细推物理 大象无形

我曾多次采访李政道先生。在我的印象中，他永远是思路敏捷，既和蔼可亲又活力四射。1996年11月在李政道先生70寿辰的聚会上，他用四句话形象地表述他对基础科学、科技应用、科技产品三者关系的见解：“基础科学清如水，应用科学生游鱼，产品科学鱼市场，三者不可缺其一。”

1997年初，我由科技日报调入九三学社中央宣传部并兼任民主与科学杂志社主编，李政道先生这年11月回国时，手书这四句话题赠《民主与科学》，表达了他对中国科技事业的发展，以及对《民主与科学》的深切期望和嘱托。

一、水、鱼、鱼市场 三者不可缺一

“基础科学清如水，应用科学生游鱼，产品科学鱼市场，三者不可缺其一。”这四句话，是李政道长期思考的凝练。李政道曾说：“基础、应用和科技开发要平衡发展，这样比较稳妥，偏激易生毛病。后来我又拿水、鱼和鱼市场来比喻三者的关系，也是为了说明，基础科学研究是根本，但也不能忽视后二者的重要性。很显然，没有水，就没有鱼；没有鱼，也就是不会有鱼市场。”“我之所以不断探索用不同的比喻来说明三者的关系，就是因为人们容易偏其一端或强调眼前而忘记根本。”

李政道青年赴美留学后于1972年9月第一次回国，正逢“文革”时期，他对国内基础科学研究的状况深感忧虑。1974年5月第二次回国时，他向毛泽东和周恩来提出了重视基础科学研究、培养科学技术人才的建议。

改革开放后，他全力以赴推动中国青年学子赴美留学计划。从物理目标的选择到加速器方案的确定，从物理研究到国际合作，李政道为中国高科技的发展殚精竭虑。

李政道说：“科学技术分为几部分，一是基础科学，一是应用，然后再到生产，它们是相互关联的。从基础科学发展到科技应用，从科技应用再发展到大量生产，最终进入人民的日常生活。完全可以这么说，没有今天的基础科学，就没有明日的科技应用，这是不可违背的科学规律。”他认为，“基础科学研究的发展与社会文化状况有很大的关系。时代要发展，不能一切只讲钱。如果只讲钱，那这个时代的文化就不是高层次的。从事基础科学研究没有钱当然不行，但更重要的是要有奉献精神。”“只有重视基础科学研究，才能永远保持创新的能力。谁重视基础科学研究，谁就有主动权，就能自主创新。”

李政道的这些见解对我国的科技发展战略有重要的启示意义。

二、大象无形 心有灵犀

李政道的另一独特贡献，是他对科学与艺术的探究。

从上世纪80年代后期到90年代，李政道在北京逗留期间，特意邀请多位著名画家为物理科学的前沿学科专题作画。

参与绘画创作的作者有李可染、吴作人、吴冠中、黄胄、华君武、常沙娜、袁运甫等。

绘画的主题是高温超导、超弦、量子引力、重离子碰撞、粒子物理、表面物理、同步辐射、自由电子激光、混沌现象、非线性动力学等。

如此高深科学，如何用绘画来表现？高科技与艺术各行其道，怎会走到一起？

李政道说：“艺术和科学的共同基础是人类的创造力。科学和艺术是不能分割的，她们的关系是与智慧和情感的二元性密切关联的。伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧，而随后的感受升华和情感又是分不开的。没有情感的因素，我们的智慧能够开创新的道路吗？没有智慧，情感能够达到完美的成果吗？艺术和科学事实上是一枚硬币的两面。她们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。”

在李政道先生的关心和协助下，画家们先后创作完成了十几幅作品，在用国画艺术表现现代物理科学的尝试中进行了多种形式的探索。笔者有幸采访了李政道先生和有关参与创作的艺术家，以下是当年的采访笔记。

神奇的光

—— 一个天上的同步辐射故事

一个古代的农家少年，正凝神望着天空上出现的神奇星光。李可染创作的这幅画讲述了发生在900多年前的一个科学史上的重要事件。

公元1054年（宋朝至和元年）7月，人们惊讶地发现，在东方的天上，出现了一颗前所未见的“客星”。它发射出赤白色芒角状的光，用肉眼在白天也看得见。当时的人们对这颗突然出现的明星议论纷纷，司天监专门进行了天象观察和记录。《宋会要》中记载这颗“客星”在天空中停留了21个月，亮度最大的时间持续了23天，并描述了“客星”的位置、亮度、颜色和形状。这就是世界天文史上对超新星爆发的第一次最详尽的记载。现代物理学家揭开了900多年前的这个“客星”之谜，那是一颗质量为太阳15倍的星在漫长的岁月中将自身的核燃料烧尽而发生的大爆炸，在星体中心产生了一个有着极强磁场和高速旋转的中子星，放射出同步辐射的光源。今天，人们不但在实验室里产生了这种从遥远的太空飞来的辐射，而且还应用到几乎所有的科技领域，成为对人类文明带来革命性推动的新光源。

