音乐欣赏对自然科学研究的促进作用.doc

1、音乐对自然科学的促进作用摘 要：音乐是人生活劳动过程中不可或缺的一种艺术和追求，它可以愉悦身心，缓解压力，因此传统上往往忽略了音乐其他方面上的现实意义。通过总结历史以及现行的科学研究，表明音乐具在促进科学研究中起着独特的重要作用。关键词：音乐 自然科学 促进作用20世纪伟大的科学家爱因斯坦说过:“这个世界可以由音乐的音符组成，也可以由数学的公式组成。试图创造合理的世界图像，使我们在那里就像感到在家里一样，并且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定。” 德国著名哲学家、数学家莱布尼茨曾说过：“音乐，就它的基础来说，是数学的；就它的出现来说，是直觉的。”无论是物理还是化学，抑或生物，其研究语言都是

2、数学公式或方程，显然，当人们对自然科学研究到极深领域时，同为语言的音符自然就会散发同样的内涵。艺术与自然科学之间的“整合”、“融合”或是“同一”、“一致”等断言与论述在有关著述中比比皆是。在涉及艺术与自然科学的有关研究和论著中,以视觉艺术(西方谓之“艺术”)也即“美术”概念为主的“艺术与科学”的关系较为深入和广泛,相对而言,更为抽象的“音乐艺术”与自然科学之间的关系,则充斥着太多的含糊不清和缺乏理论深度的探讨。但毋庸置疑的是，音乐欣赏对自然科学研究是具有独特的不可忽视的促进作用的。一、 音乐与科学巨匠读过爱因斯坦传记的人，也许都不会轻易忘记这位科学巨匠的另一种生活：他常常陶醉在美妙的旋律中，并

3、在美的和谐中触摸宇宙的“神经”。他曾经说过，我的科学成就很多是从音乐启发而来的。音乐启迪着他的智慧和灵感，丰富着他的精神生活，为他潜心探索科学问题创造了必要的条件。他最钟情的是小提琴。在辗转流离的岁月中，爱因斯坦与小提琴总是形影不离，他几乎没有一天不拉小提琴，演奏音乐简直成了他的“第二职业”。不管旅行到哪里，甚至连参加肃穆严谨的科学会议，他都不忘随身携带琴盒。他甚至认为自己拉小提琴的成就，比在科学上的贡献还大。成为大名鼎鼎的学者后，他还经常在德国柏林和美国登台演出，为慈善事业募捐。爱因斯坦曾经说过，如果他选择了物理，他可以继续拉他的小提琴；而一旦他选择了小提琴，他就没有机会再去钻研物理了。可以

4、说，音乐是作为一种精神催化剂，悄然渗透到爱国斯坦的科学思维中去的。大物理学家埃伦菲斯特是一位出色的钢琴家他与爱因斯坦真是棋逢对手，经常在唇枪舌剑中把混乱的思想澄清。他喜欢给爱因斯坦伴奏，有时，一支乐曲进行到途中，爱因斯坦会突然停下，用弓敲击琴弦，示意伴奏也停下。这时，也许是一段优美的旋律触动了灵感，爱因斯坦又开始了他的科学独自。如果思想的行进遇到障碍，爱因斯坦就会走到钢琴前，用双手有力地、反复地弹出三个清澈的和弦，像是在不断敲击上帝紧闭的大门。普朗克弹得一手好钢琴，爱因斯坦常与他一起演奏贝多芬的作品。这两位理论物理学大师心心相印，无论在科学领域，还是在艺术领域，他们都用亲密的“语言”互相交流共

5、同描绘一幅壮丽的蓝图。当然，受音乐启发的科学巨匠不仅仅只有上述几名。据统计，世界上1000多位有杰出贡献的人物中，百分之七、八十受过音乐的影响。20世纪最伟大的科学家爱英国生物学家达尔文曾说：“每周至少听一次音乐，要是这样，我脑中那些现在已经衰弱的部分就可保持他们的生命力。失去这些爱好，无疑就会失去一部分幸福，也许还会影响智力。”大数学家拉格朗日求积分极值的变分法念头是在都灵圣保教堂聆听圣乐时而萌发；德国物理学家海森堡成功完成原子跃迁基频与次频的实验则源于音乐理论中泛音振动频率是基音振动整倍数的启发；英国化学家纽兰兹创造出“八音律”是受音阶的启示。著名奥地利物理学家薛定谔在量子力学方面创立“薛

