艺术能给科学带来哪些不同？
我一直觉得，数学家和艺术家的内核其实还蛮相似的。 归根到底，两群人对于美都有着非常执着的追求。 What，数学家们还关注美？ 不要吃惊，确实是这样的。一个表现是，很多数学人，包括我，在看到一个非常喜欢的证明的时候，用词和艺术家是一样的：这个结论好美/优雅。（当然，我老婆每次听到我这么说的时候，都会给我一个白眼然后去逗猫）。 当然，数学家和艺术家的审美取向还是有很多不同的。 然而，有一样东西让两个群体都如痴如醉。 那就是对称。 我们很多熟知艺术作品中都是存在大量对称的。达芬奇的蒙娜丽莎应该是最有名的一个。 但大家可能不知道，数学家们也研究对称很久了。 当然，对称确实是有应用价值的。但是一般驱动数学家研究的不是应用价值，而是兴趣。 而对称之所以能勾起数学家，除了因为对称的自然美感外，也是因为对称里面蕴含着非常好的数学结构。 这个有点抽象，我再详细地讲一下。 当数学家们研究对称的时候，往往是和变换（transformation）联系在一起的。当一个图形在经过某种变换之后和原来一模一样，我们就称之为相对于该种变换对称。 变换听起来还是有点云里雾里的。那么，我们看下面的例子，也就是我们最熟悉的圆。 这里面，我们的变换指的是旋转。旋转45，旋转90，旋转0-360之间的任何一个角度, 都是一种变换。 而很明显，圆相对于上面的这些变换都是对称的。 无论怎么旋转，这个圆都没啥变化。 接下来一个非常有意思的点是，这些变换不是相互孤立的。 比如说，旋转45度，再旋转90度，来就是旋转135度的效果。 也就是说，这些变换是可以运算的。用数学的话来说，对称里面是存在着代数结构的。 数学家们对此非常兴奋。因此，大家研究对称之间的关系以及分类应该有小两百年的历史了。 我心目中数学史上最辉煌的成果之一，群论，就有相当大的部分是关于对称的。 而对称对于理工科的影响还远远不止数学。 经过知乎各路大神科普，我有了一个可能不太准确的了解。杨振宁先生最重要的贡献，就是把原来看起来毫不相干的各种作用力用群论，也就是对称，联系在了一起。 虽然说不太懂物理，但我打心眼里喜欢这些结论。 对于一个数学人来说，知道对称这么美的概念对于自己生活的世界起到了如此根本的作用，实在是一件浪漫的事情。
科学，不就是艺术王国吗？State of the art嘛（笑）。 当一项科技发展到尖端时，就会说自己达到了艺术的状态。除了科学论文，其它学科一般还真不敢用这个词吹牛吧？ 做制冷机的说自己有多冷，那你冷得过超冷原子那个纳开尔文？做液压机的说自己多高压，那你高得过金刚石对顶砧的那个百吉帕？现代科学的这个所谓艺术的状态，真是到了令人发指的恐怖状态。除了艺术家，普通人hold不住。 到底什么才是艺术的状态？是否就是古人说的独具匠心、臻于化境？ 能留传下来的艺术品，的确有许多是常年浸淫的心血。无论敦煌几十年如一日虔诚绘画的僧人，还是景德镇一炉又一炉反复尝试的匠师，都是用生命完成的杰作。如今用提拉法将硅提纯到9个9，用胶带将石墨撕到最单层的，又何尝不是一门艺术？虽然黑不拉叽的单晶硅、沾在玻璃上的透明石墨烯可能一点也不好看。 你知道为什么历代帝王相信炼丹的多，信气功者少？无他，就因为炼丹要见真工夫。把一块自然形成的丹砂，炼成颜色纯赤的银朱，没有九转回还的功力做不到。放你，你是宁愿相信一个卖假把式的，还是一个下真工夫的？所以如果你要问古代的匠人留给今人的最大遗产，我想就这两个字：火候。 如今的科学家，烧炉子、过柱子、磨镜子，说来说去还都是火候的事儿。火候不到不反应，火候过了烧飞了。泡实验室的同学们，对此苦不堪言吧。 科学就是有种霸道总裁风。艺术女朋友说，哇，好美的颜色，我们就叫它“天青色”吧？科学说，我这有255*255*255种颜色，你随便挑。 我发现科学家其实都是颜控，看文章先看图，图画得太丑，直接pass。所以招个有艺术天赋的学生特别给老板省钱，尤其是经典要发Nature、Science的大老板。外面买设计可真是不便宜呢。 你以为只会推公式、没图的理论物理学家就不是颜控了吗？错，他们才是。某老板招学生首先就看公式写得漂不漂亮，把泡利算符 \sigma 写成6的一律不要。不然你以为他们对Latex那么有执念是因为什么。 （那个老板其实是我（cry），学生不仅 \sigma 能写成6，还能把狄拉克符号外积写成X，这是什么神仙审美啊。） 你也许不信，推公式其实是一个艺术创作过程，推出来不美的公式一定哪错了。因为初始的方程是对称的，不可能推到一半变不对称了。越长的公式推导，越需要很高的审美。码农也一样，乱糟糟的代码是没法debug的。 推公式到底是为了啥？还不是为了讲故事的时候能唬住人，防杠用的。我一直给学生讲，物理系这四年你能学个啥是和别的专业不同的，还不就是一个讲故事的能力。物理学家讲故事不容易碰到杠精，即使碰到了，一句民科直接打发。偏要杠？四大力学、场论群论广义相对论，总有一款难倒你。 隋文帝时有一场影响中国音乐史的大事件，就是开皇乐议。为了在“黄钟一宫”的官方雅乐和“旋相为宫”的民间燕乐之间做出选择，天下才子齐聚长安，共议雅正清音。说起来是在保守与新潮间做选择，其实是在为艺术设置门槛，走流量路线是行不通的。科学和艺术都一样。 艺术和科学的本质都是为拓展人类认知边界而生的，注定了曲高和寡，一路行走在无人区，所以它们像孪生兄弟。爱因斯坦的小提琴，海森堡的钢琴，费曼的手鼓，大科学家总要有点艺术修养傍身才好行走江湖，就像武林高手都要有个琴箫合奏啥的。艺术能带来的，其实是孤独道路上的一种认同。 大音希声、大象无形。科学家都有着更强的脑力，更多的精神追求，普通的多巴胺刺激并不是好的奖励策略。悠扬的音乐，精美的绘画，才是。 或者，也可以是念头通达的一集番剧。