第二卷 第一期二〇二五年01 期2025ISSN 3079-0239• 蜉蝣一日禅 钱定平• 科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道 丁瑶瑶 卢宝荣• 敦煌壁画中的化学密码与文明交融 GU JIAN 王利民• 赏析江明院士画作：《博士读书胜景图》 缪煜清• 彩色的影子 李佩芸ISSN-P : 3079-0239ISSN-O: 3079-0247

创刊寄语李政道先生认为，科学与艺术是一个硬币的两面，都以人类的创造性为基础，两者相融互通，成为激发人类无限创造潜能之沃土。实际上，科学中有艺术，美在其中，通过感受科学中的美能够激发人们对科学、对知识、对智慧的热爱与追求；艺术中也有科学，蕴含丰富的数学、物理、化学、材料等学科知识。艺术推动科学，可以放松身心、启发灵感、提升技能、塑造品德。科学促进艺术，有助于艺术理论的形成，科学所带来的新材料、新技术、新装置、新理论无一不丰富了艺术的工具、内容、形式与理论。科学与艺术就是这样水乳交融，不可或缺。科学与人文的关系也是如此，相互依存，彼此交融。因为这个世界是整体的，它不是按照学科划分的。学科是人为的划分，是为了学习、研究和管理的方便而做的划分，这个划分不应该成为画地为牢的障碍和局限。不管是哪个学科或专业，都应该有最基本的科学素养和人文素养，都要有全学科意识和广博的知识储备。建造高楼大厦必须要有宽厚深广的地基，《淮南子》有云：“水广者鱼大，山高者木修”，只有大海和天空才能容得下鲲鹏。澳门是多元文化汇聚之地，《科学与人文艺术》的创刊适逢澳门回归祖国 25 周年，希望本刊能为广大科学、技术、人文与艺术的爱好者或从业者提供一个学科交叉、交流与融通合作的出版平台，为推动人类科技进步和文化文明发展贡献力量。主编： 2024 年 12 月 20 日

编委会（以下排序不分先后）主 任 委 员：唐本忠（院士）委 员： 王利民、王笑军、卢宝荣、朱天舒、刘正平、刘 灏、杨 光、杭 弢、姜雪峰、莫尊理、蔡永莲、缪煜清、潘 登、袁 芳青 年 委 员：陆禹臣、欧阳瑞镯、顾颖颖、崔雪芹荣 誉 主 编：钱定平主 编：缪煜清副 主 编：朱天舒、欧阳瑞镯 秘 书 处：邬燕琪编辑部编 辑 主 任：邬燕琪责 任 编 辑：李 哲、陈 慧美 术 编 辑：陈斯若版权声明：凡向本刊投稿作者，请务必保证稿件内容的真实性和原创新。如出现抄袭、一稿多投等行为导致的法律后果，均由作者本人负责，本刊不承担连带责任。本刊有权对拟用文稿做文字上的修改、删减，对图表有权按规定、标准等要求做出适当的技术处理。凡不同意者，请在来稿时注明。SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS刊 名 题 字：编 辑：杨肖龙、何文锐、叶成福主 办 单 位：澳门科学出版社出 版 单 位：《科学与人文艺术》编辑部地 址： 澳门南湾大马路恒昌大厦 A座 11楼邮 编：999078电 话：(853) 6296-1666邮 箱：journal-office@mospbs.com网 址： https://moaj.mospbs.com/journal/sha印 刷：澳门翰林出版集团有限公司ISSN-P 号：3079-0239ISSN-O 号：3079-0247期 刊 订 阅：journal-office@mospbs.com

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS目录「 名家讲坛 」蜉蝣一日禅钱定平 001科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道丁瑶瑶，卢宝荣 010「 全球视野 」敦煌壁画中的化学密码与文明交融GU JIAN，王利民 017「 艺术赏析 」赏析江明院士画作：《博士读书胜景图》缪煜清 024「 百科文艺 」彩色的影子李佩芸 026古典音乐与化学的内在联系：从音符到分子黄赫喆 027音药协同：探索音乐风格对药物吸收的创新影响与机制解析孙令晔 036「 艺术创作 」AIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究冯书雅 0412025年 01期

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSCONTENTSMASTER LECTUREPerennial MayfliesQian Dingping 001Integration of Science and Art: Broadening the Path for Cultivating Innovative Talents in EducationDing Yaoyao, Lu Baorong 010GLOBAL VISIONThe Chemical Ciphers and Civilizational Convergence in Dunhuang Murals―― An Epic of Humanity Etched in Mineral CrystalsGU JIAN, Wang Limin 017ART APPRECIATIONAppreciation of Academician Jiang Ming's Painting: "The Scenic View of a Doctor Reading"Miao Yuqing 024ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCESColorful ShadowsLi Peiyun 026The Intrinsic Connection Between Classical Music and Chemistry: from Notes to MoleculesHuang Hezhe 027Synergistic Effects of Music and Pharmaceuticals: Exploring the Innovative Influence and Mechanisms of Music Genres on Drug AbsorptionSun Lingye 036ARTISTIC CREATIONResearch on the Application of Aigc Technology in the Field of Audio-Visual Creation of Intangible Cultural Heritage MusicFeng Shuya 041Vol. 2, No. 1 ( Jul. 2025)

科学与人文艺术2025 年 01 期名家讲坛001蜉蝣一日禅摘要：欧洲的初夏风光极好，是悄然来临的一篇晴柔，是万物复苏的一阵风流。傍晚，从敞开的窗口外，披着一肩夜色，带着四方蛙鸣，会扑进来一种小小飞虫，也给我带来了一片禅思……关键词：蜉蝣；通感；哲学中图分类号：I056 文献标识码：A钱定平“Seul l' éphémère dure.”⸺Eugène Ionesco唯有蜉蝣得永生。⸺尤内斯库一天有多么长？长到多事的一辈子！一天又是多么地短，短到方生即逝！提出这个哲学悖论的不是哲学家，⸺而是一种小虫子！我原来有个家在德国、奥地利的边境，邻居们就是附近月亮湖的一群湖泊，还连绵着阿尔卑斯山的余脉，兼得德、奥两国山川的浩大氤氲和蔚然秀气。小屋雅洁，视角绝佳，从后窗推开一湾小溪，前门开出一片池塘。舍南舍北皆春水，但见白鸟日日来。这里讲的白鸟就是天鹅了。欧洲的初夏风光极好，是悄然来临的一篇晴柔，是万物复苏的一阵风流。傍晚，从敞开的窗口外，披着一肩夜色，带着四方蛙鸣，会扑进来一种小小飞虫。小虫儿的头角、身体、翅膀几乎同家乡江南的豆娘一样，不同的是全身作浅黄色，而不是翠青色。仔细一瞧，嗨！那尾巴尖儿上还拖着三根长长的纤细胡须哩！小虫儿翅膀薄极了，像我故乡湖南马王堆里老太太的“素纱禅衣”一般，一定是那种让人无从感觉的一袭“暗物质”吧！可是，瞧啊，那翅膀一扑打起来，立刻就变成了浅兰色的一抹微云，真美妙绝伦！再探头从窗口远远向池塘望过去，只见水面上罩着一片轻雾，一团朦胧。于是，我被吸引着信步朝那片水儿走去……池塘中的那潭水辉映着环湖小径的路灯，波光粼粼。白天在湖上游弋的天鹅和野鸭都归巢了，水面是微微皱折着的一团墨绿。水中央有一座小岛，长着一大丛乔木。树阴向水面投射下一块块黑彩，一条条波光却又随心所欲地刺进暗影里，颤动成了或隐或现的条纹图案。这时，温软朦胧中唯一鲜活着、明朗着、刺激着的，就是月光和灯影下的这些小飞虫了。原来，先前我看到的一片轻雾、一团朦胧，就是万千小虫儿聚集在一起造成的一阵疏影横斜了。小虫儿并不显摆个人的飞行技巧，而是在一片“场”（field）的当中积极奋发地舞踊着。单个小虫儿毫不起眼儿，一大群就声势浩淼起来，带给人一种整体上、气势上的壮美之感。问一问邻人，说是小虫儿德文里「 名家讲坛 」通讯作者：钱定平 收稿日期：2025-04-16 录用日期：2025-05-26DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250545MASTER LECTURE图 1. 蜉蝣一日禅（仝锋绘图）

002SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS蜉蝣一日禅叫“一日蝇”（Eintagsfliege）。“一日”之“蝇”！我恍然大悟，这不就是我们古人经常提到的蜉蝣么！蜉蝣是中国文人骚客心仪的对象。《诗经·曹风》早早地就歌唱过：“蜉蝣之羽，衣裳楚楚……蜉蝣之翼，采采衣服”，把蜉蝣羽翼同妇女衣裙联系起来了，像轻云舒卷，如嫩柳拂水。《淮南子》进一步说：“蚕食而不饮，二十二日而化；蝉饮而不食，三十日而蜕；蜉蝣不食不饮，三日而死”，更作了昆虫学上的比较描述。待到明朝李时珍的《本草纲目》，更加了神来的一笔：“蜉，水虫也，……朝生暮死”，一句话抓住了蜉蝣的生态特征。西洋人也早就发现了蜉蝣夭寿，她的昆虫学学名叫做ephemeron，是希腊哲人亚里士多德给起的，意思直截了当就是“短促”。蜉蝣在英文里叫做“五月蝇”（Mayfly）。欧洲之春姗姗来迟，五月才露出春芽儿。这时，蜉蝣便伙同着春天一起降临了。蜉蝣的成虫很美：身姿闲雅，体态轻盈，犹如离魂倩女；四翅淡绿，翅脉纵横，好似身披轻纱；尾部有两三条细长的尾丝，有如古代美女长裙下拖着的飘带纷纷；停歇时翅膀恰似翩翩舞姬的裙裾千千折，平添千般风致。动物门的分类由宏到细为纲、目、科、属、种。蜉蝣居然有自己单独的蜉蝣目，世界上约有二千一百种，我国也有两百四十九种之多。其中，单台湾一地就有六十五种。而且，这些家族成员分别归入九个科，二十八个属，可谓家族兴盛，洋洋大观。我平时最喜欢看英国电视主持人戴维·阿腾波罗爵士（Sir David Attenborough）的动物节目。爵士为了制作新系列《矮树丛中生命欢》（Life in the Under-growth），兴冲冲跑到台湾，拍摄了著名的台湾紫斑蝶。我想，如果他早晓得台湾这儿的蜉蝣更加美妙，也许他会舍紫斑翅膀而就采采衣裳哩。那么，为什么要说这种小虫儿特别美妙呢？蜉蝣这种昆虫说来非常古老，早在三亿二千万年前，就已经在我们这小小环球活跃着了。昆虫需要变态才能成人，蜉蝣的变态类型为“原变态”。她一生要经历卵、稚虫、亚成虫和成虫四个生命乐章，不像标准的昆虫三态：卵、蛹和成虫。话说回来，在我家池塘边欢聚的其实只是雄成虫。那种成群结队的飞行叫做“婚飞”，名实相符，大有人文韵味。雄成虫一心一意婚飞时，雌成虫就像舞会上的端庄淑女一样，在旁边观察着、等待着、窥觑着。一旦瞅准自个儿心仪的对象，就飞进销魂阵中去与雄成虫交配。雌成虫受精后把卵产在水里。卵并不结成奇形怪状的蛹，而是发育成同成虫颇有几分儿像的稚虫，在水中捱过暗淡雌伏的光阴。稚虫一旦变为成虫，飞向空中极乐世界，几个小时就自然死亡了。成虫如此周郎短命，唯一的使命便是婚飞交配、繁衍后代了。更加有趣的是，为了节约时间，造物主甚至连吃饭的时间也不给。非但如此，索性把他们嘴巴（口器）的功能也顺便给取消了。由此可见，大自然多么精确缜密，一点儿也不浪费设计！说 “朝生暮死”，其实只是形容成虫春宵苦短，稚虫却命运不同。稚虫两侧和背部有适于水中呼吸的气管鳃，纤小微妙，精巧之极。而且，还有纤细的嘴巴，可以进食。稚虫一般能活一至三年之久，专吃高等植物和各种藻类，甚至还捕食水生的微小节肢动物，可见是个饕餮之徒。稚虫最后一次蜕去旧皮，长出四片翅膀，变成了体貌完备、图 2. 蜉蝣芳姿（网络图片，无版权要求，下同）