6、定谔方程”，曾获“诺贝尔奖物理学奖”。他在研究和实验中碰到难题时，就请人弹奏名曲，在音乐欣赏中解除困难。他说是音乐启发了他的智慧。德国天文学家开普勒所发现的“行星运动三大定律”，就是受了他家乡巴伐利亚民歌和谐曲的启发而产生的大胆想象。所谓“行星运动三大定律”，其核心就是大自然界有规律地表现出的一种协调节奏。总之，音乐欣赏对自然科学研究的作用，并不仅仅是我们平常理解的那样，有着缓解压力、愉悦身心的效果，音乐节奏、声色、调子往往成为一种极其内涵而富有生气的语言，在科学家们脑海最深处和自然科学的思辨方式产生共鸣，给予科学家们以促进思维转换、启发新的思考，发展想象力，开启智力的作用。二、 音乐与科学的

7、关系科学思维常常被认为是具象思维代表着严谨、逻辑、合理等特点，是有规则的理性的锯齿形、几何形等图样。音乐艺术思维则被认为是抽象思维，如流动变幻的云或轻快飘逸的曲线等极富想象力的感性图样。二者不仅表现形式迥异，给人感官认识也似乎是两个极端，所以在在一般人的传统认识中，二者风马牛不相及，泾渭分明，毫无联系。这也就有了我们高中教育鲜明的文理割裂现象。但是无论从思想上的碰撞还是从技术上的互相促进，随着科学技术的日益革新，音乐与科学的关系开始有了质变化，二者开始有着及其紧密的关系了，如同数学与物理，不可分割。音乐能点燃科学家头脑中思维和想象的火焰，促进科学事业的发展，反过来，科学技术的发展，也推动着音乐

8、的发展、研究和创造。录音、录像设备的出现，为分析研究音乐、保存音响和图像资料提供了极好的条件。光学、电子等设备，为研究音乐、发展音乐创造了科学的工具。科学技术促进音乐发展科学技术是音乐发展的主要推动力之一，离开了科学技术音乐家无法创造出今天如此多样化、丰富的音响世界，音乐也不会得到今天的普及和深入人心。伴随着磨制工具、冶金技术、印刷术等发明创造的出现石馨、编钟、乐谱才得以广泛流传。现代技术革命又从根本上改进了人类音乐生活。首先电子音乐彻底颠覆了传统音乐思维和音乐理念。它横跨“模拟技术”和“数字技术”两个技术时代，从具体音乐(Musique Concrete )、磁带音乐(Tape Music)

9、到计算机音乐(Computer Music )不同的发展阶段给音乐创作和欣赏提供了更加广阔的空间；其次乐器约发展始终推动音乐自身发展：纷纷涌现的特色电乐器如电吉他、电贝司、电子打击乐、电子小提琴等等深受广大乐迷青睐；再次，这种改进还突出体现在层出不穷的音乐欣赏形式，当中如磁带到CD唱片再到MP3下载等。同时，也不断改进了舞台表演的创新与发展、舞台设计新颖化、灯光色彩神奇话、音响效果逼真化，处处洋溢着科技进步带给人类的精神享受。科学技术发展还带来音乐教学革命。千百年来传道、授业、解惑的传统教育随着信息时代的到来，其所持的纸上谈兵教学法已呈弱化趋势。先进的教学硬件、丰富多彩的表现形式、音乐软件在电

