當科學與藝術相遇 美的最高境界是令人脊背發麻
三人對談中 現代動物演化樹 達爾文的動物演化樹“萌芽”
主題：當科學與藝術相遇
時間：2024年5月10日下午
地點：國家大劇院藝術資料中心
主持人蘇揚（中央人民廣播電臺主持人、主任播音員）：今天活動的名字叫“當科學與藝術相遇”。這是一個信息爆炸的時代，我們很容易檢索到任何內容，讀爽文，看短視頻，不到一分鐘給一個爆點，很爽，可一段時間後就會覺得迷茫。能不能解決這個迷茫？有一種方法應該適合所有人，因爲我們是同一棵生命樹上繁衍而來的。我想說，百年修得同船渡，千年修得聽舒德干院士講座。
《科學元典》是科學史上歷經時間檢驗過的不朽之作，是人類文明史上的永恆燈塔。我們從小在各種場合都問過：人類的祖先從哪裡來？爲了回答這個問題，本期活動聚焦的是達爾文的《物種起源》，探索生命創生和人類遠古祖先起源的秘密，以及自然萬物與音樂藝術之間的奇妙關聯。
舒德干院士沿着達爾文的道路繼續探索生命的起源和人類的起源，在國際學術界取得了公認的成果，首先有請舒院士。
那個古老的哲學命題，達爾文最先給出了比較可靠的答案
舒德干（中國科學院院士、進化古生物學家、《物種起源》譯者）：一個古老的哲學命題：我是誰，我從哪裡來，到哪裡去。2000多年來，這個問題始終在哲學和神學裡找不到答案，最先給出比較可靠答案的人是達爾文，也是我心目中崇拜的人。
先簡單瞭解一下達爾文。
達爾文小時候是個獨特的人，獨特就在他非常獨立自主，還有一個有趣的靈魂。他上小學時，舊學校的課程他覺得乏味，他喜歡能引人思考的古老的羅氏邏輯，這讓他受益終身。他以後的很多著作，特別是《物種起源》和《人類的由來及性選擇》，都包含有邏輯推理。
他還有一個重要特點，非常喜歡大自然。他在大自然中邊玩邊悟出很多道理。他好奇心爆棚，所以他晚年寫自傳時概括成一句話：“我天生就是一個博物學家，我就要探索大自然。”
青年時，因爲他的祖父和父親都是學醫的，所以要他好好學醫，繼承他們的傳統，所以把他送到著名的愛丁堡大學學醫。達爾文覺得醫學太枯燥，受不了。他父親又把他送到劍橋大學基督學院，這個階段他一如既往地把一半時間交給了大自然，神學的課學得還可以，雖然不是優等生，但是一個成功的畢業生。
達爾文沒有按部就班去當神父，命運給他開了個玩笑，他得到一個很好的機會滿足童年願望——環遊世界。是他的好老師J.亨斯洛介紹的，給他兩年環球航行的機會，達爾文太興奮了！興奮中也有痛苦，航行像九九八十一難，但他大有收穫，特別是思想上的收穫。
在太平洋東部的加拉帕戈斯羣島上，達爾文發現很多物種是可以變化的。他想這和我學的神學理念不一樣，神學說物種是上帝創造的，一經創造永不改變，這裡的很多物種卻改變了，由此他的世界觀開始轉變，他想當科學家。所以他在環遊世界時就收集各種資料，特別是收集物種可變的資料。
達爾文悟出物種變化是在自然選擇的驅動下形成一棵生命之樹。以後他將此思想寫成兩本書，這兩本書使他名垂青史，也改變了整個人類的自然觀和世界觀，就是《物種起源》和《人類的由來及性選擇》。
這兩本書揭示了地球生命的本質就是萬物共祖的生命樹。而人類的本質是這棵樹上的一片小葉子，它由上面的枝條逐漸演化而來。
牛頓在科學上的貢獻更基礎、更大，在思想革命上達爾文超過牛頓
舒德干：達爾文獲得成功後有人問你怎麼這麼聰明？他說我並不聰明，但是我熱愛科學，特別重要的是我有質疑精神。他成爲偉大的生物學思想家，活着的時候已經名滿天下。即使他跟上帝走的不是同一條路，英國的當權者還是給他最好的禮遇，把他安葬在英國最著名的大教堂——威斯敏斯特大教堂。