李可染将这幅为“同步辐射应用”创作的画题名为“晓阳辐射新学光”——科学之光。

超弦生万象 对撞生新态

李政道请李可染画的第二幅画的主题是“场、弦与量子引力”。超弦理论认为：“我们四维世界中的所有现象只是十维空间中一根弦的表现。”

李政道用科学家所独具的生动语言向艺术大师解释：“想象用一根三维的线来绣一幅二维的图。我们可以绣出人、马、马车和许许多多其他东西。再想象这根线可以按任何方式运动，三维空间中线的运动就产生了人、马等等二维图像的运动。”

科学理论的高度抽象化、形式化，也促使艺术家从对外部世界的模仿转向靠直觉驱动下的内在意蕴的探求。面对这样在生活中难以找到形象物体的高科技命题，李可染经过潜心思考，一反传统的笔法，挥洒出一幅“超弦生万象”的抽象水墨画，充满动感的点、线画面，“游于无穷”“寓于无境”，生动地创造出与“超弦”理论既有联系，又有独特艺术意境的绘画作品。

李可染为物理科学创作的第三幅画是为“相对论性重离子碰撞”而作。画面是两头刚健的牯牛顶角对撞，题曰：“对撞生新态”。李可染完成此画后曾感慨道，他一生都是画平和的风景题材，但听了科学家描述重离子碰撞的奇景，也不禁被科学的壮观所感染，平生第一次画出抗衡、对撞的画面，落笔时，心都在跳。

双结生翅成超导

漫画大师华君武为“高温超导与C60族”创作出一个妙趣横生的漫画作品。

在超导态中有种奇怪的现象，两个电子结成“库柏对”，即呈现“自由”状态，所遇阻力极小，而单独的电子则被束缚和困扰。有如足球场上一个球员独自带球前进，会受到很多对方队员的拦截而不能前进很远，而两个队员互相配合，传球前进，就会跑得很远或阻力甚小。

在华君武笔下，一些由60个碳原子组成的足球形状的C60全碳分子（布基球），在三维空间排列成空间点阵，构成了一个蜜蜂巢。上面有一群成双成对的蜜蜂，结伴欢快地自由飞翔；而那些没有伴侣的蜜蜂却愁眉苦脸地困在下面，一副无可奈何的窘状。华先生在画上题道：“双结生翅成超导，单行苦奔遇阻力”。

超导这样的高深科学，当然不可能用一个画面准确无误地表示出其深邃的内涵。然而，这样形象生动又充满情趣的画面，无疑将比公式、数据更能引人入胜，引起人们特别是青少年对高科技的兴趣和探究其真相的强烈愿望。这就是艺术独有的魅力。

雷神翻旋引高能

物理学家玻尔认为，科学和艺术之间的关系，通过灵感而统一起来。

常沙娜在为“万亿电子伏物理”作画时，正是从中国传统神话和敦煌艺术的表现形式中获得了创作的灵感。“动万物者莫疾乎雷”。雷神，是神话中呼风唤雨的主管，传说中的雷神以万钧之力擂鼓，引出上天无限的能量，雷鸣电闪，在霹雳中翻腾旋转。常沙娜运用抽象、简洁的画笔，创作了两幅“雷神引高能”，画中既包含有高能物理科学的底蕴，又象征孕育着新惊雷的物理学天空。

常沙娜在谈到这两幅画的创作时说：科学和艺术在最高境界上是互通的，但表现形式上不一样。一是理性，一是感性；一是逻辑思维，一是形象思维。艺术家把概念融化在形象里，以生动的艺术形象给人以美感；科学家把形象精炼在概念里，以逻辑力量令人信服。李政道如同联结科艺的纽带，他深入浅出的科学解释和生动的启示，引发了艺术家们的联想和灵感。

“表面物理”与“三维朱雀”