10、脑上进行讲解、建立数码钢琴教室等可称之为“富裕教育”的盛行，远程教育更使教育资源的享用社会化，使其不受空间和时间限制。科学技术的发展与广泛运用促使音乐艺术达到实质性的进步。音乐促进科学研究音乐是一种听觉艺术、时间艺术，也可以说是一种“艺术科学”。音乐与科学有极其重要的关系。如发声原理、声音的传播、乐音与噪音、音的高低强弱、共鸣、和声、节奏、三分损益法、五度相生法、各种律制无不与物理(待别是声学)、数学有关。乐器的制作、使用、发展，都有各自的科学基础和规律。如我国的竹笛等吹管乐，是以气柱振动发声，乐器的长短与音孔的位置，都有一定的比例和规律，二胡等弦乐器，是以磨擦或弹拨琴弦发声，其技弦的指位与弦

11、的长短密切相关，簧片乐器(风琴、手风琴等)是空气振动簧片发声，它们是按簧片的大小长短(音的高低)有规律地科学排列的。不管什么乐器，其制作和使用如果违反科学基础和规律，就会使音不准，无法演奏出优美动听的音乐来。拿湖北随州擂鼓墩一九七八年出土的曾侯乙编钟来说吧:这是一套当前世界上最古老(两千四百多年前的墓葬品)而完整的乐器，共有六十五件，件件都能奏出两个(三度关系)乐音，共发出一百三十个高低不同的乐音，全部音域贯穿五个半八度组，中间三个八度，十二个半音齐备准确，可以旋宫转调，演奏中外名曲。这一乐器标志着我国古代音乐文化和科学技术的高度发展。它是采用什么原料?如何铸造成的？为何能一钟发两音而又互不干

12、扰？ 这些规律都表现在物理研究中了。在物理学中，量子论彻底颠覆人类对自然世界最真实的认知，电磁学则是人类研究四大作用力的基础，而这两门极其重要的学科的基本理论，都是从波动学开始。波动学研究始于波动方程，而波动方程则是以音乐弹奏中拨弦的力度、琴弦长度、琴弦材料、拨动琴弦后产生的震动以及发出怎样频率的音色等为基本模型进行研究的。同时，为了得到更好听的音乐，许多科学工作者大力研究诸如不同材料发出不同频率和波长的音波，大大促进材料研究和应用。怎样才能消除音色中的杂音，分离出不同音色等追求，又大大促进了电子技术、模拟电子技术的进步。三、音乐促进自然科学的深层次内涵音乐不仅仅在形式上与自然科学互相联系促进

13、，在深层次上，音乐对自然科学工作者的帮助也是有着客观真实的作用。近年来许多脑神经科学研究结果显示音乐对个体脑高级功能的发展具有积极的效应。大脑是主宰人类思维、感情和器官活动的总司令部。人的大脑，形状像核桃，分左半球和右半球，其职能互有分工。像左半球控制着身体的右半边，右半球控制着身体的左半边。左半球具有分析、退辑思维，特别具有数学和文学等机能，它担负着语言、阅读和写字等活动。人们习惯于锻炼和使用右手，说明是左半球在起作用。但如果过分地强调和使用左半球而忽视右半球的锻炼，反而会影响整个大脑的协调活动，因而削弱了右半球负担的记忆能力，使左半球掌握的知识不能保持长久。老年人记忆力的减退，就正是右半球

14、机能衰退的表现。音乐、音乐行为和音乐传入信息的思维活动，都是由右半球来负担的。音乐技能训练的工具，如钢琴、风琴、手风琴，各种提琴，二胡、琵琶，以及一切吹管、弹拨、打击乐器等，都是需要双手协调活动的。有的乐器(如二胡、提琴等拉弦乐器)甚至主要活动在左手。这样，不仅乐器所奏出的乐曲能激发右半球的机能，同时双手的协调活动，也促进两半球的积极思维，致使整个大脑加强了锻炼，提高了能力，所以能使人聪明。德国康斯坦茨大学的学者以功能性磁共振成像技术（MRI），对9名小提琴手的脑功能检测发现，在这些乐手的大脑中，与左手指相联系的躯体感觉皮质显著地大于普通人。美国神经生物学家佩特的实验研究发现，音乐家对钢琴声特

