科学和艺术拥有共同的简洁美、对称美、比例美、有序美、真善美等，科学美中有艺术，艺术美中有科学。
现代科技与现代艺术正在互相渗透、互相沟通重新综合为交叉学科和综合艺术。现代大学教育应文理兼修、文理兼备。美，既是一种客观存在，也是一种主观感觉。艺术家创造心中之美、想象之美，科学家发现自然之美、科学之美；艺术家看银河——气势纵横苍穹，科学家看银河——宇宙和谐统一。科学美、艺术美，皆源于自然之美。艺术家设计、造型追求曲线形、流线型的艺术美，在科学领域也有着相似的美。
我国古代太极图有“∽”形曲线美，见图1，宇宙中的旋转星系如同太极图一样，也有“∽”型的曲线美，大熊座旋涡星系和银河系平面图都具有多条“S”型或反“S”型旋臂。微观世界也是如此——遗传基因D N A分子双螺旋结构模型亦具太极图的曲线美。科学美与艺术美有着极其相似之处，有内在相关性，两者“碰撞”产生灿烂的火花。
图1太极图
科学美
科学美，是科学家的思维规律与思维艺术碰撞的火花，是科学家的理性创造与自然美的和谐统一。科学美显示出自然界内在的美，只有具有相当知识水平的人才能欣赏这种美，科学家看星系、宇宙、粒子运动等都蕴藏着美的特质。科学之美，是自然界的合唱队——相反的、极度的和中等的自然之声唱出统一的、多美的音乐，是和谐统一的美，只有热爱科学的人，才能欣赏这种美。科学家爱科学而感到科学的美，科学的美使科学家爱科学。科学家对科学美的追求，支配着科学家的直觉，支配着科学家的科学研究过程，推动重大理论的突破。
艺术美
艺术美，是客观现实美与艺术家的思想感情的统一，是艺术家按照审美实践要求、审美理想指引、美学规律等所创造的一种综合美。艺术美来源于现实美，是对现实生活和客观世界的提炼和升华，是主观对客观世界的再创造，是真、善、美在艺术作品中的统一。艺术美也有科学美的表现。
科学美与艺术美的融通
科学美和艺术美存在内在的一致性，它们融合创新、创美是理所当然的。数学家的造型与画家的造型领域不同，但异曲同工，可能表现出同样或者类似的美感，一座漂亮的建筑往往是科学美与艺术美的统一……
物质世界不同质的美常常惊人地相似。如：硅纳米复合材料和石墨，其断面表现出美丽的花瓣、花朵图形等；片状石墨的花纹与菊花神似（图2）；水分子结构和晶体电子衍射斑环都有多层同心圆现象，犹如星际空间的美丽；酸蛋白质分子和医学分子结构图表现出五颜六色的环状或链状珠图案，其华丽恰似少女和贵妇颈项上的名贵项链或者珠光宝气的饰品（图3）。这些不同质的物质展现出相似的美，就是因为科学美与艺术美是融通的。
图2 菊花与片状石墨
图3 蛋白质分子与医学分子结构
科学美也有的极具艺术性，恰如艺术家创造的艺术品。如：足球烯 C60分子结构图颇像一只足球（图4），硅纳米材料图形多像一株株绽放的蒲公英（图5），二氧化硅纳米丝的美丽犹如朵朵向日葵（图6），神经细胞的显微图片也让人想到阿娜多姿的花卉（图7）。这些事物内在的美通过具有相当认识水平的人艺术地表现出，从而使简洁的形式富含深厚的理性美，是理性美与形式美的统一。
图4 足球烯
图5 硅纳米材料
图6 向日葵与二氧化硅纳米丝
图7 花卉与神经细胞
科学美是理性指引和创造的结果，艺术美是感性引导和创造的结果。但在美的形式、美学内涵、审美感受、美的功能等方面，它们是相同的。如：蛋白酶分子的结构彩图犹如优美的舞姿，高分子结构图犹如漂亮的舞蹈造型……
科学中存在艺术之美，这种美需要人们去发现、去发掘。歌德巴赫猜想的美引无数数学爱好者尽折腰——数学爱好者跃跃欲试破解此题，高智慧的数学研究者不断改进方法攻克难关。如此吸引人的就是歌德巴赫猜想的表述简洁、明快的艺术美。如此之美的还有杨晖三角形、三角函数关系正六边记忆法等，都是艺术与科学融合的美。