003科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛须眉毕现的亚成虫，也就迅速地进入了生命中那急管繁弦的华彩乐章……万类霜天，皆有其道。蜉蝣如此古老，又这样绝妙。大自然好象要借此告诉我们，她生来就是能工巧匠，不劳人类小子们几亿年后的今天才来称羡费词。蜉蝣虽小，科学内涵极其丰赡。目前，科学家之中正在形成一股“蜉蝣热”，希望从中进一步探索昆虫进化的微妙与奥秘……一、 蜉蝣生物学⸺根据我提出的通感论，事出反常（异质现象）必有“妖”⸺其实也就是新事物的起点！蜉蝣，这一独特的昆虫群体，命名背后意蕴是深深深几许。在古希腊语中，“εφημεροs”一词意为“仅一天的生命”，这也正是蜉蝣目昆虫的科学命名的由来。后来在法文中，它们被称为 Ephemères，同样传递着“朝生暮死”的寓意。德文中的 Eintagsfliege 以及英文中的Mayfly，也都表达了这一物种生命周期的短暂⸺在春夏之交，它们常以惊人的数量涌现，而后迅速消亡。蜉蝣命名的来源与短暂生命周期密切相关，在各种不同语言中的名称里都表现了这个特点。蜉蝣是一种所谓的原变态昆虫，一生会经历卵、稚虫、亚成虫和成虫四个阶段。蜉蝣虽微，但各个阶段自有鲜明的特立独行之点，或者说是一片怪趣。蜉蝣幼虫却是“吃饭”的，主要是以碎屑和藻类为食。它们可能会在石头和杂草间穿梭，通过啃食来获取食物。而有些蜉蝣幼虫还具有特殊的滤食性功能，能够以水中细小的食物颗粒为食。一些体型较大的种类也可能会是肉食性动物和掠食性动物。一般来说，小时候的蜉蝣并不挑食；它们会有什么就吃什么。特别，别小看了蜉蝣的幼虫，它们真自有其荣光称雄的时刻。其间，营养对蜉蝣发育过程中经历的龄期数量没有影响。但是，却会影响每个个体之体型的大小。一到蜉蝣逐渐长大，成虫会不会像一般昆虫一样、长出口器来？有的中国书上说蜉蝣的口器已经退化。其实，要说退化的是其功能，而非其器官本身。蜉蝣还是有嘴巴的！且说，中国生物学家把国际术语mouthpieces 翻译成口器，译的不错！口器名副其实是一种摄食的武器，而非美人的香吻（名词），像《聊斋》里描写美女那样柳腰款摆、“吹气若兰”。凡昆虫，口器无非以下四类（图 4，自左至右）咀嚼型（如甲虫）、吸取型（如峰类）、图 3. 蜉蝣真容（网络图片）图 4. 昆虫口器（网络图片）

004SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS蜉蝣一日禅虹吸型（如蝶类）和舔舐型（如苍蝇）。蜉蝣的口器属于第四类，是刀叉剑戟具备的全武行。它置而不御，是不战而屈人之兵的战略威慑力量。这就很奇怪了。这是未来反过来决定现在、也即反因果律的一个稀有例子。但是，正如尼采所说的“Zeit Raum und Kausalität sind nur Erkennt-niß metaphern, mit denen wir die Dinge uns deuten.（时间、空间和因果关系都只是我们解释事物的认知隐喻而已。）。因为它们以后的一辈子唯一的功能就是繁殖。繁殖后就立马火速、义无反顾走向死亡。从这时往前一推移，就一举索性节省掉了吃东西的嘴巴！于是，我们人类和蜉蝣都得其所哉！一个有趣的事实是，蜉蝣是唯一一种在幼虫期有长出了翅膀的昆虫。到了成年，蜉蝣就有了两对透明的漂亮翅膀，静息时垂直于身体上方（请见图 5）。而且，蜉蝣虽小，但是，从小就不甘示弱。如果若虫受到威胁，它们可能会抬起三条尾巴和腹部末端，做出类似蝎子般的姿势⸺真也不知道它是怎么猜想到的。如果这种姿势还无法驱赶入侵者，若虫甚至会将尾巴伸到身体上方，这就更像蝎子大王了。这种有趣的行为可能会使若虫在潜在的捕食者面前显得更大，以张声势。二、 蜉蝣文艺学⸺根据我的通感论，事出反常 （出现了异质现象），就必有魅也！我赞蜉蝣美妙，因为她有非比寻常的人文意蕴。这点我在其他文章里发明了一个词儿，叫做“挖掘自然的人文内涵”，我们中国人特别擅长此道。例如，獭祭，虎视，化蝶，心猿，吓飞燕，听冰狐，井底之蛙，老蚌珠胎等等，给自然孕育的天物穿上了人文意象的外衣，天人合一，融洽和美。而且，蜉蝣带给人类的，除了生灵美哉的享受，还有哲理慧哉的感悟，甚至也可以反衬出不同人群各自的审美观和民族性。上面列举了许多中国哲人对于这种小虫的描绘，就说明了我中华民族素来善于从宏观恢廓上来把握万事万物。再随便看看别人。前年日本某地举行“文学祭”，有一位女士写了一首俳句而得大奖。她的创作是：蜉蝣や静止の翅に暮色濡れ蜉蝣静止的翅膀润湿着暮色苍茫且读读日本话的短短十七个音节，却也表达着日本人在细枝末节上特有的纤细考究，可以说是以物状我了。而俄罗斯大地广阔，莽莽苍苍，便自不同。读一册最近的“莫斯科大学诗歌选”， 我发现了这样的诗句： Подёнка, он проходит краткий день,Его пугает собственная тень:Родившись, он умрёт – объятый страхом.蜉蝣，短促一天她就走了，自身的影子都让她魄散魂消！生，她就死，为惊恐所环抱！也还是携带着俄罗斯式的阴郁。令我想起，一次在伏尔加河畔听那船夫心曲……三、 蜉蝣数学⸺根据我提出的通感论，回到年轻时节曾经春风一度的老本行。且说，法国出过一位全世界最后一名十项全能型的科学家庞加莱。前几年，极端困难的“庞加莱猜想”给一位犹太裔俄罗斯数学家解决了，曾经轰动过好一阵子。为什么呢？就在这个猜想实在太离谱了。这儿，我们且先来谈谈庞加莱的一条怪怪的“回归”（或图 5. 蜉蝣（仝锋绘图）

005科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛这说“复现”）定理（Poincaré Recur-rence Theorem）。庞加莱的这条复现定理断言，对于某类系统而言，只要经过充分长但是有限的时间，一定会到达某个与初始态任意接近的状态，或者一定会返回初始态本身！例如，容器中的气体粒子会在一段时间后几乎精确地回到它们的起始位置。这条定理在许多系统都得到了证实。最终的关怀就理所当然落到了量子身上。几十年来，科学家们一直在苦心研究如何将“庞加莱回归定理”应用到量子物理学领域。最近，笔者颇为熟悉的维也纳科技大学的研究人员终于成功地在多粒子量子系统中证明了“庞加莱回归”。这项研究成果业已发表在《科学》杂志上。如果把蜉蝣出生和死亡的杂草丛和它本身看做一个系统，那么，蜉蝣的一天便是这条回归定理的生动体现了！且说，庞加莱不仅仅是要回归，他更加出格的法术就在他那个“猜想”上头。凡事把一些根本的东西给省略掉，就会出幺蛾子。蜉蝣的摄食器官给抽象掉了，它就觉得生无可恋，一天足够。拓扑学是把几何上的度量，例如长宽高等等统统给抽象掉料，它就一举无法无天了。庞加莱猜想就是一个范例。于是，拓扑学就只好研究空间中不具有度量衡特性的对象了，称之为流形。记得北大数学大三时，江泽涵先生给我们上拓扑课。江先生可不简单，他正是把拓扑学引到中国的第一人，这个流形也是他老翻译的。我想一定取自文天祥的“天地有正气，杂然赋流形”句。话说回来，流形的西文是Manifold。钱钟书先生在赐我的一通信函中，提出了另一个译名：虚涵大数。我觉得一“虚”一“涵”译得好，“大数”则存疑。且说，流形的典型例子可以用下面的图画加以呈现⸺（图 6）我常对文科学生说，如果要提高抽象思维能力，不妨学一点拓扑学。且看，以上的图形，我们不看长宽高软硬，而是只注重形状，而且，形状中我们又专门注意有没有“洞”。例如，第一个流形就是球（对于球我们又追注重球面），第二个是面包圈。这两个流形的差别只集中在一点：面包圈上有“洞”，而球则没有洞，如此等等。球（再次说明，我们实际上指的是球面）有个特点，如下。在球上画个圈圈，又把圆圈逐步缩小而且不离开球面。最后，可以缩成一个点。这个好的性质叫做单连通。面包圈就没有这个好性质。于是，庞加莱猜想就是说：单连通乃是所用的球⸺不管什么维度⸺都具有的好性质。据说，庞加莱原先提出的是如下猜想：在一个封闭的三维空间内，假如每条封闭的曲线都能收缩成一点，这个空间一定是一个球。数学味儿的说辞是：任何一个单连通的，封闭的三维流形一定同胚（受胎于同一胚子）于一个三维的球面。值得注意的是二维球和三维球。二维球实际上就是二维的球形壳，包裹着里面的三维球；而三维球乃是三维的球形壳，包裹着里面的四维球。可以粗略地想象成一个篮球外面粘上了好多小橡皮球。如此类推。这么看，一个高维的球是极端难以想象的，更不要说证明真么劳什子了⸺这正是对您抽象思维力的考验！于是，数学家利用通感思维提出了 Ricci流。其核心思想是把一个空间的几何结构像粘土一样流动，使得它的形态逐渐趋向规则⸺注意：这对于保留拓扑特性没有受任何妨碍！图 6. 典型的流形图（教科书图片）

006SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS蜉蝣一日禅从而揭示其内在的拓扑性质。例如，把上面那个篮球从内部努力地把它吹胀吹大。这样，对他的外部不会产生任何破坏拓扑不变形的影响，而又会变得比较容易处理了。但是，这也就产生了新问题：流形在演化的过程中，会出现“奇点”，就像水流在遇到岩石时形成的漩涡，无法直接被平滑化处理。格里戈里·佩雷尔的功绩在于：他不仅完全理解了 Ricci流的本质，还发明了另一种全新的“通感型”的数学工具：外科手术（surgery！很通感，不是吗？），专门用于处理奇点。就这样他证明了庞加莱猜想不再是猜想了！那么，如果我们从拓扑学来看蜉蝣，又会如何？蜉蝣正是一种流形：生物学上的流形：天地有正气，杂然赋流形。下则为河岳，上则为日星。于人曰浩然，沛乎塞苍冥。皇路当清夷，含和吐明庭。时穷节乃见，一一垂丹青。……其中，“时穷节乃见，一一垂丹青”非常贴合蜉蝣一生。“时穷”则它们就从容赴死，其节气赫然显现而奕奕生辉；因为已经完成了生命之为生命的神圣使命，而可以垂范丹青了！反观这个世界上那些个蝇营狗苟苟活着的各种人物，高尚得是不可以道理计了！四、 蜉蝣科学⸺简化事物揭本质。我在一生的科学生涯里，一直告诫自己要学会抓住事物的本质；其中的诀窍就是把复杂问题简单化。但是，我们往往又有一种倾向，就是把事情考虑得过于复杂。须知，事物的本质其实极为单纯。有一条“奥卡姆剃刀定律”（Ockham's razor），是由 600多年前英国教士威廉·奥卡姆（William Ockham）的一句格言“如无必要，勿增一物”引申而来的。它的意思是：在我们做过的事情中，可能绝大部分是毫无意义的，真正有效的活动只是其中的一小部分，而它们通常隐含在繁杂的事物中。找到关键的部分，去掉多余的活动，夺取成功这件事就由复杂变得简单了。奥卡姆说：“切勿用较多东西去做用较少的东西也可以同样做好的事情，否则那就是浪费。”“奥卡姆剃刀定律”在欧洲曾使科学、哲学从神学中分离出来，引发了欧洲的文艺复兴和宗教改革，而其深刻意义也在时间的沉淀中变得更加广泛和丰富了。日本著名数学家广中平佑曾说：看似复杂的现象，其实不过是简单事物的投影而已。不管在工作还是生活中，我们都应该具备把事情简单化、直接抓住事物本质的“高层次的眼光”。特别，以我本人略微熟悉的数学而论，她的本质不是把简单的事情复杂化，而是把复杂的事情简单化。（The essence of mathematics is not to make simple things complicated, but to make complicated things simple.）。但是，“如无必要，勿增实体”这句话一旦用到了蜉蝣身上，就太可怕了：可不是，奥卡姆剃刀把它们的嘴巴首先剃掉了。而且，是首先判决其“无必要”，再推论并强行宣判它们只须活一天的夭寿就足足够了！这样彻彻底底、干干净净来看的话，什么蝴蝶展翅、孔雀开屏，什么雄狮咆哮、腊象奔突，什么人约黄昏、呢哝软语，都是一片片假象，遮盖不住最底层下的毫无必要之下、赤裸裸的实质，一种植根于最简原则、极度简洁了的事物的这种空白骇怖，那份恶像狰狞！我不禁又想，“如无必要，勿增实体”如今也开始威胁人类了。最近以来，人工智能横行世界，我周围一些小朋友已经使用之得心应手了。他们作文章、绘图画乃至写情书，全靠AI而不动脑子了。这叫我不禁想到，那么是不是会有一天，他们的大脑也会被宣布为“如无必要”之物，而给算作“忽增实体”之列呢？我不仅越想越怕，决定暂时不做“人工智能”，而只做“智能人工”！事物简单化犹如把东西搁到亿万倍的显微镜之下，如无必要的各路神仙都会出现我们眼前。是丑是美、是祸是福还真难料！把我们周围的事物、以及自己的身体的细胞无穷倍方法试试看。在一个水分子中，两个氢原子和一个氧原子通过化学键结合成水分子。由于原子核带正电，电子带负电，所以我们可以说，所有的化学键都是由两个或多个原子核对电子同时吸引的结果所形成的。化学键举凡有三，即离子、共价和金属。所以，终极事物从这种极小处看，也无非就是由这三种化学键撑开了的原子群，如此而已，岂有他哉！我们人为万物之灵，也逃脱不了这种无情无义、无声无息、

