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“一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者與普通學(xué)者相比，前者會演奏樂器的概率是后者的2倍，會藝術(shù)創(chuàng)作的概率是后者的7倍，會表演、舞蹈或魔術(shù)的概率是后者的22倍。”2021年12月19日，在“首屆文化遺產(chǎn)與科學(xué)、藝術(shù)高峰論壇”上，引自美國賓州大學(xué)沃頓商學(xué)院亞當(dāng)·格蘭特教授所著《原創(chuàng)者——不墨守成規(guī)的人如何改變世界》的這段文字，被管曉宏院士用來說明科學(xué)與藝術(shù)之間的融會貫通關(guān)系。
管曉宏現(xiàn)任西安交通大學(xué)電子與信息學(xué)部主任、智能網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家、清華大學(xué)雙聘教授。這位著名的系統(tǒng)工程學(xué)家，不僅在所從事的工程技術(shù)領(lǐng)域取得了卓越成就，還酷愛音樂，精于長笛演奏。工作之余，他與西安音樂學(xué)院交響樂團(tuán)合作，創(chuàng)辦了“藝術(shù)與科學(xué)的交匯”系列音樂會，擔(dān)任策劃、撰稿和解說，并登臺與樂團(tuán)合作演奏。他還兼任中央音樂學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，被所在高校學(xué)生戲稱為“不會吹長笛的教授不是好院士”。在管院士看來：“藝術(shù)思維與科學(xué)思維相互影響、相互促進(jìn)，音樂藝術(shù)蘊(yùn)含可遵循的科學(xué)規(guī)律，藝術(shù)思維啟發(fā)科學(xué)想象力和科技創(chuàng)新。”
管院士（左一）創(chuàng)辦的“藝術(shù)與科學(xué)的交匯”音樂會 自然界各領(lǐng)域普遍存在冪律關(guān)系，音樂領(lǐng)域也不例外。管院士所作的“藝術(shù)與科學(xué)的交匯促進(jìn)藝術(shù)與科學(xué)的共同發(fā)展”主旨報(bào)告，針對音樂旋律的冪律關(guān)系，提出了兩個(gè)科學(xué)問題：第一個(gè)問題旨在探索音樂旋律為什么服從冪律關(guān)系？第二問題與音樂旋律的愉悅感有關(guān)，沒有受過專業(yè)音樂訓(xùn)練的人為什么也喜歡優(yōu)美的音樂旋律？針對第一個(gè)問題，管院士帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)作曲理論建立數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)了音樂旋律的三個(gè)數(shù)學(xué)特征：大量重復(fù)的旋律以及高度統(tǒng)一的組織使得音樂旋律音程呈穩(wěn)態(tài)分布；旋律曲線具有明顯的波動特征，其光滑性趨于一較小常數(shù)——“旋律光滑吸引子”；各種音程特性各異，隨著音樂的持續(xù)進(jìn)行，旋律需要得到足夠充分的發(fā)展，從而使得旋律音程更加多樣化，“音程熵”繼而達(dá)到最大。根據(jù)上述數(shù)學(xué)特征，管曉宏院士團(tuán)隊(duì)將所研究的問題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的約束泛函極值問題，據(jù)此得到調(diào)性音樂的旋律音程逆累積概率分布函數(shù)服從冪律，從而證明了“好聽”的音樂旋律是符合冪律關(guān)系的。針對第二個(gè)問題，管院士提出假說：符合旋律變化和冪律關(guān)系的音樂更能使人產(chǎn)生愉悅感。這一假說需要腦科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)予以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。目前，管院士團(tuán)隊(duì)正在與清華大學(xué)腦科學(xué)團(tuán)隊(duì)合作研究這個(gè)有可能影響音樂創(chuàng)作方向且極為有趣的問題。
