爱因斯坦＼牛顿＼贺金＼亚里士多德

阿尔伯特·爱因斯坦 （Albert Einstein，1879年3月14日-1955年4月18日），举世闻名犹太裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。 1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代》周刊评选为“世纪伟人”

艾萨克·牛顿，英国著名科学家。

（详见艾萨克·牛顿）

艾萨克·牛顿爵士，FRS（Sir Isaac Newton，1643年1月4日－1727年3月31日）是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。

史蒂芬·霍金生平简介

史蒂芬·霍金教授，是当今世界最著名的物理学家，黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人，著名的《时间简史》的作者。现任剑桥大学数学中心主席，这个职位是牛顿生前职位。

史蒂芬·霍金（1942－）

史蒂芬·霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物 理学定理不再适用的时空领域）和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射（现在叫霍金辐射）的预言现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书《时间简史》出名。他这本销售量达2,500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。

1942年1月8日

出生于英国的牛津。

1962年

在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生，英国天文学家福雷德·霍伊尔（1915－），霍金青少年时代心目中的一位英雄，是这里的天文学教授。霍金被诊断患有运动神经元疾病。

1965年

被授予博士学位。他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨涨的宇宙。

1970年

霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞（现在叫霍金辐射）的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。

1974年

被选为皇家学会会员。他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。

1980年

任剑桥大学数学鲁卡斯教授（艾萨克·牛顿曾任此职）。

亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。

亚里士多德是柏拉图的学生，亚历山大的老师。公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的黑格尔。

亚里士多德师承柏拉图，主张教育是国家的职能，学校应由国家管理。他首先提出儿童身心发展阶段的思想；赞成雅典健美体格、和谐发展的教育，主张把天然素质，养成习惯、发展理性看作道德教育的三个源泉，但他反对女子教育，主张“文雅”教育，使教育服务于闲暇。

亚里士多德一生勤奋治学，从事的学术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学等，写下了大量的著作，他的著作是古代的百科全书，据说有四百到一千部，主要有《工具论》、《形而上学》、《物理学》、《伦理学》、《政治学》、《诗学》等。他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学作出了巨大的贡献

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　　科学之美

　　科学是追求发现自然界的杂多中的统一，或者更严格地讲，追求发现我们经验的多样性中的统一。然后，科学又用统一的自然定律和公式解决各种各样的、纷繁复杂的具体问题。美是什么？美是多样性中的统一（unity in variety）和统一中的多样性。这样一来，科学与美岂不是顺理成章地联姻了？

　　20世纪法国女神秘主义者、社会哲学家韦伊（Simone Weil）曾经这样写道：“科学的真正主题是世界之美。”

　　皮尔逊说：“在我们人的存在中，有一种无法用形式的推理过程满足的要素；它就是想像的或审美的侧面，诗人和哲学家求助于这个侧面，科学要成为科学的，也不能无视这个侧面。”

　　莱布尼兹：“自然之美是如此伟大，对它的凝视是如此惬意，……无论谁品味它，都不得不把所有其他乐趣视为低等的。”他指出，科学中的美不管在历史进程中如何变化——早先一代人认为美的东西，对下一代人来说能够被视为价值不大的和平庸的——最美的理论共同具有的质好像始终是易懂的和不证自明的。谁在自然和理论中辨认出像“多样性中的简单性”这样的美，就意味着事物及其部分的和谐，简而言之美。人们都应该寻求美的真理，他们这样做就是作为上帝的镜子起作用，因为上帝以至美创造了“整个世界最好的东西”。

　　海森伯：“我们可以开诚布公地说，在精密科学中，丝毫也不亚于在艺术中，美是启发和明晰的最重要的源泉。”

　　爱因斯坦也表明：在技艺达到一个出神入化的地步后，科学和艺术就可以很好地在美学、形象和形式方面结合在一起。伟大的科学家也常常是伟大的艺术家。

　　哥白尼对日心说的数学结构做了美学说明和论证，他从中看到令人惊异的“对称性”与“和谐联系”

　　开普勒醉心于宇宙的和谐，他在第谷的庞杂数据中清理出具有美感的行星运动三定律，并由衷地感到难以置信的狂喜和美的愉悦。

　　伽利略对落体定律的揭示，在纷繁的事实多样性中求得统一的定律。

　　牛顿的严整而简单的力学体系把天地间的万物运动统摄在一起，他推崇和倡导节约原理，并认为上帝最感兴趣的事情是欣赏宇宙的美与和谐。

　　库恩：考虑对称性以及符号表示的简单性和精巧性，考虑数学美学的其他各种形式，这在艺术和科学中都很重要。不过在艺术中，美学本身就是创作的目的；而在科学中，它顶多也只是一个工具，亦即当几种理论在其他方面旗鼓相当时进行选择的标准，或者只是一种能启发想像以设法解决麻烦的技术疑点的指南。只有当它解开了疑点，只有当科学家的美学终于与大自然的美学相一致时，美学才在科学发展中发生良好作用。在科学中，美学很少是目的本身，而且从来不是首要的。

