學技術事業的意義，在其道德品質方面也許比單純的才智成就方面還要重要。從李政道先生身上，我們可以看到一個優秀科學家的獻身精神、求實精神、進取精神和愛國精神。”

李政道先生對科技與人文的結合傾注心血，是出于他的教育觀念：“追求科學與藝術、科技與人文之間的關聯和均衡，是人的創造力的本能。如何將青年學生的這種潛在的本能發掘出來，是現代大學的重要任務。將科學與藝術、科技與人文人為地割裂開來，而想在科技、人文科學或藝術領域中培養出卓越人才，是困難的。可以說，在教育上實現科學與藝術、科技與人文的完美結合，是現代大學成功的重要標志，也是培養能適應新世紀發展需要之人才的希望所在。”

緬懷李政道先生，有追思，也有聯想。大師遠行，風貌永存。紀念先生，重在前行。

參考文獻：

1.李政道：《基礎科學研究的人才培養問題》，《中國科學院院刊》，2006年第1期。

2.李政道：《為中國高能物理盡微薄之力》，《科學時報》，2006年11月23日，第1版。

3.孫偉林：《大象無形 心有靈犀——李政道與藝術家共同探討創作的科學畫卷》，《科技新聞作品選》，中國科學技術出版社，1996年版。

4.孫偉林等：《奧林匹斯山上的聚會

——科學與藝術的對話》，《科技日報》，1995年10月22日，第1-2版。

5.孫偉林：《李政道七十敘懷》，《科技日報》，1996年11月21，日第1版。

6.孫偉林：《融匯科藝 舉一反三——李政道教授談藝術與科學》，《科技日報》，1996年6月16日，第2版。

7.孫偉林：《科學美的魅力——科學中的“復雜性對簡單性”與吳冠中教授的藝術創作》，《科技日報》，1996年5月5日，第2版。

（作者為九三學社中央宣傳部原巡視員、《民主與科學》雜志原主編）

責任編輯：常思哲