文化遺產(chǎn)是歷史存留給人類的具有科學(xué)、藝術(shù)價(jià)值，不可替代甚至是不可再生的寶貴財(cái)富，它既是人類的創(chuàng)新創(chuàng)造和智慧結(jié)晶，又是民族歷史、傳統(tǒng)和精神原貌的表征與見證，承載著原始、樸素、真實(shí)、豐富、珍貴的歷史文化信息和遺傳密碼。論壇由西京學(xué)院與中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會科學(xué)傳播工作委員會、科普研學(xué)專委會聯(lián)合主辦，旨在深入挖掘文化遺產(chǎn)豐富內(nèi)涵，促進(jìn)文化遺產(chǎn)與科學(xué)藝術(shù)相互融合，推動文化藝術(shù)創(chuàng)意賦能文化遺產(chǎn)發(fā)展，加強(qiáng)青少年文化遺產(chǎn)科普教育，實(shí)現(xiàn)文化遺產(chǎn)創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展。傳承、保護(hù)、利用好文化遺產(chǎn)，高度重視文化遺產(chǎn)的歷史借鑒意義和積極作用，是與會學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的議題。秦始皇兵馬俑被譽(yù)為“世界第八大奇跡”，是中國第一批列入的世界文化遺產(chǎn)。秦始皇帝陵園目前出土有陶俑約2000余件，其中大部分是從兵馬俑坑出土，其他陪葬坑也有少量文官俑、百戲俑、跽坐俑、箕踞俑等出土。秦兵馬俑究竟使用什么陶泥土質(zhì)、何種彩繪原料？其制作流程、塑型工藝、燒制技術(shù)如何？陶俑身上又蘊(yùn)藏有哪些科技、文化、藝術(shù)信息？怎樣科學(xué)修復(fù)、保護(hù)？這些問題備受世人矚目。張尚欣副研究館員闡釋了秦始皇帝陵博物院運(yùn)用現(xiàn)代科技手段破解這些秘密的艱辛歷程。研究結(jié)果表明，秦始皇兵馬俑陶胎使用當(dāng)?shù)卣惩铃窈蛠碜泽P山的沖積砂制作成陶泥，經(jīng)手工和模制塑型，并使用貼泥片法、減地法結(jié)合刮削抹等工藝制成兵馬俑泥坯，然后在1000℃左右的高溫還原氣氛下燒制而成。兵馬俑的彩繪用生漆做底層，采用無機(jī)顏料與動物膠調(diào)和涂刷，不同部位按照需要采用不同層次結(jié)構(gòu)的顏料層和生漆層。根據(jù)陶俑病害特點(diǎn)，博物院采取了一系列行之有效的保護(hù)、修復(fù)措施。
來自北京、上海、天津、陜西、浙江、湖南、云南、意大利等地的18位專家學(xué)者，圍繞著文化遺產(chǎn)與現(xiàn)代藝術(shù)教育、文化遺產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)融合、文化藝術(shù)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)與鄉(xiāng)村振興、文化遺產(chǎn)與青少年科普教育4個(gè)議題作專題報(bào)告。論壇致力于探尋真知、獨(dú)立思考、自由研討、觀點(diǎn)爭鳴、相互包容、求同存異、推動創(chuàng)新，以期打造高水平學(xué)術(shù)交流平臺。 有感于論壇成功舉辦，特填《踏莎行》詞一首，以表情懷：“文化遺存，科學(xué)藝術(shù)。溯源究底相通慕。民族血脈代傳承，文明土壤魂靈鑄。//獨(dú)立思考，致知格物。追真漫漫無窮路。求同存異貴包容，創(chuàng)新總在爭鳴處?！?/span>
注：本文將刊載于2021年12月24日《科普時(shí)報(bào)》“青詩白話”欄目。請關(guān)注蘇青“攜詩遠(yuǎn)行”微信公眾號，以獲取作者更多原創(chuàng)文章。如果您喜歡這篇文章，請在右下黃色六邊形“在看”處點(diǎn)一下，推薦給其他人。謝謝鼓勵(lì)！推薦：有關(guān)“首屆文化遺產(chǎn)以科學(xué)、藝術(shù)高峰論壇”的文章
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