　　希尔：真正的科学家也是敏锐的、敏感的艺术家。科学家也是诗人，他的眼睛能观看到他人看不见的地方，他的耳朵能捕捉到他人听不到的宇宙的旋律，他的手指能触摸到他人感觉不到的世界的脉搏。” 数学家西尔威斯特就是这样的人：他对美的和谐具有高度的鉴赏力，他感到这是一切知识之本，一切快乐之源，它构成各种行动的前提。费曼被物理学基本定律的对称性和守恒性这一“最深奥最美妙的事实”倾倒，感到“一种不可名状的喜悦”。“它们堪称物理学中无比优美和意义深远的东西”，又是以“最小作用原理的普适性为前提的”。

　　卢瑟福则明确表示，科学也是艺术，伟大的科学理论本身就是伟大的艺术品。他说： 我坚决主张，不妨把科学发现的过程看作艺术活动的一种形式。这一点最好地表现在物理科学的理论方面。数学家依据某些假定并根据某些得到透彻理解的逻辑规则，一步一步地建立起了一座宏伟的大厦，同时依据他的想像力清楚地揭示出大厦内部各部分之间隐藏的关系。从某些方面看，一个得到良好塑造的理论毫无疑问是一件艺术品。一个美妙的例子就是著名的麦克斯韦的电动力学理论。爱因斯坦提出的相对论，撇开它的有效性不谈，不能不被看作是一件伟大的艺术作品。

　　狄拉克对美更为虔诚，甚至把对审美鉴赏力的信仰类比为宗教：“薛定谔和我对于数学美都有十分强烈的鉴赏力，这种鉴赏力统治了我们的所有工作。对我们来说，这是一种信仰行为，即任何描述基本自然定律的方程必须在它们之中具有巨大的数学美。它对我们来说像宗教一样。它是十分有用的宗教，这种宗教被认为是和能够被认为是我们许多成功的基础。”

　　斯诺在提及热力学第二定律时说：“这是一条具有最深刻、最普遍意义的定律之一：具有自己的忧郁的美，像所有重要的科学定律一样，使人肃然起敬。

　　卡尔丁指出，科学美是一种和谐、统一中的多样性（variety-in-unity），这刻画了它的特征，并且决定了它的美的变体。它与纯数学的美不同。数学的统一仅仅由于逻辑的严格性：它是命题的统一，命题可靠地推导而不管它们与事实的一致。但是科学的统一不只是由于理论解释的逻辑严格性；它也包括与逻辑系统统一的实验观察，从该系统演绎出的东西与观察一致。科学中的美的作品是完全的和完整的工作，其中事实都做某些概括或是理论的例证。科学中的统一不像数学中的统一那样年完美地实现，但是就它包含进一步的和谐类型而言，它是更丰富的统一，即一组逻辑上相关的命题和一组独立的观察材料之间的和谐。

　　麦克斯韦：“我总是把数学看作是获得事物的最佳形态和维度的方法；这不仅是指最实用的和最经济的，更主要是指最和谐的和最美的。”

　　罗素：数学，如果正确地看它，则具有至高无上的美——冷峻的和简朴的美，像雕塑之美一样。这种美不是投合我们天性的微弱的方面，这种美没有绘画或音乐的那些华丽的装饰，它可以纯净到崇高的地步，能够达到严格的、只有最伟大的艺术才能显示的那种完美的境地。一种真实的喜悦的精神，一种精神上的亢奋，一种觉得高于人的意识——这些是至善至美的标准，能够在诗里得到，也能够在数学里得到。

　　狄拉克提出：“物理学定律应该具有数学美。”

　　爱因斯坦：“如果欧几里得（几何）未能激起你少年时代的热情，那么你就不是一个天生的科学思想家。”

　　哈奇森认为，科学家感知的美的对象分别处于抽象程度不断增加的三个层次中。位于最低层次上的对象是构成科学题材的那些实体和现象，例如星星在夜空中以高度的多样性中的一致性排列。第二个抽象层次上的对象是自然定律，它在现象中不能直接看到，但是在理论提出的模型或阐明中变为明显的对象。第三个是数学定理和科学理论本身。