007科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛绝无终极关怀的宿命。据说，一只麻雀一辈子能养育一百五十多只小麻雀。可是，当她（他）步入最终时刻而垂垂然挣扎扭转的时候，她如果举首望天，却没有一只麻雀会飞落下来为她送终……（见上面图 7）真还不如蜉蝣仙子的无牵无挂、一日逍遥！蜉蝣的活动其实深深感受到化学的作用⸺钱氏通感论的观点。法国化学家、化学之父拉瓦锡说过一句智言隽语：“无所灭兮无所生，一切全赖变换成。”（Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme）。蜉蝣活动和生长的变化就在于周围环境在化学上的变化。⸺我们由此似乎可以找到蜉蝣如此怪异的某一些根源。还可以推广之⸺正像我们我们在化学中找到万物千变万化之根一样。美国科学家发现，在科罗拉多州西部的高海拔溪流中，与没有鱼的水域相比，在有鳟鱼的溪流中，蜉蝣幼虫的味觉发育得更好。但是，到成熟时体型却变得比较小。实际上，是鳟鱼所散发的某种化学物质造成了这一切。（图 8）在一定的意义上说，动物学的尽头是化学！外激素和动物交配的关系不用多说，化学反应也是肌肉收缩的驱动之力。肌肉收缩是生命中很基本也很重要的生理过程，是保证动物正常生命活动的前提。而肌肉收缩的基本单位是肌纤维，其中一个关键的过程就是肌肉细胞中的ATP⸺腺嘌呤核苷三磷酸（简称三磷酸腺苷）在起作用。所以，一切都实实在在只存在与变换之中。具有深厚科学素养的伟大哲学家恩格斯在其名著《反杜林论》里，用下面这一段话对物质的和精神双重世界的真实面貌作了最为科学、最最深刻、最有远见、最富启发、最具成果的定性描绘：当我们深思熟虑地考察自然界或人类历史或我们自己的精神活动的时候，首先呈现在我们眼前的，是一幅由种种联系和相互作用无穷无尽地交织起来的画面，其中没有任何东西是不动的和不变的，而是一切都在运动、变化、生成和消逝。这种原始的、素朴的、但实质上正确的世界观是古希腊哲学的世界观，而且是由赫拉克利特最先明白地表述出来的：一切都存在而又不存在，因为一切都在流动，都在不断地变化，不断地生成和消逝。世界，无论客观的或是主观的，原来竟然是因缘巧合之下，由万事万物之间相互联系、互相作用、变化运动而交织起来的一张“织网”！我们宁愿把这张硕大无朋的网看成一柱根广叶茂的大树。这也就是钱氏通感论的理据和基础⸺丛认识世界上说，一切都交织着、联系着，剖析他物才能理解此物；从表现世界上看，一切又都沟通着、交汇着，贯通他物才能表现此物；从改造世界看，一切又都交叉着、纠缠着，联系他物才能实现此物！举个例子。如果地球和所有天体都突然一下子停止了自转，而周围却还是保持着他们的太空旅行的速度，这世界会变成怎么样？须知，地球的赤道是以每秒 470米的速度相对于它的轴心自转着的！这时，人欲停而风不止，首先，85%的人类将经受每小时数千里的飓风袭击。于是，一下子地球上的文明将荡然无存⸺就因为赤道停转了这区区一秒钟！我这里不是荒腔走板。这些因为世界联系而连带发生的可怕蝴蝶效应处处都有，明明白白在一本科学奇书 WHAT IF ? Serious Scientific Answers to Absurd Hypothetical Questions白纸黑字写着！图 7. 麻雀的宿命（仝锋绘制） 图 8. 鳟鱼所散发的化学物质（仝锋绘制）

008SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS蜉蝣一日禅五、 蜉蝣哲学⸺一日禅机。生命吞噬着生命，最强大的、最贪婪的、最凶残的和最狡猾的活了下来。这就是动物界的丛林法则；甚至，宇宙学研究竟然也证明了，星体之间居然也是如此。今日个我们可是开了眼界，看到了丛林中、环宇间的高洁之士⸺蜉蝣！它们可说是垂范于天下环宇！而且，也给我们人类树立了一个必须学习而又似乎不可企及的榜样！所以，以蜉蝣观蜉蝣，便会立刻觉得生命圆满，别无他求了。您看她们衣衫华美，生命也华美，就像她的翅膀，更像她的舞姿。生命是短暂了点儿，但是却也充实快活，没有生的大喜大悲；“食、色，性也”，蜉蝣连饮食都舍弃了，活着的艰难困苦便一下子少了一多半，还会特别烦恼苦闷么？所剩下的，便是一天的欢乐放纵，也就尽够了。所以，《淮南子》说：“鹤寿千岁，以极其游，蜉蝣朝生而暮死，尽其乐，盖其旦暮为期，远不过三日尔。”再看西洋，便有一篇安徒生童话，说的是大树和蜉蝣的一番对话。大树说自己可以活千百岁，你蜉蝣小子活一辈子简直就是我的一瞬间了。蜉蝣却说，我的一天就等于快快活活的千万个一瞬间，只要活得快意，怕他什么高低之分呢？再说，人最怕老去，蜉蝣却不怕，她连老的概念都没有，还会怕么？生命就在兴隆鼎盛、飘飘欲仙之后的第一时间，突然赫然而嗑然地结束了，倒也圆满地完成了宇宙间的根本。所以，从蜉蝣看蜉蝣，便懂得世间另有一种生命价值。就会觉得这种争分夺秒、渴饮今朝，也是一种活法，也就不会有酒醒梦回的感叹了。这不也是一种境界么？难怪，有位奥地利诗人要如此吟唱：“蜉蝣是何等奇妙的生灵！从她可以学习到一条本事，在二十四小时之内怎能办完一切事情！”（Ein Tier, von dem man lernen kann, was sich in vierundzwanzig Stunden alles machen läßt.）但是，以我身观蜉蝣，便会马上感觉生命正是一场绵绵遗恨。漫说古今中外，蜉蝣是文学关注的中心之一。从这种小虫汲取灵感的作品不晓得有多少，但都是负面形象，随手就可拈来林如是女士的小说语，“爱即使有承诺，也像朝生暮死的蜉蝣”，不亦悲夫？《庄子》是很受蜉蝣感召的了，他说“小知不及大知，小年不及大年。 奚以知其然也？朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋，此小年也。”这句讽喻为世人万代传诵，也一定让蜉蝣们汗颜羞愧。直到今天，还不断有诗人讽刺蜉蝣。如最近美国加州一位诗人就唱道：直到结束自己的生命，蜉蝣再也看不见黎明。想一想他在早上诞生，却碰不到第二个清晨……《前赤壁赋》中却是“驾一叶之扁舟，举匏樽以相属。寄蜉蝣于天地，渺沧海之一粟。”苏子不但把纤尘蜉蝣与浩瀚沧海并提，而且寄兴蜉蝣而藐视沧海，境界情思要雄浑阔大多了。但是，仔细一想，从蜉蝣的负面形象难道不能抽取正面意蕴吗？《圣经新约》《若望福音》里，耶稣基督就从正面宣传了虽死犹生的概念：“一粒麦子如果不落在地里死了，仍只是一粒；如果死了，才结出许多子粒来”。这恰似正在解构蜉蝣一生的积极色彩。这是蜉蝣禅理的正面，说明生死转化、繁衍进化的定规。可惜的是，人生的意义与景况绝非这样简单，人类的忧伤和悲怀也远远不尽于此，于之奈何？西汉淮南王刘安出身帝王之家，却并不沉湎片刻欢娱，而喜欢具有永恒意义的辞章伟业。他说“蜉蝣朝生而暮死，尽其乐”，这也可以说就是蜉蝣的“一日禅机”了。我要问，从人来反观蜉蝣，这尽其乐，又乐在哪里呢？乐就乐在争分夺秒而内容充实了。世间伟大人物自知生来赋有使命感，常常活得像蜉蝣一样急急冲冲，同时也就乐在其中了。有位德国文人这么赞颂歌德：“这就是诗人的痛苦了—不就是他这位百年伟人，用他那蜉蝣般的急切来拥抱整个世界么？” （Und das der Schmerz eines Dichters! Ist der ein Mann des Jahrhunderts, der mit solchem Herzen einer Eintagsfliege die Welt umfaßt?）。您请看：讲得绝不绝？衡括斋主于是说：万类霜天，皆有禅衣；各尽其妙，就是禅机！（本文原载上海《文汇报》，台湾《中国时报》转载。收入台湾九歌出版社《九五年度散文选》，2025年 5月 26日改定于上海“衡括斋”）

009科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛作者简介：钱定平 北京大学数学本科与复旦大学语言学研究生毕业，专业为电脑科学和语言学。早年在电脑“汉字信息处理”取得突破，遂为欧美多所大学聘任为客座教授。在此期间，钱定平同时在文学院和理学院任教，并创导“理科当作文科教”教学改革。回国后，从事文学创作。迄今已在大陆与海外出版长篇小说、散文随笔与翻译作品二十余种，其译作《朗读者》（原文为德文）销售数百万。多年来，他致力于融通科学与人文，并提出了“钱氏通感”创新学说，其英文著作 Synesthesia Decodes Innovation 于去年在新加坡出版。Perennial MayfliesQian DingpingAbstract: In my garden by the pond, in Salzburg, I saw and felt listening the Mayfly as an Eternity——Beating hearts in a whole day only for love but never needing digestion! Oh ! An hour long of love whisper means perennial! Love, a whole eternity looped into one day. You are so skilled at that ——twisting time and shapes to suit you as you like: All putting together! Just as Topology that twists shapes into putting together such as transforming manifold! And I’m always here thinking that you finish all and all in one day! In the exceptionally efficient and economical way of, say, SYNESTHESIA !Keywords: Perennial Mayflies; Synesthesia; Philosophy

