科学创造的诗性自由

摘要：科学理论的产生和诗作的产生，在诗性自由上具有相通性与一致性。关于自然界基本规律的现代科学理论居虚与实、抽象和具体、性灵和实用之间，“文已尽而意有余”，是诗性自由在科学理论的主要体现。科学理论是造物者的诗篇，诗性自由是科学创造力的核心。实用性或功利性是科学理论的重要属性，如果教育片面强调科学理论的实用性与功利性目标而忽视其诗性自由，就如抽取锦缎经纬线中之经或纬线，科学理论将形存而神失。科学教育应该以诗性自由为出发点和落脚点。

关键词：科学；诗性；创造；自由

中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1671-1610（2012）04-0000-0

一、科学理论也是一种“风、雅、颂”

长沙爱晚亭旁，有一方柱形石碑，名“放鹤”。除刻“放鹤”二字外，碑之四周还刻有“二南”诗：南宋岳麓书院山长张南轩之《清风峡》，和乾隆湖南学政钱南园之《九日岳麓》。

“二南”之思绪，均贯往古来今，通四方上下，因而出言成诗。这印证王国维所说：“诗人对宇宙人生，须入乎其内，又须出乎其外。入乎其内，故能写之。出乎其外，故能观之。入乎其内，故有生气。出乎其外，故有高致。”［1］14

杨振宁将诗和方程式相提并论：“诗是什么? 诗是思想的浓缩。你把非常复杂的思想用几行文字来表达，你写的就变成了一首非常美丽的诗，一首有强大感染力的诗。我们寻求的方程式其实就是自然的诗篇。”［2］ 156也就是，若说诗人“对景生天机，随心发匠巧”［3］，科学家则“情至不能己，氤氲化作诗。”［4］798

在徐光启眼中，几何像诗：“有三至、三能：似至晦，实至明，故能以其明明他物之至晦；似至繁，实至简，故能以其简简他物之至繁；似至难，实至易，故能以其易易他物之至难。易生于简，简生于明，综其妙在明而已。”［5］几何竟然有如此之妙！几何是诗还是诗化几何? 抑或造化是诗还是诗化造化?

从物理学理论中，杨振宁看到诗：“牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦的狭义与广义相对论方程、狄拉克方程、海森伯方程和其他五六个方程是物理学理论架构的骨干。……它们以极度浓缩的数学语言写出了物理世界的基本结构，可以说它们是造物者的诗篇。”［2］259

看一例，麦克斯韦的电磁理论，何诗性之有？当相对论出现时，发现它具有洛伦兹不变性；当量子力学出现时，发现它是相对论性的量子力学方程。当广义相对论出现时，只需加上一维麦氏理论就是广义相对论性理论；当自然界的基本相互作用出现统一的思想时，它又是最早和弱相互作用统为一体的理论。当几何概念运用到物理时，发现它居然是几何方程；当共形不变性进入物理学时，发现麦氏方程具有共形不变性。

杨振宁总结说：“这些方程还有一方面与诗有共同点：它们的内涵往往随着物理学的发展而产生新的、当初所完全没有想到的意义。”［2］259 物理学理论如诗，而诗无达诂。钟嵘论诗词之“赋、比、兴”：“文已尽而意有余，兴也；因物喻志，比也；直书其事，寓言写物，赋也。”［6］ 19故而科学理论特别具有诗“三义”［6］19中的“兴”义。这就是诗性在科学中的主要体现。

科学家和诗人一样，认为物含诗性。在科学家眼中，描述造化规律的方程式就是同“风、雅、颂”一般的诗章。

二、科学理论具有实用性和诗性

“凡诗之传者，都是性灵、无关堆垛”［4］146。杨振宁这样看“性灵”：“若直觉地把‘性情’、‘本性’、‘心灵’、‘灵魂’、‘灵感’、‘灵犀’、‘圣灵’（Ghost）等加起来，（性灵）似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路。”［2］250“学物理的人了解了这些像诗一样的方程的意义以后，对它们的美的感受既直接而又十分复杂的。”［2］260

可是，科学理论必须具有实用性，实用性不但指能精确应用到解决已知体系中的问题，还指能精确预言到未知系统中的问题。既然如此精确，为什么还说科学理论还具有无法定量计算的“性灵”？