　　迪昂对于结构美的描绘：秩序无论在那里统治，随之都带来美。理论不仅使它描述的物理学定律更容易把握、更方便、更有用，而且也更美。追随一个伟大的物理学理论行进，看看它宏伟地展现了它从初始假设出发的规则的演绎，看看它的推论描述了众多的实验定律直至最小的细节，人们不能不被这样的结构之美而陶醉，不能不敏锐地感到这样的人的心智的创造物是真正的艺术品。

　　萨尼特提出这样一个问题：美是统一（unity）、自我连贯（self-consistency）、惊奇（wonder）、敬畏（awe）、惊异（surprise）、完美（perfection）、对称（symmetry），还是这些东西的一或多的组合？ 在古代美学大师柏拉图那里，美归根结底无非就是适度、相称、和谐、有序。其实，以上这些标准在某种程度上完全可以成为科学美的标准。

　　现代科学美学大师彭加勒说：数学家把重大的意义与他们的方法和他们的结果的雅致（elegance）联系起来。这不是纯粹的浅薄涉猎。在解中、在证明中给我们以雅致感的实际上是什么呢？它是各部分的和谐，是它们的对称、它们的巧妙平衡；一句话，它是所有引入秩序的东西，是所有给出统一，容许我们清楚地观察和一举理解整体和细节的东西。可是，这正好就是产生重大结果的东西；事实上，我们越是清楚地、越是一目了然地观察这个集合，我们就越是彻底地察觉到它与其他邻近对象的类似性，从而我们就有更多的机会推测可能的概括。在意外地遇见我们通常没有汇集到一起的对象时，雅致可以产生未曾料到的感觉；在这里，它再次是富有成果的，因为它这样便向我们揭示出以前没有辨认出的亲缘关系。甚至当它仅仅起因于方法的简单性和提出的问题的复杂性之间的强烈对照时，它也是富有成效的；于是，它促使我们想起这种悬殊差别的理由，而且每每促使我们看到，偶然性并不是理由；它必定能在某个意想到的定律中找到。简言之，数学雅致感仅仅是由于解适应我们心智的需要而引起的满足，这个解之所以能够成为我们的工具，正是因为这种适应。因此，这种审美的满足与思维经济密切相关。我又一次想到厄瑞克忒翁庙的女像柱的比喻。像对于有用的渴望一样，对于美的渴望也导致我们做相同的选择。因此，按照马赫的看法，这种思维之经济、劳力之就是科学的永恒趋势，同时也是美的源泉和实际利益的源泉。我们所赞美的大厦是建筑师知道如何使手段与目的相称的大厦，在这样的大厦中，支柱似乎轻松地承载着加于其上的重量而毫无吃力之感，像厄瑞克忒翁庙的雅致的女像柱一样。世界的普遍和谐是众美之源，惟有这种内部和谐才是美的，从而值得我们努力追求。

　　麦卡里斯特认为，理论的审美性质首先应该让观察者感到这个理论有高度的适切性（aptness）。他列举了五类审美性质：对称性形式，模型的使用，形象化和抽象化，形而上学的忠诚，简单性形式。

　　麦克莫里斯把科学审美要素分为两大范畴：形式范畴和内涵范畴。形式要素被看作是在构造理论中某种可以达到的工具。内涵要素被看作是源于我们对这些理论的诠释和理论的客观特性，它与意义有关。在科学理论中，赢得普遍赞同的审美要素是简明（consision）、简单性、雅致、惊奇或惊讶、宏伟（grandeur）。

　　戴维斯（P. J. Davis）和赫什（R. Hersh）给出了科学审美标准的长系列名单：“张力和信念的交替，期望的实现对感知到未曾料到的关系和统一的惊奇，视觉的愉悦，对简单与复杂、自由与强制的并置的愉悦，当然还有来自艺术的熟悉的要素和谐、平衡、对比等。”此外，他们也讨论了可分析性、在无序中发现有序、格调（pattern）、可预见性和理解作为审美标准。

　　天文学家钱德拉塞卡通过一系列详细的例子提出，物理学的审美基础和标准的关键方面是：自然的描述必须是自然的；它不能是特设的；洞察必须是有想像力的，即超越了手头明显的资料和观念；它必须具有奇妙的或未曾料到的成分；洞察通常导致在表观的复杂性中发现简单性；洞察可以被其他花时间和精力的重新创造它的人证实；当把原理的概括性扩大到先前分离的现象的极其广阔的范围时，在缺乏简单性和可证实性时，数学的整体性、内部一致与和谐的融贯可以作为替代。

　　物理学家温伯格相信，自然定律具有简单性和必然发生性（inevitability）。由于简单性，基本的的自然定律是有限的。由于必然发生性，一个定律的性质必须与整体联系，并受其他定律的性质制约。于是，他把这两个标准用来定义美：“完善的结构之美，万物完全适应之美，无事物是可变的之美，逻辑严格性之美。”