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道010科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道摘要：在全球科技竞争日趋激烈的今天，培养具有创新思维和创造能力的高素质人才，对于我国实现创新驱动发展战略至关重要。尽管我国的人才培养模式在不断进步，但与创新驱动发展的需求相比，仍存在一定差距。因此，在人才培养过程中，迫切需要拓宽教育赛道、加强科学与艺术的融合、促进各学科之间的交叉。通过增强学生对美的感知和科学精神的培养，全面提升他们的科学素养和研究热情，激发创新潜能，为国家科技振兴和创新驱动发展提供坚实的人才支撑。关键词：科学与艺术；创新人才；学科交叉；科学素养中图分类号：G40-05 文献标识码：A丁瑶瑶 1，卢宝荣 21. 浙江传媒学院设计艺术学院 浙江 杭州 3100002. 复旦大学生命科学学院 上海 200438习近平总书记在党的二十大报告中强调：“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”ꨁ该报告中绘制了三个“坚持”和三项“战略”的创新发展蓝图，为中国在世界百年未有之大变局和激烈国际竞争形势下崛起、实现科技振兴的强国梦和换道超车的宏图大略，指出了明确的奋斗方向。在这仅由几十个字组成的国家振兴与发展的重要思想和战略中，“创新”这个关键词就出现了两次，可通讯作者：丁瑶瑶 邮箱：dingyaoyao@cuz.edu.cn；卢宝荣 邮箱：brlu@fudan.edu.cn收稿日期：2025-04-07 录用日期：2025-05-10基金项目：本文系“浙江省教育科学规划 2025 年一般规划课题”《人工智能背景下高校艺术生创造力培养机制研究》（编号：2025SCG219）阶段性成果。DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250528ꨁ 习近平 . 坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力 . 中国教育报，2022 年 10 月 6 日 .ꨂ 江龙华 . 论基于创新型人才培养的高校教学模式改革 . 现代大学教育，2007（5）：102-105.见创新理念是中国发展的核心和重要支撑。创新驱动发展需要一大批具有创新能力和创新思维的社会主义建设者，这就是为什么创新人才被列为国家发展的第一资源和战略基础。教育工作是培养和孕育国家发展所需人才的战略要地，而具备创新思维与创新能力的人才，是国家实现创新驱动发展的第一资源。这些创新人才将在国家的科技振兴中开辟新赛道、拓展新领域，为推动高质量发展提供强大的动力。因此，加快教育强国的进程，不断培养创新人才，对于推动我国科教兴国和人才强国战略，促进新质生产力的迅速发展，具有至关重要的作用。然而，我国目前的教育和人才培养还面临着诸多挑战。首先，在教育中对学生的能力培养重视不够，尤其是探索能力、实践能力、综合能力以及创新思维能力的培养不足。ꨂ 由于传统教育更重视书本知识考核而轻视思考、实践和劳动教育等，过分强调学习的结果而忽略了学习的过程，导致学生缺乏学习的热情和创意实践的基础。这种应试教学模式使学生只注重知识点的背诵，导致学生知识面窄、基础不牢固、习惯定式思维、缺「 名家讲坛 」

科学与人文艺术2025 年 01 期名家讲坛011MASTER LECTURE乏创新意识和想象力等。ꨃ 这使得部分学生提不出问题，尤其是具有创新意义的科学问题。ꨄ 其次，学校缺乏创新思维和创新能力培养方面的师资力量，ꨅ 无法为学生提供相关创新培育与指导的条件。ꨆ 最后，缺乏创新能力培养的具体方法和评价标准体系，导致学生对创新概念与内容的认知模糊以及价值导向的偏差。ꨇ本文旨在结合国家创新驱动发展和创新人才培养的战略目标，针对当前教育现状与面临的挑战，深入分析与探讨人才培养过程中如何打破学科壁垒、促进科学与艺术的深度融合。通过这种教育模式，进一步激发学生的创新潜能、拓宽创新人才培养的路ꨃ 岳晓东 . 大学生创新能力培养之我见 . 高等教育研究，2004（1）：84-91.ꨄ 唐安奎 . 略论高等教育中的问题研究 . 高等教育研究，2005（5）：67-70.ꨅ 林于良、曾晨 . 高校创新创业教育的分析与建构 . 黑龙江高教研究，2016：108-110.ꨆ 高新发 . 改革大学教学模式培养大批创新人才 . 高等教育研究，2000（6）：45-47.ꨇ 钟柏昌、龚佳欣 . 学生创新能力评价：核心要素、问题与展望——基于中文核心期刊论文的系统综述 . 中国远程教育，2022（9）：34-43.ꨈ 张丰乾（编）. 庄子·天下篇注疏四种 . 北京：华夏出版社，2009.ꨉ Seginger, G. Louis Bouilhet et Flaubert. Épistémocritique. Revue de littérature et savoirs, 2014: 361-378.径，为培育具有创新能力和创新思维的高素质人才提供理论依据和实践指导，以此支撑国家创新驱动发展战略的实施。一、 科学与艺术融合基础的溯源科学与艺术相融的思想在东西方文化中都有深厚的根基。两千多年前，庄子就提出：“判天地之美，析万物之理，”（见图 1）ꨈ 清楚表明跨学科知识与技能的综合运用对理解复杂世界的重要价值。“美”即以艺术的眼光来欣赏事物的表象与和谐；“理”则代表了支配事物外在表象以及美的内在原理，也即是大自然运行的规律。在现代视角下，这种认知就是将“艺术之美”与“科学之理”紧密联系。无独有尔，两千多年前古希腊的自由艺术，就同时涵盖了语法、修辞、逻辑、数学、几何、音乐与文学，艺术与自然哲学（之后发展为科学），表明艺术与科学紧密相连、不可分割。意大利文艺复兴时期著名画家拉斐尔·桑西的《雅典学院》油画作品（见图 2），就重现了西方最古老学府“雅典学院”的辉煌。这幅作品以跨时空的手法，让古希腊自然哲学和艺术巨擘们汇聚一堂，有“哲学三杰”的苏格拉底、柏拉图和亚里士多德，数学家毕达哥拉斯，物理学家阿基米德，天文学家托勒密，还有青年君主亚历山大大帝。关键的手笔是在殿堂上方矗立着两尊塑像：左边是“音乐之神”阿波罗，显然他“判天地之美”掌管艺术；右边是“智慧女神”雅典娜，她“析万物之理”掌管“科学”。著名法国现实主义小说家、自然主义文学鼻祖居斯塔夫·福楼拜（Gus-tave Flaubert）曾指出：“越往前走，艺术越要科学化，同时科学也要艺术化。两者从山麓分手，又在山顶汇合。”ꨉ由此可见，无论在中国还是西方的文化传承中，科学与艺术本就是一家，图 1. 中国道家学派著名代表人物庄子的“天地美”与“万物理”世界观

012SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道它们源远流长，都是推动人类进步的关键力量，这种跨学科融合不仅有坚实的认知基础，也是未来创新不可或缺的核心力量。二、 科学与艺术融合对当代教育的启示在 20 世纪 50 年代科学与艺术融合教育的重要价值就倍受关注，令人意想不到的起因竟是美苏太空竞赛。1957 年 10 月，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克 1 号”。紧随其后，1961 年 4 月又首次发射了载人宇宙飞船“东方 1 号”（图 3）。这样的首创，在全球引起广泛关注，更是在美国引起了朝野震动，因为美国自认为在航空航天技术领域遥遥领先。为了探索失去先机的根源，1967ꨊ Public Law. Goals 2000: Educate America Act. https://www.govinfo.gov/content/pkg/COMPS-10707/pdf/COMPS-10707.pdf， 2004-12-03 / 2024-02-25.年，哈佛大学教育研究生院启动了“零点项目”（Zero Project）。该项目经过十年的研究，结果表明：美国在科学教育方面领先，但其艺术教育相对滞后。也即是，美国当时的教育体系过于偏重理性智育，而忽略了美育的重要性；同时发现，苏联和美国的科技人员在文化内涵、艺术修养和人文素质方面不一样，导致了美国在一些科技领域，包括空间技术的落后。该项目最终强调：在人才培养中加强艺术教育，开发大脑的思维空间和形象力至关重要。“零点项目”的研究成果对美国教育的改革产生了深远影响。1994 年，美国国会通过了克林顿政府提出的《2000 年目标：美国教育法》（Goals 2000: Educate America Act）。ꨊ在该教育法中，第一次将艺术教育放置到了与学科教育同等重要的地位。从美国“零点项目”的研究和教育改革的启示中可以看出，艺术教育具有强大的“转换价值”，也即是能够通过艺术教育所获得的技能和认知可以应用到其他不同的领域中。这种价值在促进学生的好奇心、想象力、创造力、批判性思维和解决问题的能力等方面均至关重要。科学和艺术教育的融合受到越来越多的关注。自20世纪90年代末以来，STEM 教育，即整合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和 数 学（Mathematics） 的 教 育 模 式逐渐流行，STEM 教育旨在加强学科间的联系和融合，以此提升学生的综合能力。随着国家对艺术教育作用认知程度的逐步提升，艺术（Arts）教育已融入 STEM 体系，并且催生出STEAM 教育模式。这种集科学、技图 2. 智慧的殿堂：拉斐尔·桑西（Raffaello Santi）的巅峰之作《雅典学院》图 3. 苏联宇航员尤里·阿列克谢耶维奇·加加林完成了人类第一次进入太空的创举

013科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛术与艺术为位一体的 STEAM 学科融合教育模式，不仅极大丰富了科学教育的内容，也提升了对美的感悟，激发了学生的好奇心、想象力、创造力和批判性思维，培养学生的科学素养与创新能力。三、 科学与艺术融合增进创新的原理加强科学与艺术融合、激发创新意识的基本原理在于两者之间的相互激发、影响与补充。这种跨领域的结合，不仅促进了知识的交叉渗透，更在深层次上激发了创新的潜能，为探索未知、推动学术进步提供了坚实的理论基础和实践路径。这种跨学科的融合以及在教育中的优势主要体现在以下四个方面：第一，促进心智与技能发展。艺术教育能够培养学生的视觉感知能力、空间想象能力和抽象思维能力，为科学探索和技术创新提供必需的基础技能。罗伯特·鲁特 - 伯恩斯坦（Robert Root-Bernstein）等学者均认为，科学家使用观察、成像、抽象、模式化、类比、空间思维、建模和综合等心智“工具”，ꨋ 对科学创造至关重要。例如数学家伯努瓦·曼德尔布罗（Benoit Mandelbrot）习惯于从一幅草图开始，ꨋ Root-Bernstein, R. S., & Root-Bernstein, M. Sparks of genius: The thirteen thinking tools of the world's most creative people. Houghton Mifflin Harcourt, 2001.ꨌ Mandelbrot, B. B. The Fractalist: Memoir of a scientific maverick. New York: Pantheon Books, 2012: 70-72.ꨍ The Nobel Prize. John E. Sulston biographical. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2002/sulston/facts, 2002-4-21 / 2024-4-21.ꨎ Weisburd, S. The spark: Personal testimonials of creativity. Science News, 1987, 132(19): 298-301.ꨏ Planck, M. Scientific Autobiography and Other Papers (F. Gaynor, Translation). New York: Philosophical Library, 1949: 109.ꨐ Wilson, R. R. Starting Fermilab. Universities Research Association, 1992.为了美学上的完整而不断调整，总是在数学和艺术之间切换，从而使得每个图形空间更加和谐。ꨌ 又如物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday），通过他的艺术想象力，“看到了”电力场中的磁力线，并由此发现了电磁感应现象并创造了世界第一台交流发电机。因此，艺术思维在科学发现过程中，在“灵感”产生的“一刹那”，发挥重要且不可替代的作用。第二，提升操作技能与“动觉”。艺术教育鼓励感性思维和问题的创造性解决，可以帮助学生跳出传统的定式思维模式。例如，列奥纳多达芬奇（Leonardo da Vinci）对人体、动物、植物和飞行机器等充满好奇并动手进行精细研究，并通过精湛的绘画技巧深入探索人体解剖结构。他对细节的观察和手部的展现技能（绘画）极大地促进了在科学研究中的创新。他的两幅传世之作《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》，都运用了人体解剖学知识和透视学的基本原理，成为科学与艺术结合的精品和典范。再如，诺贝尔化学奖得主约翰·E·萨尔斯顿（John E. Sulston），将自己的成就归功于他的“手部知识”，即操作技能。他认为自己是一个手艺人，一个创作者和一个实践者。ꨍ第三，培养想象力和类比能力。艺术与科学的结合能够帮助学生在处理复杂或抽象问题时，通过想象和类比的方式寻求解决方案。“类比”涉及不同事物在功能、结构或过程上相似性识别与比较，缺乏想象力则很难获得结果。艺术教育能以崭新和富有成效的方式让学生打开“脑洞”、开阔思维，有利于提高类比能力。盖尔曼（Murray Gell-Mann）曾指出：“不管是艺术家，还是科学家，都在经历相同的创作过程。”ꨎ 诺贝尔物理学奖获得者马克斯·普朗克（Max Planck）是一位酷爱音乐的钢琴家，他受到乐器的振动弦的启发，通过想象电子作为振动的“弦绕”原子核旋转，创造了量子原子的基本概念。他还强调在思想探索中必须拥有一种生动的直觉和想象力，这些具有创新性的想法无法通过演绎而产生，只能通过艺术创造中的想象力而产生。ꨏ 另外，物理学家兼雕塑家罗伯特·拉斯本·威尔逊（Robert Rathbun Wilson）描述了他在设计加速器时，如何将科学发现视为雕塑品一样的制作过程，强调理论之美和科学仪器之美的相通。ꨐ第四，增强情感赋能与社会服务技能。科学与艺术的融合不仅能够提升心智、动手能力、技术操作和理性思维的能力，还增强了情感赋能、情商、美商以及社会交流和服务的能力。通

014SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道过美育和艺术教育，学生能够更好地理解和表达情感，培养人文情怀和同理心，即设身处地理解他人以及掌握更广泛的社会交往能力和技能。同时，通过科学教育能够培养并形成的团队合作精神和解决问题的技巧，与艺术教育形成的创新和跳跃思维相互融合，使学生能够在未来的职场与社会环境中具有更强的生存能力、适应能力和竞争能力。由此可见，在创新与创造过程中，最重要的是创新“孵化”，而创新与创造的过程虽然无法迅速找到有效的解决方案，但是“思想发酵”最为重要，在“思想发酵”过程中，如果能够感悟到美的一瞬间，就会带来创新并发现事物之“理”⸺自然规律（图ꨑ 习近平 . 坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人 . 人民日报，2018-09-11.ꨒ Ramon y Cajal, S. Precepts and Counsels on Scientific Investigation: Stimulants of the Spirit. Pacific Press Publishing Association, 1951.4）。因此，通过持续的艺术教育和创造性思维训练，就能够激发学生的感性，即“非线性”和“非常规”的创新思维，这对于扩展科学的边界、推动技术创新和实现创新驱动发展战略均具有重要作用。四、 科学与艺术融合激发创意的路径培养具有创新思维和创新能力的高质量人才对国家的科技振兴和实现创新驱动发展战略至关重要。习近平总书记在2018年全国教育大会上强调，必须坚持“五育并重”，全面培养社会主义建设者和接班人。ꨑ 为实现这一目标，需要培养既精通科学技术，又具备人文情怀和艺术修养的复合型创新人才。艺术教育应该成为创新人才培养必不可少的核心课程内容。圣地亚哥· 拉 蒙 - 卡 哈 尔（Santiago Ramony Cajal）认为，那些伟大的科学家之所以能够脱颖而出，关键就在于他们的内心充盈着极为丰富而且活跃的想象力。从外在表现看，他们似乎在不断地分散精力，消耗着自身的能量；但实际上，他们是在以一种独特的方式引导并强化着这些能量，从而推动着科学探索的进程。ꨒ 因此，在培养新时代创新人才的过程中，需要巧妙融合科学与艺术的教育，从而激发学生的创造力。科学与艺术融合激发创意的基本路径可分为以下三个方面：图 4. 大自然的外在美能够激发“思想发酵”并让人一瞬间感悟到内在规律⸺“理”的存在（卢宝荣 拍摄）

015科学与人文艺术2025 年 01 期MASTER LECTURE名家讲坛第一，促进学生的视觉感知能力，提升他们的“视觉智性”。视觉感知能力被认为是培养心智工具的有效途径之一，因为它可以促进学生的观察力、空间想象力、模式识别、几何思维能力和对空间的记忆力等。提升学生的视觉智性涉及到一系列的课程，包括人工智能辅助设计、绘画、制图、雕塑等。ꨓ 其中，绘画是一门重要的课程，有的学者指出绘画比人工智能辅助设计程序更容易激发思路的流畅性。ꨔ 可视化和建模技能也能够通过包括雕塑和绘画课程在内的艺术课程实施而得到了提升。ꨕ 许多学习医学的学生在成为医生和护士之后，都被证明受益于他们的绘画课程。ꨖ 因此，科学与艺术的结合能够丰富学生的“视觉思维”，可以使学生增强他们在科学研究和技术创新中所需要的、与空间想象力和多维度思维相关的关键认知能力⸺视觉智性，从而更有效地理解和处理复杂的科学问题，进而提出创造性的解决方案。第二，加强学生听觉感知能力，提升他们的“听觉观察”。美国医学教育家萨尔瓦托雷·曼吉奥内（Salva-ꨓ Uttal, D. H., & Cohen, C. A. Spatial thinking and STEM education: When, why, and how? In B. Ross (Ed.), Psychology of learning and motivation. Academic Press, 2012: 57.ꨔ Won, P. H. The comparison between visual thinking using computer and conventional media in the concept generation stages of design. Automation in Construction, 2001, 10(3): 319-325,ꨕ Halpine, S. Introducing molecular visualization to primary schools in California: The STArt! teaching science through art program. Journal of Chemical Education, 2004, 81(10): 1431.ꨖ Grossman, S., Deupi, J., & Leitao, K. Seeing the forest and the trees: Increasing nurse practitioner students' observational and mindfulness skills. Creative Nursing, 2014, 20(1): 67-72.ꨗ Mangione, S., & Nieman, L. Z. Pulmonary auscultatory skills during training in internal medicine and family practice. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1999, 159(4): 1119-1124.ꨘ Florides, P. S. Einstein—His life and work. Hermathena, 1979, 1(127): 7-32.ꨙ Jonides, J. Learning, arts, and the brain: The Dana Consortium Report on Arts and Cognition. Dana Press, 2008.tore Mangione）和琳达·Z·尼曼（Linda Z. Nieman）在 1999 年发表的关于内科和家庭医学听诊实习技能的论文中指出，会演奏乐器受训者的听诊能力明显高于不会演奏乐器的受训者。ꨗ 阿尔伯特·爱因斯坦的自传中也曾多次描述他常常让自己沉浸在小提琴演练的美妙中，去感悟科学思考过程无法达到的空间和境界。ꨘ 约翰·乔尼迪斯（John Jonides）等学者在 2008 年做了一项具有启发性的实验，探讨音乐对于学生记忆的影响。结果发现，接受过多年音乐训练的学生在记忆单词方面明显优于没有接受过音乐训练的学生，表明接受音乐训练的学生掌握了更有效的学习和保留信息的策略和习惯。ꨙ 因此，将听觉感知能力的训练融入到科学教育中，对提升学生的感官能力和创新思维能力至关重要。第三，提升学生的身体感知能力，增强他们的“动觉思维”。舞蹈课程可以提高学生的身体协调性、空间感知、节奏感和动作记忆等能力，对于创新能力的培养也是不可或缺。斯科特·格拉夫顿（Scott Grafton）和艾米丽·克罗斯（Emily Cross）的研究表明，舞蹈训练通过激活观察与执行动作相关的大脑区域，可以增强动觉思维和身体感知能力。这些区域在观察和亲身体验时同样活跃，可以训练观察与执行的神经联系与整合。此外，早期接触舞蹈训练，还可以增强观察与实践之间的神经联系，有助于提高身体感知与运动的一致性。因此，在科学课程中融入舞蹈课程能够训练学生的“动觉思维”，让不仅学会控制和感知自己的身体，还能更好地理解与空间和时间相关的各种复杂概念。这种身体上的学习经验对于科学技术的创新也极具价值。五、 结语科学与艺术均根植于人类文明的深厚土壤之中。科学思维与艺术思维存在诸多共性，但却各自保持着鲜明的个性。科学，以揭示宇宙的真理为己任，其过程依赖于理性和逻辑的严谨推理，侧重于实验证据的客观性和可验证性。艺术，则致力于美的追求，其创作往往依赖于感性的直觉和非线性的思维，强调的是想象力、创造性

016SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS科学与艺术融合：拓宽创新人才的培养赛道和抽象感知的力量。尽管科学思维与艺术思维路径迥异，但二者追求的终极目标却不谋而合⸺发现美、创造美。科学教育，旨在引导学生探索自然界的奥秘与规律，培养他们追求真理的精神。艺术教育，则致力于提升学生的审美能力，让他们在鉴赏和感悟世界的美妙与神奇中，追求完美。在培养创新人才的道路上，科学与艺术的融合教育显得尤为重要。我们应当通过这种融合，全面开发学生的“视觉智性”能力、“听觉观察”能力和“动觉思维”能力，激发他们在科学探索和艺术创造中的交叉创新能力。这种教育模式，不仅促进了学生的全面发展，也为他们打开了通往创新的大门。科学与艺术的融合，以及学科间的交叉互动，将有效增强学生对科学真理的追求和对美的感知。这种教育方式全面提升学生的科学素养和研究热情，挖掘他们的创新潜能。在这种跨学科的教育实践中，学生能够在科学的严谨性和艺术的创造性之间找到和谐的平衡点。面对复杂问题时，他们不仅能够运用科学方法进行分析和解决，还能借助艺术的视野，开拓新的思维路径，提出创新的解决方案。这种科学与艺术的结合，不仅丰富了学生的学习体验，拓宽了他们的认知视野，更为他们在全球化的激烈竞争中提供了独特的优势。在这样的教育熏陶下，学生将能够展现出独特的创新能力，为社会的进步和发展贡献自己的智慧和力量。由此可见，科学与艺术相融合的教育，不仅是教育改革的重要方向，也是培养未来创新驱动发展领军人才的必由之路。作者简介：丁瑶瑶 浙江传媒学院设计艺术学院讲师，从事艺术与科学、文化产业等研究。担任 Future Front Interdisciplinary Research Institute 特聘研究员。卢宝荣 复旦大学特聘教授，博士生导师，现任复旦大学希德书院院长，复旦大学学术规范委员会委员，生物安全委员会委员，生物学分委员会委员。多年从事农作物及其野生近缘种的系统与进化生物学、种群遗传学、保护遗传学和进化生态学研究。2001 年国家杰出青年科学基金获得者，享受国务院政府特殊津贴专家，入选全球顶尖前 10 万科学家榜单，全球前 2% 顶尖科学家榜单，多次入选全球论文高被引学者榜单。Integration of Science and Art: Broadening the Path for Cultivating Innovative Talents in EducationDing Yaoyao, Lu BaorongAbstract: In the era of intensifying global competition in science and technology, the cultivation of high-caliber talents who possess innovative thinking and creative capabilities is indispensable for China's pursuit of an innovation-driven development strategy. While Chinese educational system for talent development is continuously evolving, it still falls short of fully meeting the demands of an innovation-driven economy. Consequently, there is an urgent need to expand the scope of education, to reinforce the fusion of science and art, and to foster interdisciplinary collaboration in the training of future talent. By deepening students' appreciation of aesthetics and nurturing a scientific ethos, we can significantly enhance their scientific literacy and research fervor, unlock their innovative potential, and thereby provide a robust talent foundation essential for the revitalization of national science and technology and the advancement of China's innovation-driven development agenda.Keywords: Science and art; Innovative talent; Interdisciplinary studies; Scientific literacy

科学与人文艺术2025 年 01 期全球视野017敦煌壁画中的化学密码与文明交融——写在矿物晶体里的人类史诗摘要：敦煌壁画是敦煌艺术中的主体部分，是我国优秀的古代民族文化遗产，也是世界文化史上辉煌的篇章之一。它不仅包含了佛教艺术的最高成就，更是一部经过矿物晶体固化后凝结起来的传播文明史。本文基于跨学科方法梳理研究了阿富汗青金石、西域朱砂等颜料的流动路径；解释了千年流传至今的铅白黑化及朱砂分解现象背后的晶格畸变机理。此外，借助运用同步辐射、多光谱成像等科技手段复原敦煌壁画原貌，并能在 0.1 毫米的颜料层中还原出粟特商队的身影和异域斑斓，能从微观角度再现千年以来的颜色变换过程。敦煌壁画的演变更是人类对于美的追寻以及永无止尽的光阴流逝所交织的人类历史的一个形象演绎。关键词：敦煌壁画；颜料；分析检测技术；晶格畸变机理；科技复原中图分类号：K870.6 文献标识码：AGU JIAN1, 2, 3，王利民 1, 21. 结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室（华东理工大学） 上海 2002372. 华东理工大学化学与分子工程学院 精细化工研究所 上海 2002373. 华东理工大学 国际教育学院 上海 200237当 灯 光 穿 过 第 257 窟 的 九 色 鹿画像，鹿身闪现青黑色、红斑变黯褐 ...... 这并非画家失误，是千年的颜料遇见岁月奇缘后的自白。敦煌壁画颜料层是时光磨成的文明密码。斑驳且耀眼的点彩色泽旋转出裹挟着星辰的历史长河，丝路物产汇聚于一方衡尺，画面道不明书不尽者便是千年来丝路上人来人往汗津腾挪中相互尊重的学习与较量、彼此滋润的认识与启发。一、 丝路上流动的颜料库“敦，大也；煌，盛也”⸺这座以壮阔之名立世的西北重镇，雄踞甘肃省西北隅，扼守河西走廊西端咽喉。黄沙环绕其侧，北临戈壁瀚海，南倚祁连雪峰，自汉唐以降便是贯通中西的枢纽要冲。秦末汉初，匈奴以铁骑践踏月氏故地，占领敦煌，将其收入右贤王治理范畴。直到汉武帝元狩二年（前121），骠骑将军霍去病挥师西征，击败浑邪、休屠二王，驱逐四万余名匈奴铁骑内附。随后的大汉朝廷，分设敦煌郡，下辖敦煌、渊泉、肩水、陇门、玉门、北路等六县，玉门关与阳关雄姿英发，威严耸立；长城、烽燧绵延千里，驿递人马，络绎不绝。屯田戍边和移民实边让敦煌安下家，而两国互通有无的丝绸在敦煌的驼铃声中穿梭，敦煌逐渐成为中国内地通往西域、希腊、西亚等地的一颗璀璨的明珠。敦煌莫高窟现存洞窟 735 个、壁画 4.5 万平方米、彩塑 2415 身。从公元 366 年前秦沙门乐僔开凿第一个洞窟起，经过十六国、北魏、隋、唐、「 全球视野 」通讯作者：王利民 邮箱：wanglimin@ecust.edu.cn收稿日期：2025-05-14 录用日期：2025-05-26DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250531GLOBAL VISION