首先看无穷小和无穷大这两个概念。它们是数学分析的基础，也是现代物理的基础。宇宙之大，终归有限；物质之微，止于夸克。其小无内之无穷小和其大无外之无穷大，其实整体在经验之外。或者说只能局部地、近似地存在于现实世界。片面地强调实用性，其实是对人类理性设立的藩篱。只要逻辑自洽，无穷小和无穷大，是一个充满了想象力、探险精神的世界，是人类和自然交流的自由世界，而且远远还没有探索完毕。而每一项新的探索之后获得的结果，又无不具有极其广泛的实用性。

再看牛顿第二定律，是中学物理知识的必学内容。惯性系是牛顿第二定律的基础。何谓惯性系？物体在没有受到力的作用时，将保持匀速直线运动状态或静止状态的一个系统。可是，茫茫宇宙中，何处有惯性系？没有！或者说只能局部地、近似地存在。说惯性系是物质世界经验知识的总结是远远不够的。此“总结”，似乎机械抽取提炼可达，其实大谬，非性灵而不可达也! 因为惯性系整体在经验之外，仅仅存在理性和诗织的世界中。不过，惯性系的深刻性表现在它的终极性，也就是不存在比惯性系更“惯性系”的参照系，它是所有可能参考系的一个刚性边界。

实用性是科学理论的重要属性，但是把实用性当成科学理论的全部属性，则是对科学的扼杀。这一点和技术不同。科学的目的应当在于激发和满足人类的好奇心。科学理论是科学家缘物起意，乘物以游心的结果，居虚与实、抽象和具体、性灵和实用之间。

三、诗性自由是科学创造力的核心

爱因斯坦论理论物理方法的自由：自由创造（free invention）、自由创造、还是自由创造。［7］ 所以“一种理论可以用经验来检验，但是不存在从经验通往理论建立的任何通道。”［8］

诗，诗思与诗创造，都出于自由。王国维这样看诗人的自由：“诗人必有轻视外物之意，故能以奴仆命风月。又能重视外物之意，故能与花鸟共忧乐。”［1］ 14

杨振宁将科学创造的自由与诗创造的自由相提并论：“清朝陈廷焯曾于《云韶集》中说写诗达极高境界时有‘独来独往之趣’，做研究也如此。”［9］ 由此可说，科学创造的自由是一种诗性自由。

对科学知识的诗化理解的极致，在于创造出新的知识。而创造新的知识，又在于诗性自由。诗性自由能使科学家无视最开始时理论的“缺陷”，就是“轻视外物”的自由。任何伟大的思想的最初出现，一定朦胧、灵动，科学家的伟大在于他们依然直觉科学原理于千里之外，而终能“与花鸟共忧乐”。

爱因斯坦谈自己最伟大的发现时说：“我关于引力的一系列论文，是一连串的错误的步骤，不过，还是这些错误将我一步一步地引导了目的地。”［10］ 海森堡“真正让人震惊的能力，就是能模糊而不确定地，以直觉而不以逻辑的方式，觉察出控制宇宙的基本定律的本质性线索。”［2］320

1928年狄拉克最初发明一个电子运动的相对论性方程，发现其中有一个正电子的解。正电子是从何而来? 狄拉克假设存在一个负能级被填满了的电子海――狄拉克海，当其中的一个电子离开负能级的海后，会出现一个空穴，而这个负能级的空穴就是正电子！这个电子海不出现在实空间，而是能量空间。

自然界具有反粒子这是一个终极真理。但是，如何给出一个机制来说明存在性呢？狄拉克不惜发明出一个明显具有瑕疵的概念：无限深负能级狄拉克海及其空穴。这个瑕疵表现在，如何填满无限深的海？然后在这个海中的有限深度处还要激发出电子来？因此，可以想见这些概念后来很快就被量子场论中的反粒子概念所替代。但是“负电子的海洋”这样一个“虚无”的概念都是人类智力创造的巅峰之作，造化灵性的神来之笔，“照烛三才，晖丽万有，……；动天地，感鬼神，莫近于诗。”［6］ 15