中医学是医学科学与文学艺术的结合：中医将物质世界归纳为金、木、水、火、土等五种元素，将五种元素的相生相克形象地比拟为人体五脏之间、五腑之间、脏腑之间的内在关系，由此产生五行学说、脏腑学说等，形象地、艺术地表达中医的科学内涵。张咏清美术作品《生命》（图8）描绘：火热的太阳烤得山石欲燃、晒得沙土欲焦，在火热的沙漠里一珠葱绿的植物顽强地生存着，艺术地反映了沙漠植物生存的科学性。
图8 生命
科学诉诸人的理智，艺术诉诸人的感情。科学和艺术相互渗透，产生新的思想火花。艺术的直觉、想像启发科学发现与技术发明，科学技术的提高促进艺术形式的发展。科学和艺术都展现宇宙、自然和社会的和谐运动。科学和艺术的融合，协同人的认知功能，是科学家进行科学探索、科学发明的需要。科学创造和艺术创造都需要审美想像，想像是科学创造和艺术创造共同需要的。科学家对科学充满激情、充满想像，严肃、冷静的科学研究，既有科学思维，又有审美欣赏。爱因斯坦在通过音乐了解作曲家的探索实质的同时，他还勾勒出自然界的宏伟蓝图。科学研究要有科学与艺术的综合，要有深邃的想像和大胆的猜测。科学家的想像过程，包含着审美过程，知识有限，想像无限。詹姆斯·沃森（1960）在梦中看到DNA双螺旋结构模型，是艺术般的联想与想像促成了他伟大科学成就。
科学知识会产生额外的美。要发现这种美，就要有渴求科学的激情；要表达这种美，就要讲究艺术。科学和艺术在高水平上“合流”，七分科学融合三分艺术创造十分完美的科学美，科学内容没有艺术美的形式表达就不会深入人心。科技工作者要有文学艺术修养、要有真善美美德，“科技与人文结合，治学与修身相融”（朱光亚语）。高等教育应对学生进行科学美与艺术美的教育，打破文理隔绝，文理兼修、文理兼备，提高学生的综合素质。
本文摘编自涂铭旌、孟江平著《创造发明的思路、方法及路径》第6章，内容有删减。
创造发明的思路、方法及路径
陈懿涂铭旌、孟江平 著
北京：科学出版社，2016.10
ISBN 978-7-03-050121-9
在多年来的教学科研中，笔者潜心研究，结合自身科研经历，凝练出一系列创造发明的思路、方法及路径：如“一支铅笔·一张纸·一块橡皮”创造发明思维的简易训练方法、科技创新思维三角形、“少人区”“无人区”科技谋略、孙子兵法与科技竞争谋略、从“点石成金”到现代点金术等，并在多年的人才培养和科学研究等方面一直践行这些创造发明的方法，取得了良好的效果。通过多年积累，现将一些创造发明的方法、思考整理成书，希望这些创造发明方法能够对广大读者起到启迪和方法论作用。
《创造发明的思路、方法及路径》包括：（1）创造发明的思路、方法及路径：创造发明的思路与方法、科技创新思维三角形、“少人区”“无人区”科技谋略、孙子兵法与科技竞争谋略、从“点石成金”到现代点金术、从美学的角度看科学与艺术。（2）运用所提出的创造发明的方法进行科技创新的案例：中医药材的交叉学科研究、医学的多学科交叉、融合与创新。（3）创新型人才培养与创造发明密不可分，高等教育应努力培养学生不断创新的实践能力——创造力，这也是教育服务于社会主义现代化建设的需要。因此，创新型人才培养的思路、方法及路径主要介绍创造发明的思路、方法及路径在创新人才培养方面的作用和意义。
（本期编辑：安静）
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