我在英國時專門去看這個大教堂，達爾文被安排與牛頓比肩長眠。之所以如此，主要得益於他們在科學上都做出了大統一的工作。牛頓的三大運動定律，加上他的萬有引力定律，將地上的機械運動和天體運動統一在一起，這是科學界第一次大統一，叫天地大統一。達爾文看通了生命演化的基本規律，就是進化論，在很多方面也應用於無機科學。現在我們知道，生命科學與無機科學，都是運動統一的。能做成跨學科、跨領域大統一的科學家就是超級科學家。
牛頓在科學上比達爾文的貢獻更基礎、更大一點。在思想革命上達爾文超過牛頓，其中有三個重大的思想：自然選擇、生命樹和人類的由來。
達爾文的自然選擇學說非常偉大，跟這個偉大相併列的另外一個偉大就是達爾文首先提出來的生命樹思想。大家記得我前面介紹的加拉帕戈斯羣島，達爾文在那裡看到一個典型鳥類物種，他把標本帶回英國，請著名鳥類學家古爾德才鑑定，古爾德才說，達爾文先生，它從南美洲飛了960公里到羣島上，經過幾十萬年其實已經不是一個物種了。現在變成好幾個物種，原因是吃或者自然選擇。原來它們都是吃地上的種子，可一碰到天旱之年，種子減少，被迫到樹上去吃果實，有的弱鳥果實都吃不上，只能吃仙人掌。少數聰明一點的，吃點蟲子。久而久之，它們的喙部就分化了。這使達爾文大受啓發，1837年他畫了一幅經典的物種變化圖，這就是生命樹最早的思想起源。
我本人有幸與達爾文的進化論有過五次交集。前面四次主要是學習，最後一次是針對他留下來的議題進行一些探索。第四次交集我有幸和幾個出版社合作，翻譯了他的《物種起源》。第五次我在學習的基礎上發現達爾文還有東西沒有完成，有幾個bug，這就是我可能要探索的問題，最重要的是動物樹的源頭，我把它叫第一動物樹。
我想作爲唯物主義者的達爾文，看到這些研究會非常開心。達爾文最後一個偉大的思想就包括人類在內的高等動物是如何產生的。
我們這個時代的人，能不能把達爾文也變成一個質疑對象？
周海宏（著名音樂美學家、音樂心理學、教育學家）：第一篇章回答了我們從哪裡來，第二篇章探討當科學與藝術相遇。
19世紀是激情四射的世紀，那個時代音樂有了浪漫主義，浪漫主義就是個性張揚，激情四射，大量影響當代的文化，乃至科學藝術都是19世紀留給我們的。先請任老師談一下19世紀的科學。
任定成（“科學元典叢書”主編、著名科學文化學者）：19世紀是一個偉大的世紀，19世紀產生的很多文化是我們今天文化的基礎。恩格斯有一個判斷，17、18世紀自然科學的主要任務是分門別類地研究自然現象，19世紀也就是達爾文所處的世紀是綜合世紀，很多科學成就揭示了範圍廣泛的事物和現象間的聯繫。
像門捷列夫元素週期發現之前，人們認爲每一種元素之間是沒有關聯的，到了門捷列夫那個時代好多科學家看到了之間的關係，最後門捷列夫提出了週期律。門捷列夫週期，我們今天初中在學，高中還要反覆鞏固。門捷列夫也很有意思，他說我別的規律都可以用公式表示，但這個規律不能。一直到今天我們都覺得很了不起，因爲它可以預見沒有發現的化學元素。
19世紀是振奮人心的世紀，是科學家有重要科學成就的世紀。我想在藝術上，19世紀曾經也是輝煌的。
周海宏：達爾文時代，從科學到藝術，人類所取得的文明和成就拉一張清單，很多是現在大家常識性的知識。我不太傾向於介紹大家很熟的，我特別想談的一點是：19世紀那些科學家給現在帶來的啓迪。