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS敦煌壁画中的化学密码与文明交融018五代、宋、西夏、元近 1000 年的营造，形成了规模宏大的石窟群。当时，敦煌既是粟特商队往来国际贸易的重要节点，又是玄奘东归途中的停顿站，还是这里会集玄奘译经弘法的所在及多种文明交汇融通之地，在此流传过诸多故事，在《旧唐书・地理志》和敦煌文献 P.2005 号《沙州都督府图经》中都有详细记载。 敦煌壁画中使用的矿物色谱是阿富汗青金石（(Na, Ca)8(AlSiO4)6(S, Cl, SO4, OH)2）和中国辰州朱砂（HgS），由阿富汗通过吐蕃人经营的丝绸之路贸易网和丝绸之路吐蕃贸易网贸易网络被粟特商人用以运抵敦煌 ꨁꨂ。其中从帕米尔高原往下的运输路线分南北两路分别到达敦煌：北路路线是从帕米尔高原出发，顺着泽拉夫善河谷一路到达河中地区的疏勒国、龟兹国，经西域北道进入敦煌境内；南路路线则是先从帕米尔高原翻越大雪山到犍陀罗地区，再到达于阗国、且末等南道绿洲之后继续往东走到达敦煌境内。粟特人以撒马尔罕为中心，运起了有组织的骆驼商队，把从碎叶启程开始经西域城邦于阗国、龟兹国转运上的青金石原料经河西走廊运送到了长安一带。而吐蕃人开辟出来的唐蕃古道另辟蹊径，把阿富汗的矿料和高原上用来烹煮牛奶和羊奶的羊毛脂混合制成膏状的颜料，通过帕米尔高原，穿过塔里木盆地的如若羌一样的渺无人ꨁ 王进玉 . 丝绸之路与敦煌艺术 [M]. 北京 : 文物出版社 , 2014.ꨂ 李最雄 . 丝绸之路与敦煌颜料交流 [J]. 敦煌研究 , 2008(1): 20-26.ꨃ 张俊彦 , 等 . 敦煌壁画青金石产地溯源研究 [J]. 岩石矿物学杂志 , 2016, 35(4): 621-627.ꨄ 王进玉 , 等 . 敦煌壁画矿物颜料研究 [J]. 文物保护与考古科学 , 2015, 27(2): 1-8.烟之地最后抵达敦煌画工之手，变成一副副令人眼花缭乱的敦煌壁画。 现代科技让我们有了信物确凿的证据：通过对所含青金石晶体锶、钡的同位素比值（Sr/Ba=0.8-1.2）检测可知，这一片敦煌壁画所用的矿物颜料，同阿富汗萨雷沙特格矿脉所产的完全一致。ꨃ 因而，这条萦回两千多公里之遥的颜料之路既是物质的商旅往来之路，也是技术交流之路、文化融汇之路；盛唐时期，或是粟特人聪明的商贸方式，或吐蕃人高超的高原运输技术，亦或是西域的中转之法，联袂谱就一部丝绸之路上中西文明互通有鉴的华美乐章。 中国辰州朱砂（HgS）以长江水系与陆路联运为基础：自沅江、乌江顺流而下，过洞庭湖转入长江，止于荆州（今湖北江陵），然后陆路南下南阳盆地进长安。或朱砂和粟特商队于长安或河西相会，沿河西走廊主线（凉州一甘州 - 敦煌）或吐蕃支线（唐蕃古道一青海一西域）至敦煌。粟特商队以撒马尔罕为中心，经由骆驼队过帕米尔高原，将朱砂同中亚香料、贵金属等互易，并运送至长安、东土等地；吐蕃则占据青藏高原，将朱砂从拉萨转至尼泊尔或利用西域道与粟特商队联手打造“高原丝绸之路”；敦煌作为颜料加工中心，工人使用“水飞法”提炼朱砂，并通过粟特人的技术传入中国，在后来形成“朱膘”“朱磦”作为壁画颜料 ꨄ；这条线路又重新翻新了传递楚地“中国红”文脉向欧亚大陆的途径，以红色代表着佛教画符上文汇影的寓意。 二、 色彩嬗变的化学诗篇第 220 窟《药师经变》所画的菩萨璎珞细密璀璨，据王旭东等研究者的观察，它们的翠色经过千年累代的化学演变成靛蓝的颜色（图 1）。这些苌璘的翠色变成靛蓝的重要原因，还是由于崖面及内部，因潮湿空气的交替进入而产生了结晶相变。从王旭东等人做的 XRD 图可以看出，画面上颜料表层碳酸盐的含量增加达到了图1. 敦煌莫高窟第220窟，北璧药师经变东侧，乐队，初唐（图片来自 www.infzm.com）

019科学与人文艺术2025 年 01 期GLOBAL VISION全球视野27%ꨅ，这就是说：壁画周围的微环境水通过画面上细微裂隙不断向里渗透，引发细小粒度的矿物发生离子迁移和再结晶，也就是说水分子不断进入粒度极小的颜料粒子内部，然后按照一定的温度湿度环境发生铜离子的重组后再结晶，形成了不同的铜矿物晶系。不是偶然地出现了颜色变化，这是敦煌独有的“呼吸机制”：由于洞窟内昼夜温差的变化，洞窟内产生了岩体微环境的振动。白天，阳光把洞窟烤得温度升高，在洞窟内形成了保护膜；夜晚，洞窟外面吹来的寒潮又把湿气带进来，湿润颜料的里层。通过这种干湿的反复交替，在一段时间内，在微观层面上，孔雀石晶体内部发生的离子构效，慢慢实现了这个颜色的转变。这就是王旭东他们发现的，除了根本的风化之外，是由壁画本身的这种结构特点，再加之丝路多元文ꨅ 王旭东 . 敦煌壁画绿色颜料氯铜矿的成因研究 [J]. 文物保护与考古科学 , 2020, 32(4): 56-62.ꨆ 李乃胜 , 等 . 敦煌壁画有毒颜料雌黄与雄黄的研究 [J]. 敦煌研究 , 2018(3): 89-95.ꨇ 王旭东 . 红外辐射对敦煌壁画朱砂颜料的影响研究 [J]. 文物保护与考古科学 , 2018, 30(3): 49-55.ꨈ 张俊彦 , 等 . 便携式 XRF 在敦煌壁画颜料分析中的应用 [J]. 文物保护与考古科学 , 2016, 28(2): 45-52.明所衍生的一种现象。粟特商人带来了颜料配方，波斯画师带来的是岩彩的绘画技法，还有中原地区画匠带来了一种敷色的方法。它们来到这种特殊微环境中形成了这个天然的调色盘。从孔雀石到蓝铜矿，这种微妙的颜色渐变过程，就跟佛教艺术本身从犍陀罗的文化样式，最后被汉地所完全取代的这个过程是一样的。某种样式在时间的过程中式微，但它的灵魂已经成为新的物质之体现。 由 于 敦 煌 壁 画 的 铅 白（2PbCO3· Pb(OH)2）面临的是一个极度氧化的腐蚀境地，“化学背叛”自然更加彻底。和硫化氢发生反应后形成铅白的产物PbS，让素白的铅白渐变成一种浅黑；在强碱性环境下释放的碱更使得朱砂被快速氧化降解 ꨆ。由红外光谱可知铅白老化的产物能使朱砂的氧化速率提高 3.6 倍 ꨇ，而这正是第 428 窟（图2, 3）飞天的朱裙从素雅丹粉变成了浅淡粉白的原因。由于氧化作用带走了朱砂中汞的鲜亮光泽，沉淀下来的则是更为柔和内敛的温润质感。这种变化在河西走廊这样枯燥的环境中一直持续了上千年的时间，不同明暗的色彩方块就像是在历史上碰撞产生的风纹，而在岁月的流逝中反而体现出更为夺目的风采。 三、 科技重绘的文明图谱敦煌文物保护工作中多光谱成像进入新的认识阶段。在 2015 年对第254 窟尸毗王本生图（唐代）（图 4）修复时用 3 ～ 5 W 短波长照射且可穿透 8 ～ 12 μm 厚的 PbO2 层，检测到光谱灰褐色覆盖层下面的铅丹（Pb3O4）的特征峰，表明残留有 63% 左右原始赤红色底子 ꨈ。通过数字修复系统重塑原始色域，使尸毗王割肉的残暴场面焕发出新的震撼力：灰扑扑的蒙图 3. 敦煌莫高窟第 428 窟飞天与供养菩萨（图片来自 www.163.com）图 2. 敦煌莫高窟第 428 窟主室（图片来自 www.163.com）

020SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS敦煌壁画中的化学密码与文明交融昧消失得无影无踪，在一片灼目的红艳里化身聚而不灭的余烬，把悲壮沉郁之美精准地镌刻于每一个看过它的人的视网膜之上。而分布在分子级别的铅丹分子在氧化之后产生梯度色彩层的效果也恰好符合佛教绘画画面由表及里情感发展的过程，PbO2 表层的冷灰色和 Pb3O4 深层的暖红色恰好可以折射出画面形式层面的审美规律和精神层面的内在张力，这里的电子跃迁亦正契合“破执”、“证悟”的密宗辩证思想。 在莫高窟第 285 窟（图 5）西魏飞天群青颜料层中，同步辐射 X 射线荧光光谱发现波斯钴料（Co/Al=0.15）和本地合成青金石（S/Si=0.08）共生，并处于 α-Fe2O3 和蓝色颜料（MOS2）的晶界态 ꨃ。能谱测试结果表明，在此处颜料的硫硅比即处于 Afghanistan天蓝石矿物和西域人工合成颜料的取值范围内，为丝路颜料的国际贸易研究提供分子级证据。ꨉ 张秉坚 , 等 . SEM-EDS 在敦煌壁画颜料微区分析中的应用 [J]. 电子显微学报 , 2005, 24(6): 624-629.另外，利用 SEM-EDS 方法，在0.1mm 厚的颜料层内发现精巧的三维结构，“青金石 - 骨胶 - 黏土”互锁结构 ꨉ 是由青金石颗粒通过骨胶蛋白、黏土矿物相结合而形成的多材料体系，充分发挥了各组分的优势，“青金石 -骨胶 - 黏土”的多重体系使得颜料层有了较强的抗剥落能力；并且粘土矿物所产生的光散射作用也使得此颜料层历经千余年依然保持着较高的色度，能达到原来色度的 86%。敦煌壁画工匠将西域钴料研磨配制方法和中原胶黏合技术相融合，创造了流动于丝绸之路上的文明基因，以及在微小世界重组而成的新颖的艺术表达模式。在这样的模式之下诞生的悬浮在骨胶基质之中的异域矿物晶体，是物质的交流，也是文化的借鉴。 图 4. 敦煌莫高窟第 254 窟，北壁后部中层东端，尸毗王本生，北魏 （图片来自 www.infzm.com）图 5. 敦煌莫高窟第 285 窟，洞窟南壁，五百强盗成佛因缘，西魏 （图片来自 www.163.com）图 6. 敦煌莫高窟第 61 窟曹氏女供养人画像，五代 （图片来自 www.sohu.com）