受邀为“表面物理”作画的创作者是鲁晓波。李政道希望他用中国传统绘图的方式，在创作画面上表示出二维的表面特征，又体现出三维的本质。李政道在讲述“表面物理”的要义后，又作了一个形象的比喻：“比如我看一个人，从一个角度只看到一面，从不同角度绕着看，就可看到多面，看到一个整体。”鲁晓波联想到汉像砖上的朱雀浮雕图案，经过潜心构思和精心创作，一个变形处理的“朱雀”跃然纸上：张开双翅的朱雀栩栩如生，背后透射出一个玄妙的多层世界。朱雀又是古代兵阵中前队的旗号标志，寓意着物理科学的最前沿。

“简单与复杂”：一以分万，万以治一

李政道邀请吴冠中创作画的命题是“简单与复杂”。

“简单与复杂”，这个命题的确是既简约，又深奥。既可以从科学哲学、科学美学的角度去认识，又可以从艺术哲学、艺术美学的角度来思考。

在科学的美学原则中，简单性原则尤为科学家所重视，并一直是认识论和方法论的研究对象。爱因斯坦曾说过：“物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西。”大自然的基本设计是“美”和“统一”“简单”。

随着当代科学特别是非线性科学的发展，科学家从分数维形态中看到了非线性世界的结构美，从一到多的演变中，看到了混沌现象的动态美。非线性科学理论使科学家对世界深层次的和谐秩序美有了新的领悟。

李政道曾精辟地表述过他的观点：科学定律的阐述越简单，应用越广泛，科学就越深刻。

吴冠中奉出的是一幅颇具现代风格的抽象画，他对“简单与复杂”命题的透析，是从清代国画大师石涛的画论中得到灵感。“辟混沌者……自一以分万，自万以治一。” 复杂的天地万物形态各异，运动不息，变化无穷又互有联系，有其各自和共通的规律。

在吴冠中创作的画面上，点、线挥洒神逸，千变万化，犹如乾旋坤转。“墨之溅笔也以灵，笔之运墨也以神。”吴冠中说：笔与墨在画面上相互配合、冲撞、纠葛，产生多种多样的效果。

吴冠中还为这幅表达“简单与复杂”的抽象画起了另一画名“流光”，赋予了另一层含义。他深信艺术的生命力在于不断创新，艺术的探索永无止境。艺术如此，科学亦是如此，在创新中才能逐步领悟终极关怀的真谛。

李政道致力于科学艺术相结合的不懈努力，受到了国内外科学界的广泛关注和赞扬。在1994年于意大利召开的国际物理学大会上，李政道向大会展示了中国画家用国画艺术描绘现代物理科学的作品，并播放了由北京大学物理系教授龚镇雄和音乐家周廉洁为科学画卷谱写的音乐，引起了各国物理学家的浓厚兴趣和热烈反响。

科学大师和艺术大师携手进行的科艺交汇探索，是一项开拓性的尝试，却具有闪烁异彩的魅力。老子曰：大方无隅，大象无形。随着当今科学的日趋整体化，人文科学与自然科学也正在互相启迪，相互融透，走向日趋融汇的更高境界。在人类文明的发展历程中，科学与艺术曾在山麓分手，又将在顶峰汇聚。

三、奥林匹斯山上的对话

追思李政道先生，这些年多个场景浮现：

场景一

1995年金秋10月，由李政道先生倡导，科技日报社在北京友谊宾馆友谊宫主办了科学与艺术研讨会，科学界的李政道、朱光亚、怀国模、汪德昭、何祚庥、叶铭汉、冼鼎昌、李竞、龚镇雄等，艺术界的吴冠中、靳尚谊、常沙娜、柳冠中、杜大恺、刘巨德、李延声、邵大箴、鲁晓波等，群贤毕至，被称为“奥林匹斯山上的聚会”。

李政道的主题发言首先精辟地阐述了科学与艺术的关系：“艺术，是用创新的手法去唤起每个人的意识或潜意识中深藏的已经存在的情感。情感越珍贵，唤起越强烈，反响越普遍，艺术就越优秀。科学，是对自然界现象进行新的准确的观察和抽象，这种抽象的总结就是自然定律，定律的阐述越简单，应用越广泛，科学就越深刻。所以，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。”

“自然界盈盈实实，复杂极了，但基础的自然定律却很简单。若能对自然界的现象进行新的、准确的抽象，得到阐述最简单、应用最广泛的自然定律，那就是科学上的大发现。科学与艺术虽然研究方法不一样，但都是追求真理的普遍性，也可以说就是追求美。”

邵大箴说到一种现象：“从总体上看，科学家中关心、爱好艺术的较多，相比之下，艺术家中懂得科学的不多。”

