1. El significado de la belleza científica
La belleza científica se refiere al efecto de la belleza científica en la persona estética. Despierta en su mundo interior sentimientos psicológicos especiales como alegría y placer.
Para los científicos es evidente que la belleza científica puede evocarse en la comprensión y la discusión científica. El matemático francés Poincaré dijo: "El científico no estudia la naturaleza porque sea útil. La estudia porque puede disfrutar de ella. Puede divertirse porque es hermosa". Cuando Einstein analizó sus sentimientos científicos dijo: "Ilumina mi vida". camino, dame constantemente nuevo coraje y déjame enfrentar felizmente el ideal de la vida, que es la verdad, la bondad y la belleza."
La existencia objetiva de la belleza científica está fuera de toda duda. La mayoría de los científicos tienen una estética. Sentido de la belleza científica. Por tanto, el aprendizaje científico no es sólo una actividad cognitiva científica, sino también un proceso de percepción estética. Si el conocimiento y la estética se pueden combinar en el aprendizaje científico, la estética estimulará el interés por el aprendizaje, reducirá la carga del aprendizaje, aumentará los talentos y mejorará la eficiencia del aprendizaje.
2. La connotación de belleza científica
La belleza científica también se llama belleza de las teorías científicas, incluida la belleza de los experimentos científicos. La investigación de las ciencias naturales trata sobre las leyes objetivas de la naturaleza, y las teorías científicas son el reflejo y el resumen de las leyes objetivas del movimiento material. Por tanto, para comprender la belleza científica debemos entenderla desde dos aspectos: la conexión entre la belleza científica y el sentimiento estético producido por las personas en las actividades cognitivas científicas.
La teoría científica es el reflejo de la belleza del contenido natural por parte de la mente de los científicos. El proceso de descubrimiento de teorías científicas es el proceso de percepción estética que tienen los científicos del contenido y la belleza de la naturaleza. La belleza científica existe objetivamente, como dijo el físico moderno profesor Yang Zhenning: "Hay belleza en la ciencia, y todos los científicos tienen este sentimiento, una vez que los científicos descubren creativamente las leyes inherentes de la naturaleza y comprenden la estructura interna de la naturaleza, el orden, la unidad y la unidad son asombrosos". armonía, esta imagen natural orgánicamente unificada producirá belleza científica cuando se combine con el amor del esteticista por la naturaleza y la ciencia. Como dijo el científico Pasteur: "Cuando finalmente entiendes algo, la felicidad que sientes es la mayor felicidad que los humanos pueden sentir". Este tipo de felicidad se refiere a la belleza científica. En este sentido, a través del estudio y la práctica arduos, un estudiante puede dominar el conocimiento y las leyes científicas, mejorar su interés en aprender y encarnar la belleza de la ciencia.
3. Características de la belleza científica
Anteriormente hemos discutido el contenido de la belleza científica en diversas disciplinas y la experiencia y discusión de la belleza científica por parte de los científicos modernos. Las características básicas de la belleza científica se pueden resumir en cuatro aspectos: armonía, sencillez, simetría y novedad.
①El aspecto armonioso de la belleza científica. La mayoría de los esteticistas creen que la belleza es armonía. La belleza de la teoría científica es el reflejo de la armonía de la naturaleza en la conciencia de las personas. Es la unidad orgánica de la estructura armoniosa interna y la función armoniosa externa de la teoría. Lo primero significa que la estructura lógica de la teoría es razonable y simétrica, lo que hace que el concepto sea claro, conciso y hermoso; lo segundo significa que puede reflejar correctamente el mundo objetivo y cumplir con la prueba de teorías correctas, como la observación de hechos experimentales. Como la ley de conservación de la materia, la ley de conservación de la energía, etc. , las teorías en sí son consistentes y tienen amplias conexiones con diversas disciplinas. Cuanto más amplia sea la aplicabilidad general de cualquier teoría, mayores serán sus coordenadas estéticas.
La evolución a largo plazo de la naturaleza muestra que es esencialmente óptima, más armoniosa, equilibrada y unificada. Todas las teorías que pueden expresar las características inherentes de la naturaleza tienen una belleza armoniosa. Por ejemplo, el valor estético de la geometría analítica reside en su unidad orgánica de álgebra, geometría y lógica; el valor estético de la mecánica newtoniana reside en su unificación del movimiento macroscópico unifica los elementos del mundo material en un; de manera ordenada; y la teoría de la evolución biológica unifica El origen de millones de especies.
Armonía significa que todas las partes de las cosas están coordinadas, equilibradas y cómodas, y la diversidad está unificada. Que una teoría científica pueda reflejar la armonía de la naturaleza es uno de los criterios importantes para determinar su valor estético.
②El aspecto simple de la belleza científica. Einstein creía que el criterio para evaluar la belleza de una teoría es su simplicidad en principio. La simplicidad aquí se refiere a la unidad de la forma simple de las teorías, teoremas y fórmulas científicas con sus profundas connotaciones.