1954年杨振宁创造规范场理论的时候，物理学界并没有一个特别大的困难或者迷惑等待一个革命性的理论去解决。而物理学史上，杨振宁之所以能列于爱因斯坦、狄拉克之后，也是因为这个规范场理论。“在1950年代，我们只觉得这篇文章很美妙。到了60年代，才觉察到它的重要性，及至70年代始晓得它对物理学是极为重要的。”［11］

这个理论最初的形式，只能描述无质量的场。对任何物理学家而言，这都是一个巨大的缺陷。杨振宁说：“我们发现我们不能对规范粒子的质量下结论，我们用量纲分析做了一些简单的论证，对于一个纯规范场、理论中没有一个量带有质量量纲。因此规范粒子必须是无质量的，但是我们拒绝了这种推理方式。”［12］“非阿贝尔情形比电磁学错综复杂得多。……带电规范粒子不可能没有质量。”［12］

科学创造的诗性自由，指引狄拉克、杨振宁等大家在已知理论的边缘处，跃身而起。尽管不知道所落何处，但是天空的浩淼，已经令心灵悸动。这也是物理学大发现的通则，举凡牛顿引入惯性系、爱因斯坦创造广义相对论、普朗克引入量子化假说、薛定谔写下薛定谔方程等，概莫能外。

四、科学教育应该以诗性自由为出发点和落脚点

诗性不唯文学艺术所独有，也不应唯文学艺术所独有。伟大的科学理论，大多具有诗性。这一等同性，可以追索到古希腊人对造化和诗词的理解，他们有一词 poiein 就同时兼有制造、创造性、诗词、甚至造物主（creator）等多方面的含义。

大学教育的灵魂在于培养创造性［13］ ；大学科学教育的灵魂更在于培养创新性。科学教育，作为专业教育，主要目标是培养科学工作者照观、探索、领悟世界的能力，发现、描述、解释世界本质规律的能力，以及呈示、传播其发现、描述与解释的能力；科学理论史已经表明，这些能力的高下与诗性自由的多少之间存在密切关联。作为通识教育，不论设定目标是什么，根本目标应该拓展创新意识与提升创新能力；无论在什么领域，创新意识的强弱与创新能力的高下和诗性自由的多少之间，也都存在紧密联系。

实用性或功利性是科学理论的重要属性，但是，如果教育片面强调科学理论的实用性与功利性目标而忽视其诗性自由，就如抽取锦缎经纬线中之经或纬线，科学理论将形存而神失。只有理解了科学知识的诗性，才能实现从经验真实到理性真实的飞跃；只有理解了科学创造的诗性自由，才能从理性真实到诗化真实的飞跃，然后回到经验真实。科学教育应该以诗性自由为出发点和落脚点。

参考文献

［1］王国维．人间词话［M］．上海：上海世纪出版集团，2009.

［2］杨振宁，翁帆．曙光集［M］．北京：三联书店，2008.

［3］袁枚．小仓山房文集（一）［M］．周本淳，标校．上海：古籍出版社，1988：115.

［4］袁枚．随园诗话［M］．顾学颉，校点．北京：人民文学出版社，1982.

［5］徐光启．徐光启集（上册）［M］．王重民，辑校．北京：中华书局，1963：77.

［6］钟嵘．诗品［M］．周振甫，译注．北京：中华书局，1998.

［7］Einstein, A. On the Method of Theoretical Physics ［J］. Philosophy of Science, 1934,1(2): 163-169.

［8］Einstein, A. Geometry and Experience ［G］ // Einstein, A. Sidelights on Relativity. New York: Dover Publications, 1983: 25.

［9］杨振宁．陈省身教授小传 //徐胜蓝，孟东明．杨振宁传．上海：复旦大学出版社，1997：215.

［10］Pais，A．上帝难以捉摸，……――爱因斯坦的科学与生平［M］．方在庆，李勇，等，译．广州：广东教育出版社，1998：313.

［11］张奠宇．杨振宁和当代数学［M］// 杨振宁．杨振宁文集（下）．张奠宇，编．上海：华东师范出版社，1998：728.

［12］杨建邺．杨振宁传［M］．北京：三联书店，2011：171-173.

［13］刘全慧．培养创造性是物理教学的灵魂［J］．中国大学教学，2009(2)：15.