柳冠中也谈道：“科学家对我们提出了许多问题，我们怎么办？我觉得我们有责任去思考，把我们的心投进去思考。”

靳尚谊描绘了科学与艺术的发展轨迹：“科学与艺术有密切的关系，但在每个时代、每个时期所反映的形态不一样。在人类文明进程中，科学与艺术本为一体，在近代才分开。进入20世纪后，科学和艺术又逐渐在汇合。这个汇合是个漫长的过程，有赖于社会、科技、经济的发展和社会的需要。我们今天要做的工作，就是促进科学与艺术的互相吸引、互相繁荣。”

科学界、艺术界学者在会上共同呼吁，应将这样的研讨继续下去，形成促进科学与文化相结合的持续推动力。

场景二

1996年5月，中央工艺美术学院举行李政道名誉教授授职仪式。李政道在学术演讲中引用了唐代大诗人杜甫的诗：“细推物理须行乐，何用浮名绊此身。”他说：中文名词“物理”最初包罗所有科学，而不仅仅是西方名词“Physics”，杜甫这首非凡的诗道出了一个科学家的真正精神。不可能找到比“细”和“推”更当的词来描述物理的探索。

李政道列举的另一个艺术与科学统一的杰出例子是屈原的《天问》。他说：“《天问》可以说是基于几何学的分析，应用精确的推理，并且以气势磅礴的诗句写成的宇宙论文。例如诗中的两段：‘九天之际，安放安属，隅隈多有，谁知其数？’‘东西南北，其修孰多，南北顺椭，其衍几何？’屈原在第一段诗中推理道：假定天空的形状是半球，若地是平的，天地交接处必将充满奇怪的边边角角——宇宙这种非解析的几何形状太不合理，因而不可能存在。因此，地和天必不能互相交接。在第二段诗中，屈原推测，地的形状可能偏离完美的球形。东西为经，南北为纬，屈原问道，哪个方向更长？换句话说，即赤道圆周比赤经圆周长还是短？屈原又追问，如果沿着赤道椭圆弧运动，它又应当有多长？今天我们知道，赤道直径略长于赤经圈直径。而屈原在2200多年前甚至还能想象出地球是椭球的可能性，这真是个奇迹。《天问》真正是几何、分析和对称性的绝妙运用，它深刻地体现了艺术与科学的统一。”

李政道进一步表述他的见解：中国文化是从新石器时期延续至今的，她是基于自然和人类的和谐而不是根据任何帝王的口味。

李政道投向青年人的目光充满真挚和期望。这也使我想起温家宝同志说过的一段话：“李政道先生对青年人和科学技术事业的意义，在其道德品质方面也许比单纯的才智成就方面还要重要。从李政道先生身上，我们可以看到一个优秀科学家的献身精神、求实精神、进取精神和爱国精神。”

李政道先生对科技与人文的结合倾注心血，是出于他的教育观念：“追求科学与艺术、科技与人文之间的关联和均衡，是人的创造力的本能。如何将青年学生的这种潜在的本能发掘出来，是现代大学的重要任务。将科学与艺术、科技与人文人为地割裂开来，而想在科技、人文科学或艺术领域中培养出卓越人才，是困难的。可以说，在教育上实现科学与艺术、科技与人文的完美结合，是现代大学成功的重要标志，也是培养能适应新世纪发展需要之人才的希望所在。”

缅怀李政道先生，有追思，也有联想。大师远行，风貌永存。纪念先生，重在前行。

参考文献：

1.李政道：《基础科学研究的人才培养问题》，《中国科学院院刊》，2006年第1期。

2.李政道：《为中国高能物理尽微薄之力》，《科学时报》，2006年11月23日，第1版。

3.孙伟林：《大象无形 心有灵犀——李政道与艺术家共同探讨创作的科学画卷》，《科技新闻作品选》，中国科学技术出版社，1996年版。

4.孙伟林等：《奥林匹斯山上的聚会

——科学与艺术的对话》，《科技日报》，1995年10月22日，第1-2版。

5.孙伟林：《李政道七十叙怀》，《科技日报》，1996年11月21，日第1版。

6.孙伟林：《融汇科艺 举一反三——李政道教授谈艺术与科学》，《科技日报》，1996年6月16日，第2版。

7.孙伟林：《科学美的魅力——科学中的“复杂性对简单性”与吴冠中教授的艺术创作》，《科技日报》，1996年5月5日，第2版。

（作者为九三学社中央宣传部原巡视员、《民主与科学》杂志原主编）

责任编辑：常思哲