15、别敏感，他们在当听到钢琴声时，大脑听觉中枢的皮层活动显著增加，但普通成年人则没有这种显著的变化。对于平均年龄为20岁的弦乐演奏者的认知实验也得出了类似的结论，实验表明这些人的左手活动所对应的大脑皮层区域，相对于没有学习音乐的普通人而言面积更大。与普通人所不同的是，优秀音乐家在听和声时左脑血流量明显上升，而右脑血流量几乎不变，这表明音乐加工的中枢控制机制可能主要产生于左脑半球。长期的音乐演奏所形成的身体协调活动会有助于大脑皮层相关区域的发展。 根据这些脑科学研究的先进成果，最近美国哥伦比亚的肖特博士进行了总结性的理论概括，他指出：“固然，我们意识到音乐的情感影响作用。但是，我们要说的是，音乐的影

16、响范围远不比于此。音乐对脑的推理和思维部分也有一种新效应。” 基于音乐与人的能力智力的内在依存客观生物学上的因果关系，当前一些国外心理学家将音乐能力在理论上给予了重新定位，他们普遍把音乐智力列入为人的智力组织中的一个重要品质。国内的不少音乐教育家也提出，能力是保证顺利地进行实际活动的稳固的心理特征的综合，其主要由注意、感知、记忆、想象和思维能力这五大要素组成，而音乐教育在这些方面有着独特的功能。例如，音乐的欣赏和表演对于提高人注意力的各种品质都有益处。音乐最容易引起并维持人的注意力。在音乐欣赏过程中，由于音乐是一种流动的时间艺术，因而便要求欣赏者随着乐音的运动、变化，保持注意力的稳定性，从而能

17、够对乐曲有整体感，进一步了解乐曲所达的情感和思想。至于音乐的表演则更要求注意力的高度集中，这样才能及时表现乐音的变化进程。一旦注意力稍不集中，就会出现表演的差错，甚至中断。而自然科学研究中，面对极端复杂繁琐的计算及实验，注意力高度集中显得十分重要。与此同时，音乐还能提高感知觉能力的发展。音乐教育训练对人的听觉、视觉、触觉和运动感知能力的发展均有明显的作用。音乐表演实践对人们的众多感知觉能力的影响往往是综合性的。在音乐演奏练习过程中，需要将手指触觉、运动觉的反应同视觉对乐谱各种符号的把握相一致，而听觉会在随时检验这三者的准确程度。只有多种感觉器官同时活动，相互配合、协调运动，演奏者才能止确、完整

18、地掌握音乐。在自然科学研究中，尤其是生物学和化学实验过程中，一边思考一边动手实验无疑就像音乐欣赏。音乐还能够提高人们的联想、幻想和创造想象的能力，以及记忆和反馈能力。从认知心理学的观点来看，人的音乐能力主要属于一种程序性知识，具有一定程度的可代替性以及知识的可迁移性。而联想创造往往是划时代的伟大科学家们共有特点，比如突破人类思想极限的量子论，相对论的提出者薛定谔和爱因斯坦，日常生活的音乐欣赏大大帮助他们保持大脑鲜活的联想创造能力，记住物理规律得种种细节表象，积累到一定程度后在他们大脑中汇总，从而创造出划时代的理论。结语音乐作为一种主观色彩浓厚的艺术，不应该仅仅用来娱乐和放松，我们应该充分重视音

19、乐教育对自然科学的影响，针对性的做好音乐教育工作，培养出更多优秀的人才，促进科学发展和进步。 参考文献：1 徐淑云, 爱因斯坦的音乐情结J. 中国音乐教育, 2004.2 沈建军.音乐与科学J. 中华音乐文化教育基金会发行, 第 235 页, 1989.3 项爱斋, 张云亭, 张权, 等. 音乐刺激激活人脑情感系统的fMRI 研究J. 中国临床心理学杂志, 2006.4 吴守一.音乐与科学的不解缘J. 江苏大学学报 (社会科学版), 2003.5 修海林等.音乐美学通论M.上海:上海教育出版社.1999.6 李西林.音乐教育对人的素质提高的新证据J. 交响. 西安音乐学院学报, 2004.7 劳伦斯, 帕森斯. 音乐与人脑的发展J. 中国音乐教育, 2006.