在音樂的歷史上，沒有19世紀的熱情澎湃，就沒有20世紀人類探索不可知未來的勇氣，更沒有20世紀打破一切藝術常規的勇氣。舒老師剛纔提出的，達爾文給我們最大的啓迪是他強烈的好奇心、強烈的質疑精神。我想說的是，達爾文是質疑上帝的規則，我們這個時代的人，能不能把達爾文也變成一個質疑對象？
我有一個困惑，我想在舒老師這兒得到一些解釋。因爲達爾文的進化論中，所有進化的最關鍵環節上都沒有證據——從爬行動物的鱗片變成鳥的羽毛，那是翻天覆地的變化，但沒有中間證據。舉個例子，剛纔說的鳥，不同種可以變化，但到屬之間好像沒有跨種變化。
舒德干：這個中間環節看怎麼理解，從大尺度來說，比如古蟲，與第一魚演化之間有沒有中間環節？有，那就是低等脊索動物創造出來的。達爾文當時就承認，因爲中間環節存在時間非常短，地域非常窄，常常容易被忽略，或不容易被保留成化石。
另外一點，也有重要的客觀原因，由量變到質變，達爾文當時也看到了，發生的速度非常快，快的有時候找不到細的中間環節。但是從粗線條來說，剛纔舉的例子從恐龍到鳥類，到現在的鳥，中間還有古鳥，還有比古鳥更原始的鳥。那是人類找出連續的由鱗片到羽毛的逐漸變化的過程，可以分出好多個類型，可以看出漸變的過程。
另外，有些事物從量變到質變就是個突變的過程。舉個簡單的例子，99攝氏度的水，在普通海拔上是液體，燒到100攝氏度就變成氣體，人類找到一半是水一半有氣的東西，卻沒有半是氣半是水的中間環節，自然法則就是這樣，所以我們必須接受。中間環節從1到10，把2、3、4、5、6、7、8、9都找出來不太可能，有些東西就是跳躍式的發展，包括人類社會，不完全是漸變的。
實際上自然界存在非常多的飛躍，這是我的初步理解。
科學和藝術在什麼地方碰面了？
周海宏：我的一個困惑解決了，實際上生物的進化並不是漸進的，一定程度會突變。還有一種說法，所有物種變異的最後結果都不如原物種性能優越，這如何解釋？
舒德干：這個問題還是很有挑戰性的。關於生命進化我們要認同一點，它是以遺傳變異作爲驅動，自然選擇是第二驅動。遺傳變異是朝各個方向的，有些變異對生物有利、生存有利、繁殖有利，有的對它沒利、暫時有利，長遠沒利，或者偶然的機會它存活下來了。但是我想，在長期自然選擇作用下，那些弱勢、不太適應的最終還是會被淘汰掉。所以適者生存是一個廣泛的定義，暫時活下來的有，活幾十年、幾百年的還有，但最後還是會被消滅掉的。
周海宏：李政道說過，科學與藝術猶如硬幣的兩面，誰也離不開誰。但我繼續說，科學與藝術猶如硬幣的兩面，誰也見不着誰。舒老師知道，達爾文是非常熱愛藝術的，那麼科學和藝術到底在什麼地方碰面了？請舒老師說一下。
舒德干：這是很深刻的哲學問題，也是現實問題，科學與藝術在什麼地方相遇？我個人理解是兩頭相遇。
起點是相遇的。科學的根基在數學，音樂的根基也是數學，科學家和音樂學家有共同的故事。儘管數學不是科學本身，但是它爲科學、物理、化學、生物、地質奠定了基礎，這些科學沒有數學沒法發展，所以它們在根基上是相通的。
什麼時候分開，我個人理解，不一定對，可能在人出現以後。如果是情感方面，那音樂發揮巨大作用，可要探討自然奧秘肯定是科學，它們可以成爲硬幣的兩面，互相沒法見。很多有名的科學家既是大科學家，同時也是音樂學家，他們都知道音樂在內涵上是支持科學思維、提高科學想象力的，所以在山頂上會相遇在一起。
我個人理解由山底跑到山頂相遇是一個爬坡的過程，非常艱難。今天我們共同探討的問題就是爬坡的過程，希望科學和藝術從山底出發，最後在山頂能夠融會貫通在一起。
