武夷山分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Wuyishan 中国科学技术发展战略研究院研究员;南京大学信息管理系博导

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随音符跳动的科学人生 精选

已有 7527 次阅读 2008-9-5 06:29 |个人分类:科文交汇|系统分类:科普集锦

随音符跳动的科学人生

武夷山

(发表于《科学画报》2008年第9期。该文从标题的确定、段落的调整到内容的增补、图片的选用,都有《科学画报》杂志社徐梅编辑的很大贡献,专此志谢。)

科学家的兴趣爱好是多种多样的,有的喜欢音乐,有的喜欢美术,有的喜欢体育运动,有的喜欢打桥牌、下围棋,等等。但是,科学家当中喜欢音乐的人特别多,这是很明显的事实。为什么会这样呢?科学,是要寻找规律的;音乐,是要讲究音律的。一个“律”字将二者联系到一起了。中国古代审定乐音高低的标准就叫“律”,古人把声音分为六律(阳律)和六品(阴律),合称“十二律”。同样,对韵脚、平仄有严格要求的诗体就是律诗。由“律”字的本义慢慢引申出“规矩”的意思,所以,后来出现了“法律”、“纪律”等词语。科学也是要讲规矩的。科研人员要实事求是,遵守科研道德,不能胡编乱造,所以,英文中的“学科”这个词是discipline,其另一个含义是“约束”,self-discipline就是“自律”的意思。由此看来,规律与音律的联系,科学与音乐的联系,可谓意味深长。

物理学家艾尔伯特·爱因斯坦6岁学习拉小提琴,终生喜欢演奏小提琴,这是尽人皆知的。爱因斯坦酷爱古典音乐,每当他感到科研工作的巨大压力之时,就会听音乐或演奏乐曲来放松。音乐也是爱因斯坦科学研究的灵感源泉。他曾说:“我在科学上的成就,很多是由音乐启发的。”他认为,在科学思维中永远存在着音乐的因素,真正的科学和真正的音乐要求同样的思维过程。

说起爱因斯坦和音乐,有不少有趣的小故事。比如有一次,爱因斯坦跟朋友们一块排练。但是,爱因斯坦的小提琴与大家合奏的时机总是不对,要么早半拍,要么晚半拍。乐队指挥不高兴了,对爱因斯坦说:“Albertyou just cannot count.”字面上的意思是,“艾尔伯特,你怎么不会数拍子!”但是,这句话听起来非常可笑,因为“count”的另外一个含义是“数数”。想想看,爱因斯坦这位堂堂的大科学家竟然得到这样的评语:“艾尔伯特,你怎么不会数数啊!”

量子力学创始人之一、诺贝尔物理学奖获得者、德国物理学家马克斯·普朗克也是超级乐迷。1874年,普朗克中学毕业,为选择今后的职业方向陷入了深深的苦恼,因为他既热爱物理学,对音乐也有着非同一般兴趣。据说,普朗克很小时候钢琴和管风琴的演奏水平就可以与专业音乐家媲美了。他特别喜欢舒伯特《摇篮曲》、《美丽磨坊女郎》,勃拉姆斯小提琴协奏曲,还有巴赫《马太受难曲》,等等。经过激烈思想斗争,普朗克最终选择了物理学作为一辈子的主攻领域。普朗克经常在家中举行音乐会,爱因斯坦常常和普朗克在一起演奏贝多芬的作品,爱因斯坦拉小提琴,普朗克弹钢琴。这两位物理学巨擘的二重奏成为科学史上的一段佳话。

不太为人所知的是,美国大发明家爱迪生也是音乐爱好者。而且,这一爱好正是他发明留声机的巨大驱动力。爱迪生毕生获得了1093项专利,但是,他自己最为得意的一项发明就是留声机。爱迪生的发明实验室设在新泽西州一个叫做门罗公园的地方。这个实验室内备有各种各样的材料物品,有大量的藏书,这些都是发明活动所必须参考利用的,但是,实验室内还有一样与发明活动无关的东西,就是一架大管风琴。爱迪生小时候患过猩红热,造成听力下降的后遗症。令人惊奇的是,听力不佳并未减弱他对音乐的热情。为了听清留声机放出的音乐,有时他只好把耳朵贴近留声机的放音喇叭,让喇叭的振动直接传递到他的听骨上去。