Estos dos aspectos deben entenderse juntos, es decir, partiendo del menor número posible de supuestos o axiomas y resumiendo tantos hechos empíricos como sea posible mediante la deducción lógica. Porque, "Cuanto más simple sea la premisa de la teoría, más tipos de cosas implica, más amplio será el ámbito de aplicación y más profundo el sentimiento estético. Cabe señalar que la simplicidad aquí no significa que sea difícil aprender esto". La teoría es la menos difícil, pero es la menos difícil de aprender. Esta teoría se basa en un mínimo de suposiciones o fórmulas independientes. Por ejemplo, la relación masa-energía de Einstein E = mc2 revela profundamente las leyes cambiantes de innumerables relaciones masa-energía en la micro, macro y cosmología de la naturaleza, pero su forma es muy simple y tiene un fuerte valor estético. Esta sencilla fórmula, impresa en un sello conmemorativo de Einstein publicado en China, representa la esencia de la contribución de este gran científico a la humanidad.
③La simetría de la belleza científica. La simetría de las teorías científicas proviene de la amplia simetría de las formas materiales naturales y sus imágenes en movimiento. La teoría de la estructura molecular del benceno de Kekulé es hermosa no solo porque es consistente con los hechos experimentales, sino también porque adopta una figura geométrica biaxialmente simétrica, lo que le da a las personas un hermoso encanto. Los átomos, las moléculas y las estructuras biológicas de la naturaleza comparten esta belleza simétrica. Este tipo de equilibrio y estabilidad da a las personas una sensación de belleza. Por tanto, cualquier teoría que pueda reflejar esta característica de la naturaleza también es hermosa, como la teoría del equilibrio, la teoría de la simetría, la teoría de la dualidad, la teoría de la estabilidad, etc., todas las cuales tienen un alto valor estético. En teoría científica, el concepto estético de simetría ha despertado el interés de muchos científicos. Como la simetría espacial, la simetría temporal, la simetría de caracteres y la simetría de conservación (varias leyes de conservación), una vez descubiertas, los científicos a menudo se emocionan al ver el extraño y hermoso interior de la naturaleza. La herencia y variación biológica, la asimilación y disimilación; la síntesis y descomposición química, la oxidación y la reducción; los campos físicos eléctricos y magnéticos, la dualidad onda-partícula, los electrones negativos y los positrones son todos apreciados por sus hermosas formas simétricas. En matemáticas, la condición necesaria y suficiente para una proposición perfecta es la simetría de la proposición. Para el desarrollo de las matemáticas, muchos matemáticos han agotado la energía de los estudiantes de posgrado en busca de la belleza simétrica de las proposiciones.
(4) La novedad de la belleza científica. Bacon dijo: "No hay nada extremadamente bello que no esté relacionado con algún tipo de singularidad en la simetría". La novedad de la belleza de las teorías científicas proviene de la originalidad de las ideas científicas y de la novedad de los métodos científicos. La originalidad es la vitalidad y el valor estético de las teorías científicas. La novedad y la armonía son la unidad de los opuestos. El contenido novedoso debe ser armonioso para mostrar la novedad y la belleza de las teorías científicas.
En principio, las teorías científicas proporcionan a las personas nuevos conocimientos sobre la naturaleza. Si una teoría científica aclara conocimientos que no están disponibles en el trasfondo del conocimiento humano, propone hipótesis científicas inesperadas y logra resultados novedosos basados en resultados científicos confiables de generaciones anteriores, esta importante teoría novedosa desencadenará una revolución científica y promoverá la investigación científica. A medida que se desarrolle a un nivel superior, su valor estético será mayor. La teoría de la relatividad de Einstein ejemplifica esta novedosa belleza.
La novedad se considera una característica importante de la belleza científica porque encarna los factores artísticos en el descubrimiento de teorías científicas. Las nuevas ideas científicas pueden inspirarse y germinar a través de la observación o la experimentación, pero son esencialmente la cristalización del pensamiento creativo. No importa cuántos datos se acumulen en observaciones y experimentos simples, no se pueden derivar directa y necesariamente conocimientos originales. Por ejemplo, en la historia de la biología, Linneo, biólogo del siglo XVIII, dedicó su vida a la investigación y clasificación de los organismos y acumuló una gran cantidad de material sobre las características biológicas, pero llegó a la conclusión de que una especie no cambia. En el siglo XIX, Darwin examinó la relación entre diferentes rasgos biológicos y el medio ambiente y desarrolló la idea científica de la evolución biológica. En la historia de la química, el químico británico Priest utilizó el mismo estudio experimental de las reacciones redox para remendar la antigua teoría del flogisto. Sin embargo, el francés Lavoisier descubrió a partir de experimentos una nueva teoría de la oxidación.
En definitiva, las características de la belleza científica son la armonía, la sencillez, la simetría y la novedad. La armonía y la sencillez son los factores más básicos de la belleza científica.