021科学与人文艺术2025 年 01 期GLOBAL VISION全球视野四、 矿物晶体中的文明基因汉代曾有烽燧和佛窟并存一时，唐代画师也把祆教的火坛改成莲花座，还有西夏人把新的图像叠绘到旧窟上层，他们尽量保留了原有的色彩。我们称之为“时空叠压”，也是文明接续的智慧，旧基是骨，新彩是肌，叠加在上面才能绽放出不同的生命的姿态。 用拉曼光谱方法研究莫高窟第 61窟（图 6）五代供养人画像。观察到其中的黄色斑块由印度紫胶（紫胶虫的分泌物，天然有机品红）和中原朱砂（一种无机矿物颜料）间存在层状结构。通过光学显微镜剖面观察表明，紫胶有机层（厚度：3.2±0.5 μm）和朱砂无机层（厚度：7.8±1.2 μm）呈周期性交替排列，使得光的反射率提高了 28%ꨄ。说明当时的敦煌画工也具有在跨物质界面上实现光学增益的技术。混 合 吐 蕃 砗 磲 粉（ 文 石 型CaCO3，晶胞参数 a=4.96 Å）和西域铅 白（2PbCO3·Pb(OH)2， 晶 格 常 数c=9.42 Å）可以得到具有珍珠母贝般光彩的独特白色，并且经 XRD 分析可知二者在（104）晶面存在 0.35％的晶格失配，由于这种受控的晶格畸变使得该混合颜料（质量比为 3 ∶ 7）的 漫 反 射 率 下 降 约 17%ꨊ。 另 外，EDS 面扫结果显示：海洋生物碳酸钙微球（粒径为 5 ～ 15 μm）、人工合成铅白片状晶体（厚度为 0.3 ～ 0.8 μm）在骨胶基质中形成了三维互穿ꨊ 李最雄 , 等 . 敦煌壁画修复胶的研制与应用 [J]. 文物保护与考古科学 , 2011, 23(3): 25-31.网络结构，结构更加致密、力学性能更好（弹性模量提高约 42％），从而使其白色颜料层的附着力达到了约92％，并保持长久稳定。 元代第 3 窟的《千手观音》（图 7），则是科技与艺术并举的艺术珍品。画工们洞悉矿物特性，在元代《千手观音》壁画中使用雌黄（As2S3）和蛤粉（CaCO3）的湿画法制成纳米级黏结层，用 X 射线衍射等方法研究发现：采用湿画法，雌黄晶体（斜方晶系 As2S3晶胞参数 a=11.49 Å）和蛤粉（文石型 CaCO3, 晶格常数 c=17.08 Å）间在水介导下形成约 80 nm 厚的纳米级界面过渡层，在 352 cm − 1 处测得 As-S键的特征拉曼峰，在碳酸钙的 ν1 对称伸缩振动峰（1086 cm − 1）处出现3 cm − 1 红移，说明二者发生了化学键合作用 ꨊ。当水分子渗入岩壁时，雌黄所含的硫化砷晶体可以在潮湿环境下慢慢舒展开来，与岩壁形成一片细腻的黄色底子；同时，蛤粉中的碳酸钙颗粒也会因遇水而开始轻微溶解，并与岩壁中的钙离子发生离子交换反应，生成牢固的“化学键合”粘结层，“刚柔并济”充分发挥出雌黄色度高且稳定的优点，又能充分利用蛤粉的附着力强和透气好等特点，无论干湿变化都能保证颜料层跟岩壁“同呼吸”。此外，它也能使人们对古代工匠的材料科学水平有更深的认识。 图 7. 敦煌莫高窟元代 3 窟北壁，千手千眼观音图（图片来自 www.163.com）

022SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS敦煌壁画中的化学密码与文明交融五、 结论：千年丝路上的文明交响曲当鸣沙山晚风轻扬过洞窟飞檐下遮阳避雨的铁马风铃之时，斑驳摩崖壁画兀自倾诉着一句句传颂千古的诗句；敦煌壁画色彩的千变万化既是凝固的视觉史诗，又是一部记录着古今中外民族不断融合的历史图谱；壁画层间含有硫硅共生晶体（S/Si=0.22）的青金石象征着丝绸之路上来往商队所流通的小分子级通关凭证。阿富汗山岩独特的锶钙同位素印记 ꨃ 与长安画师创新性融合和阗矿物颜料研磨工艺，创造出层次分明的叠染技法⸺这种将西域矿物特性与本土艺术语言相结合的实践，使青金石色相在饱和性与渐变感中达到精妙平衡，最终令中华文明通过矿物基因实现了跨越千年的艺术转译。如今的光谱技术穿过了斑斓的色彩背后，我们能看到的不仅是几千年以来的矿物质结晶所经历的风雨变幻；更是几千年的时间里，在开放包容的状态下所繁衍的生命的能量密码。我们知道这是披着青金石之光亮盔甲的阿富汗，也知道这描着朱砂的红不是原生的红色，我们知道敦煌壁画正用着现代的语言续写“一带一路”下的新丝路文明故事。我们看铅白的氧化纹路，看青金石的硫硅结晶，知道那是丝绸之路上粟特驼队的脚印、是开放包容后的文明传承。仿生修复材料的运用成功 ꨊ 就告诉我们，只要扬长避短、以客观为主，大胆地采用新方法，在壁画保护工作中就会有新的突破。让传统智慧与现代科技共鸣，丝绸之路的精神火种将会在分子层面重焕生机。作者简介：GU JIAN 澳大利亚人，华东理工大学化学与分子工程学院博士研究生，研究方向为敦煌壁画颜料的成分及其变化。GU JIAN（顾健）出生在中国上海。2001 年，毕业于东华大学，获得时装设计学士学位；2005 年，在悉尼科技大学取得工商管理硕士学位；2007 年，定居上海，并活跃于上海艺术家圈子；2010 年 5 月，在上海莫干山路 50 号创办了 FOR ART GALLERY 画廊。她致力于推广中国当代艺术，并促进与世界各地艺术家的交流。她同时也是独立策展人和画家。王利民 华东理工大学教授 / 博导、中国化工学会精细化工专业委员会委员、全国稀土助染助鞣协作网专家组成员、大连理工大学应用化学 ( 精细化工 ) 博士，美国康乃尔大学化学生物学系以及德国明斯特大学访问学者。开设特色课程《化学与艺术》，将科学和艺术结合起来，带领学生在艺术的氛围中理解科学，在科学中发现艺术的美，在艺术中发现科学的美，同时将中华民族优秀的传统文化融入课程思政中。课程采用影视、动漫、实验、舞台表演等多种方式进行演绎，翻转课堂，现场艺术创作。《中国科学报》、光明网、上观新闻、《青年报》、央广网、学习强国、中国新闻网、科学网、新民网、以及“上海教育”微信公众号、“第一教育”微信公众号等多家媒体报道。The Chemical Ciphers and Civilizational Convergence in Dunhuang Murals —— An Epic of Humanity Etched in Mineral CrystalsGU JIAN, Wang LiminAbstract: As the core component of Dunhuang art, the Mogao murals represent an outstanding cultural heritage of ancient Chinese civilization and a glorious chapter in global cultural history. These murals not only encapsulate the pinnacle of Buddhist artistry, but also constitute a mineral-crystallized chronicle of civilizational transmission. This study employs an interdisciplinary approach to trace the migratory routes of pigments such as Afghan lapis lazuli and Western Regions cinnabar, while elucidating the lattice distortion mechanisms underlying millennial-scale phenomena like lead white blackening and cinnabar decomposition. Additionally, scientific and technological means such as synchrotron radiation and multispectral imaging are employed to restore

023科学与人文艺术2025 年 01 期GLOBAL VISION全球视野the original appearance of the Dunhuang murals. These techniques can reveal the figures of Sogdian caravans and exotic splendor within a 0.1-millimeter pigment layer, and microscopically reconstruct the color transformation processes over the past thousand years. The evolution of the Dunhuang murals thus vividly interprets human history as an interweaving of the pursuit of beauty and the relentless passage of time.Keywords: Dunhuang murals; Pigments; Analytical and Detection Techniques; Mechanism of Lattice Distortion; Scientific and Technological Restoration《科学与人文艺术》征稿启事为深入探讨科学技术与人文艺术的交叉融合，推动相关领域的创新与发展，《科学与人文艺术》诚邀广大研究者、艺术家和实践者踊跃投稿，共同探索科学与艺术的多元表现形式。一、征稿范围本本刊所收文章体裁不拘一格，稿件可以是有关但不限于以下类型：• 原创研究：探讨科学与人文思想的交汇、自然现象的艺术表现、技术应用的创新研究等，提供独特视角，结合科学与艺术领域的新发现和新探索。• 理论评论：对科学、人文或艺术领域的经典理论及新兴思想进行深度分析和评论。• 实践案例：展示科学与艺术结合的实际应用成果和成功经验。• 跨界研究：涉及科学与人文、艺术在技术、哲学、文化中的交汇点，为跨学科研究提供新方向。二、投稿要求请使用 Word 文档，具体稿件要求详见本刊投稿指南（网址：https://moaj.mospbs.com/journal/about/55/680.html）三、投稿方式在线投稿：请注册登录官方在线投稿系统（网址：https://home.mospbs.com），选择《科学与人文艺术》杂志进行投稿。邮箱投稿：请将文章发送至主编邮箱 kxyrwys@126.com，邮件题目按照：“投稿题目 - 作者”的格式。我们期待您的精彩稿件，共同推动科学与人文艺术的融合与发展！澳门科学出版社《科学与人文艺术》编辑部

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS赏析江明院士画作：《博士读书胜景图》024赏析江明院士画作：《博士读书胜景图》摘要：《博士读书胜景图》是一幅难得的科学人文画，是由科学家亲笔所画、而又表达科学家意趣的佳作。关键词：科学家；化学家；艺术；中国画中图分类号：J205 文献标识码：A缪煜清上海理工大学 上海 200093第一眼看到江明院士的《博士读书胜景图》，就被深深地打动了。这是一幅极为难得的科学人文画，是由一流科学家亲笔所画、而又表达科学家意趣的佳作。这幅画作取意于张大千的《松下读书图》，却又画出了江明院士自己的风格和作为科学家的学者意趣。在画面中，一个头戴博士帽的学者背倚青松，端坐孤岩之上，芝兰在左，宝书在右，手捧专著一本，沉浸读书“胜境”，而从旁观者的角度来看，则是读书“胜景”。手中书为英文全版，旁边两本一为《AIE》，聚集诱导发光之意，另一本是《GIANT》，这里表示巨分子，两者均为我国高分子当今的最高成就。这体现博士紧扣学科发展，刻苦学习前沿理论的情境。在传统中国画中，孤岩、青松、芝兰皆有所指，表示远离尘世喧嚣，寻求内心安宁的文人情怀，在这里则表示博士甘于清静寂寞，一心寻真求知的学者精神。同时，孤岩、青松、芝兰还寓意着内心的坚定与思想的丰富，表明博士求知寻真的坚定信念和充盈美好的内在灵魂。以国画古意，化入博士学者的科学精神与人文情怀，颇为妙趣，既是对传统国画内容的创新，也丰富了科学家精神的艺术表达形式。更为有趣的是，松下读书的博士，其实也是江明院士自身的生动写照。科学家精神与人文情怀完美地结合在这幅画中，我们甚至能感受到江明院士的幽默和童心，让人忍俊不禁，而又被深深地打动内心。江明先生于 1960 年从复旦大学化学系毕业后留校任教，跟随导师于同隐先生参与创建复旦大学高分子专业，是我国著名的高分子化学家，曾任聚合物分子工程国家重点实验室学术委员会主任。2005 年当选中国科学院院士。江明院士出身书画之家，他的父亲江轸光曾于 1960 年衔命组建扬州国画院并任院长，为繁荣扬州书画厥功至伟。2023 年 10 月，由江明院士倡议并策划的“高分子学人书画邀请展”在湖北武汉隆重举行。周其凤院士、江明院士、「 艺术赏析 」图 1. 江明院士画作：《博士读书胜景图》通讯作者：缪煜清 邮箱：yqmiao@usst.edu.cn收稿日期：2025-04-15 录用日期：2025-05-18DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250527