同时在科学和音乐两个世界中游刃有余的还有俄罗斯著名音乐家亚历山大·鲍罗丁。鲍罗丁是一位医生的妻子与格鲁吉亚王子发生婚外情后生下的孩子。他从小就学习演奏乐器和谱曲,但是其正规教育完全走的是另一条路。他在圣彼得堡的军医学院主修化学,于1858年获得博士学位,然后又去欧洲游学,直到1862年,他返回母校做了一名教授。鲍罗丁是一位优秀的化学家,以研究乙醛而闻名。他在1872年参与开设了面向女性的医学课程。为女性开课,这在当时可谓惊世骇俗之举。

管当教授的职业前景是灿烂的,但鲍罗丁依然醉心于音乐。他是所谓“五人强力集团”(又称“五人团”、“新俄罗斯乐派”、“巴拉基列夫小组”)的一员,这个乐派的成员都不是学音乐出身,发起人巴拉基列夫是学数学的。由于鲍罗丁的主业是科研,只能利用业余时间进行音乐创作,因此他称自己是“星期天作曲家”。鲍罗丁的作品虽然不多,但涉及音乐体裁的众多领域,代表作《在中亚细亚草原上》、《波罗维茨之舞》等流传至今。

我国的著名科学家、中国“导弹之父”钱学森的音乐素养也非常高。他24岁那一年,在1935年第四期《浙江青年》上发表了一篇题为《音乐与音乐的内容》的文章,显示出他对于音乐的独特而深刻的见解。1950年,先生决定归国服务,遭到美国当局的阻挠,他们将钱学森一家软禁了好几年。在此期间,钱学森常常吹竹笛,夫人蒋英弹吉他,两人共同演奏17世纪的古典室内音乐,以排解寂寞与烦闷。1955年,钱学森夫妇回国后,蒋英成为中央音乐学院的声教授。先生曾对大家说:“蒋英对我的工作有很大的帮助和启示。这实际上是文艺对科学思维的启示和开拓!”

中国“杂交水稻之父”袁隆平也酷爱音乐。他不排斥现代流行音乐,但是更喜欢传统的民族音乐。袁隆平对贺绿汀特别推崇,认为贺绿汀先生是了不起的音乐家,其不同风格的歌曲都很优秀。他评论说,《游击队之歌》旋律明快,把抗日战士的机警、灵活、乐观、无畏的精神表现得淋漓尽致。他还很喜欢贺绿汀先生的抒情歌曲代表作《秋水伊人》。2001年,在中央电视台举办的“科学在中国”文艺晚会上,袁隆平演奏了小提琴曲《行路难》。这首曲子是我国著名地质科学家李四光先生在1921年创作的,据考证是中国人自己创作的第一首小提琴曲。

 

图:(略)

在爱因斯坦的科学生涯中,小提琴始终伴随他左右

1929年,爱因斯坦从普朗克手中接过普朗克奖章。这两位科学巨匠的小提琴钢琴二重奏是科学界的美谈

对音乐的热爱促使爱迪生完成了他平生最得意的发明——留声机

鲍罗丁自称为“星期天作曲家”。他的墓碑上刻着他的音乐作品的主题

科学家和音乐家对科学与音乐之关系的研究,从古到今一直没有停歇过。明朝数学家兼音律学家朱载堉著有《乐律全书》等20余部著作,发明了“十二平均律”。直到100多年后,德国音乐家威尔克迈斯特才提出了类似的理论。2006年,普林斯顿大学的作曲家和音乐理论家蒂莫捷科将弦论应用于音乐研究,发现和弦所存在的空间是一个奇异的、多维的空间。他的研究成果发表在美国《科学》杂志上,成为该杂志创刊以来发表的一篇音乐理论论文。

 



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