說到這一點，達爾文是個很典型的例子。他晚年在自傳裡說，我一生的主要樂趣和唯一職業便是科學工作，潛心研究常使我忘卻或趕走日常的不適。實際上他很謙虛，他不僅是科學迷，也喜愛音樂。他有一個很溫柔的媳婦，是他的表姐，叫愛瑪，是個很優秀的鋼琴手。達爾文身體不適時愛瑪就爲他彈奏一曲。達爾文生命的後40年在病痛中度過，全靠頑強的力量支撐，愛科學之外，音樂對他的幫助也是非常大的。
一點真切的體會：藝術家比科學家更偉大
周海宏：下面讀一段文字印證舒老師的話，讓大家知道科學與藝術在什麼地方見面。
赫伯特先生以強烈的口氣談到了我父親達爾文先生對音樂的喜愛。他說：“使達爾文先生最感愉快的，是莫扎特或貝多芬的富有充分和聲的大交響樂或序曲。”
赫伯特記得，有一天陪我父親去參加英皇禮拜堂的午後禮拜，那時聽了一首極爲悅耳的讚美詩。當唱完非常動人的一段時，我父親轉過身來對着赫伯特深深地嘆了一口氣說：“你的脊背有什麼感覺？”我父親常這樣說，當聽到美妙音樂的時候，他的背脊總是感到寒冷或者顫抖。這句話印證了我的一句話，美的最高境界是令人肉麻。
在晚間，也就是在他竭盡體力讀了一些書以後，在別人讀書給他聽以前，他常躺在沙發上聽我母親彈鋼琴。雖然他的聽覺不很好，但他的確熱愛優美的音樂。
他常感傷地說，他欣賞音樂的能力隨着年齡變得遲鈍了。但是在我的記憶中，他對優美的曲調是有着強烈的愛好的。他常哼一首曲名叫《通宵達旦》的威爾士歌，他能正確地從頭唱到尾，但是我從來沒有聽到他哼唱過第二支曲子；我相信他也時常哼一支奧塔海坦的小歌。由於他的聽覺不好，當他再度聽到一支曲子的時候，他是不能辨識它的，但對他所喜歡的調子，他是堅持不變的；當彈奏一支古老的流行曲時，他常會這樣說：“這是一支優美的曲子，它的曲名叫什麼？”
他特別喜歡貝多芬交響樂的某些部分，以及亨德爾的一些作品。在我母親所彈奏的那些曲調中，他把特別喜歡的列成了一張小表，並且用幾個字記下了每支曲子給他的印象：但這些筆記不幸也失去了。
他對曲調風格上的不同是敏感的，他非常喜歡聽魯興頓夫人的演奏。在1881年6月間，當漢斯·雷特來到我父親居住的黨豪思莊園的時候，他那非凡的鋼琴演奏激起了我父親的強烈熱情。
我父親很喜歡聽優美的歌唱，莊嚴或悲愴的歌曲常把他感動到幾乎落淚的程度。聽他的侄女法勒女士歌唱蘇利文的那首《他會來麼》，永遠會使他感到愉快。關於我父親自己的欣賞力，他是極端謙虛的。當發現別人意見和他的相同時，他也感到相當的愉悅。
除了熱愛音樂以外，我父親在這時的確也喜歡優美的文學。加麥龍先生告訴我說，他常在基督學院我父親的房中讀莎士比亞給他聽，我父親在加麥龍的朗讀中感到了極大的愉快。
加麥龍先生也談到我父親非常喜歡第一流的版畫，特別是意大利版畫家羅法·莫汗和繆勒的作品；他在費茲·威廉博物館曾花了不少時間去瀏覽欣賞蒐集其中的版畫。
大家能夠看到，人類藝術的構成有三大元素：視覺、聽覺、語言文字，對應的是美術、音樂和文學。從這一段文字中有相關表示的可以看出，達爾文熱愛所有的藝術。我也發現了一個很有意思的現象，如果把中國的科學家拉一張清單，似乎階位越高的科學家熱愛藝術的概率越高。
舒德干：談一點真切的體會，我覺得藝術家比科學家更偉大。像達爾文一樣，平常智力只要努力就能當上科學家，還能當上很優秀的科學家。而成爲大藝術家，是要有天分的。我自己也像達爾文一樣，做科研中也會碰到困難，有研究上的困難，也有身體上的困難，這時我會打開身邊的留聲機，聽音樂。我碰到問題時常希望有人推我一下，我似乎聽到宋祖英的那句唱詞：“妹娃兒要過河，哪個來推我嘛？”這常引起我的共鳴，我是希望達爾文來推我一把。