科学与人文艺术2025 年 01 期艺术赏析025ART APPRECIATION程正迪院士、郑强教授等多位高分子科学家为展览提供了100多件书画展品，充分展现了化学家、高分子学人的科学家精神和丰富的人文情怀。江明院士的《博士读书胜景图》深受观众喜爱，成为展会上一大亮点。 图 2. 《博士读书胜景图》深受观众喜爱。作者简介：缪煜清 上海理工大学教授、中国科技新闻学会理事、上海市科普作家协会理事、中国有色金属工业协会稀散金属分会理事、英国皇家化学会会士。 以“国家需求、人民健康”为理念，创建铋科学研究中心，围绕国家关键金属、健康医学材料，开展铋及相关小金属方面的特色研究。面向全校本科生开设通识 - 综合素养课程《人类文明与化学》，开展科学与人文互通教育。为中国科协、中国科学技术馆、上海市图书馆、杨浦区融媒体中心等开展讲座，在小学、中学、大学以及社会群体开展多层次贯通式科普教育实践活动。研究化学史、科技史等内容，出版《化学的文化密码》《沪江大学化学史》等作品。Appreciation of Academician Jiang Ming's Painting: "The Scenic View of a Doctor Reading"Miao YuqingAbstract: "The Scenic View of a Doctor Reading" is a rare scientific and humanistic painting. It is an excellent work painted by a scientist himself and expressing the scientist's interest.Keywords: Scientist, Chemist, Art, Chinese Painting

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS彩色的影子026彩色的影子「 百科文艺 」摘要：铋晶体、彩虹、阳光下的水珠都有彩色的纹理，那么，彩色是太阳的影子吗？关键词：铋晶体、彩色，影子中图分类号：I287 文献标识码：A 李佩芸上海市民办尚德实验学校上海 201315彩色的影子李佩芸七色光是哪里来的？是彩虹吗？是太阳在小水珠上的影子吧？那星星有影子吗？月亮有影子吗？我的影子为什么不是彩色的？⸺从铋晶体引发的联想与思考主编点评：这是一个一年级孩子的诗歌，可以说充满了想象力。孩子从铋晶体的彩虹色联想到了七彩光芒，并进一步联想到彩虹和阳光照射下的水珠。而且把这种七彩看作是太阳在小水珠上的“影子”，颇为奇妙的想象！从影子又进一步想到了星星的影子、月亮的影子，并且产生了一个有趣的问题：“我的影子为什么不是彩色的”。这一句形成了全诗的诗眼，在奇思妙想的童趣中却又启发人们对其科学原理的思考！一首绝妙的童诗！在童趣中又启发科学的 思考！作者简介：李佩芸 6 岁，上海市民办尚德实验学校一年级。Colorful ShadowsLi PeiyunAbstract: Bismuth crystals, rainbows, and water droplets in the sunlight all have colorful textures. Are the colors the shadows of the sun?Keywords: Bismuth crystal; Color; Shadow通讯作者：李佩芸 邮箱：11137279@qq.com收稿日期：2025-05-01 录用日期：2025-05-21DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250530

科学与人文艺术2025 年 01 期百科文艺027古典音乐 ꨁ 与化学的内在联系：从音符到分子通讯作者：黄赫喆 邮箱：HeZheH@outlook.com收稿日期：2025-01-07 录用日期：2025-04-26DOI: https://doi.org/10.12414/sha.240431ꨁ 本文中讨论的“古典音乐”，在未特殊强调时指巴洛克时期、古典主义时期和浪漫主义时期的音乐，不包括现代 /近现代时期的古典音乐创作。摘要：古典音乐与化学领域虽分属艺术与科学两大阵营，却在旋律、和声、曲式、复调、织体、配器及发展历程等多维度与化学展现出深刻的内在联系。本文旨在通过跨学科视角，深入剖析这些联系，揭示两者在结构、表现形式与发展历程上的共通性，为理解这两个领域的复杂性与美感提供新思路，激发跨学科创新思维。关键词：古典音乐；化学；内在联系中图分类号：J60-05 文献标识码：A黄赫喆上海理工大学上海 200093一、 引言古典音乐以其严谨的结构、丰富的情感表达和深邃的艺术内涵，成为人类文化宝库中的瑰宝。化学作为一门基础自然科学，通过研究物质的组成、结构、性质和变化规律，揭示了自然界的奥秘。尽管两者看似迥异，但深入探究可以发现，古典音乐与化学在多个层面上存在着惊人的相似性（图 1）。1864 年，英国著名化学家约翰·亚历山大·雷纳·纽兰兹（John Alexander Reina Newlands）依据当时已知化学元素的原子量大小进行了系统性排序，在此过程中，他观察到一个引人注目的周期性现象：自任一元素起始，每当序列推进至第八个元素时，该元素的化学性质与序列起始的第一个元素呈现出显著的相似性，这一规律与音乐理论中的八度音程结构存在类比之处。鉴于此，纽兰兹将其命名为“八音律”，以此形象地描绘了化学元素性质随原子量递增而呈现的周期性重复特征（图 2）。该开创性的理论首次将化学与音乐建立联系。本文旨在通过跨学科的分析，从作曲「 百科文艺 」图 1. 古典音乐与化学在多方面的相似性类比图 2. 纽兰兹认为从 Li 到 Na 有重复的属性ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS古典音乐与化学的内在联系：从音符到分子028技法的视角切入，探讨古典音乐与化学领域的内在联系，为读者提供一种全新的视角来理解这两个领域内在统一性的美感。二、 旋律与化学反应过程1、 旋律的线条与反应路径旋律在音乐理论中，是指一系列音符依据特定的音高、节奏和和声规律有序排列所构成的线性表达形式，其形态呈现出多样化的特征，包括直线型（上行、下行及平行）与波浪型等模式。这些形态不仅丰富了音乐的情感表达与审美体验，也构成了音乐创作与分析的重要基础。在化学反应动力学领域，反应路径的复杂性与多样性同样引人瞩目。与音乐中的旋律线条相类比，化学反应路径也展现出丰富的形态学特征。例如，一个典型的酸碱中和反应，其反应路径相对直接且明确，从反应物的初始状态出发，经由简单的质子转移过程，直接到达产物的最终状态，这一过程与旋律中的直线型线条相似，呈现出一种简洁明了的线性关系。然而，当涉及到复杂的有机合成反应时，情况则变得更为复杂多变。以全合成一个具有生物活性的天然产物为例，其反应路径往往涉及多个中间体的生成与转化，以及多个步骤的串联与并联，这些中间体和步骤之间的相互作用与影响，使得整个反应路径呈现出一种类似于旋律中波浪型线条的复杂形态。这种波浪型路径不仅包含了起伏与转折，还蕴含着丰富的化学变化与能量转换，使得整个合成过程充满了挑战与机遇。在此类复杂的有机合成反应中，每一个中间体的生成与转化都像是旋律中的一个音符，它们按照特定的化学规律与逻辑顺序排列组合，共同构成了整个反应路径的复杂结构。此外，值得注意的是，在某些特定的有机合成反应中，还可能存在类似于旋律中变奏与即兴的现象，即反应路径中的某些步骤或中间体可能会因反应条件、催化剂种类或溶剂选择等因素而发生意外的变化，从而进一步增加了反应路径的复杂性与不可预测性。2、 旋律的发展与反应机理的展开旋律的发展在音乐创作中，通常借助展开、模进、倒影、变奏等作曲技法来深化和丰富动机，这一过程与化学反应机理的逐步揭示与展开之间存在着深刻的类比关系，展现出跨学科的共鸣与互鉴。在化学领域，反应机理的深入剖析要求逐步揭露每一个反应步骤的细微之处，特别是中间体的生成与转化过程，这些构成了反应路径的核心要素。以自由基反应为例，其反应机理可分为链引发、链增长和链终止这三个阶段。在链引发阶段，初始自由基的生成标志着链反应的启动；链增长阶段则涉及自由基与反应物的连续加成，导致链的增长与中间体的不断累积；链终止阶段则通过自由基之间的偶合或歧化反应，实现链的断裂与反应的结束。这三个阶段各自包含特定的反应步骤，它们依次进行，如同旋律中的展开手法，通过多样化的路径与策略，不断丰富和发展着反应机理这一“动机”。进一步地，在不对称催化反应中，手性催化剂的选择与运用对于决定产物的立体构型至关重要。这一过程犹如音乐中的变奏手法，通过对原始旋律进行细微的调整与变化（如改变节奏、添加装饰音或进行和声变奏），创造出既保留原旋律精髓又独具个性的新旋律。在不对称催化中，手性催化剂的微妙差异能够导致反应路径的显著变化，进而产生具有特定立体构型的目标产物，这一过程与音乐变奏中通过细微调整创造出全新音乐体验的做法颇为相似。此外，在音乐领域，模进作为一种重要的旋律发展手法，指的是在不同的音高上重复或变体呈现原有的旋律片段，以此来扩展旋律的广度与深度。这一过程与化学中通过调整反应条件（诸如温度、压力、催化剂种类与浓度等）来改变和优化反应路径的做法具有异曲同工之妙。例如，在合成特定有机化合物时，科研人员可能通过调整反应溶剂、改变催化剂种类或优化反应温度等手段，来引导反应路径朝向期望的方向进行，这一过程犹如音乐家在创作中对旋律动机进行巧妙的模进处理，既保留了原有的旋律特征，又赋予了新的色彩与表现力。三、 和声与化学键合1、 和声的稳定与化学键的稳定性和声在音乐结构中的稳定性和协和性，构成了音乐表现力的核心要素

029科学与人文艺术2025 年 01 期ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES百科文艺之一。稳定的和声结构能够唤起听众内心的和谐感与平衡感，这种感受与化学领域中稳定的化学键对于分子结构的稳固作用及其抗反应性的贡献之间存在着深刻的类比关系。具体而言，稳定的和声，如典型的大三和弦（例如 C-E-G），以其清晰明确的音程关系和和谐的音色，给人以稳定而明亮的听觉体验，这一感受与共价键中电子云高度重叠、键能显著、结构稳固的化学特性相类似。在共价键的形成过程中，原子间通过电子的共享达到能量最低的稳定状态，如碳 - 碳单键（C-C）的稳定存在，便是电子云重叠程度高、键能大的直接体现，这与大三和弦在音乐中的稳定与协和性形成了有趣的跨领域呼应。相反，和声的不协和性，如小二度音程（例如 C-D）所带来的紧张感与不稳定感，则与化学中不稳定化学键的易断裂与重组特性相呼应。在化学领域，不稳定的化学键往往对应于较高的反应活性，易于发生键的断裂与新的化学键的形成。以碳正离子（R3C+）为例，作为一个典型的不稳定中间体，其正电荷中心的高反应活性促使它易于发生重排反应或与其他分子发生加成、取代等反应，这一过程与小二度和声在音乐中的不协和性及其强烈的解决倾向形成了有趣的平行对比。小二度和声因其不稳定的音响特质，往往需要通过向更协和的和声进行解决，这与碳正离子在化学反应中倾向于转化为更稳定产物的趋势不谋而合，共同揭示了不同学科领域中“不稳定向稳定转化”这一普遍规律的存在（图 3）。2、 和声的功能与化学键的键合类型和声在音乐理论中扮演着多维度的功能角色，其中在调性音乐中，主功能和弦以其特有的稳定特质为音乐结构提供基石般的支撑，而属功能和弦则通过其内在的不稳定性及向主功能和弦解决的强烈倾向，为音乐进程注入动力与紧张感。这些和声功能的不同表现，与化学领域中化学键的键合类型之间存在着微妙的对应关系，进一步揭示了自然界中稳定与变化、和谐与冲突的普遍规律。在化学范畴内，不同类型的化学键（离子键、共价键、金属键等）各自展现出独特的键合特点和性质，这些特性与音乐中和声功能的多样性形成了有趣的类比。离子键，作为由正负离子间强烈的静电吸引力所构成的化学键类型，其稳定性与强度令人瞩目，正如主功能和弦在音乐结构中所扮演的稳定与和谐的角色。以氯化钠（NaCl）为例，其晶体结构中钠离子（Na+）与氯离子（Cl-）之间通过静电吸引力紧密结合，形成了高度稳定的离子晶体，这一过程与主功能和弦在音乐中提供的稳定感与和谐美不谋而合。另一方面，共价键中的 π 键与 σ键相比，展现出更为活泼与不稳定的一面，这种特性与属功能和弦在音乐中的不稳定性及其向稳定和弦解决的倾向相呼应。以乙烯（C2H4）为例，其分子结构中的碳 - 碳双键（C=C）由一个 σ 键和一个 π 键组成，其中 π键因其电子云分布较为松散，能量较高，因此更容易受到外部条件的干扰，参与加成反应等化学过程。这一过程图 3. 和声和化学中不稳定向稳定的转化。（a）在第二类对位法中，不协和的经过音通常需要通过音程的变化来解决到协和的音程。这种解决方式有助于增强音乐的稳定性和和谐感。（b）有机化学反应中，不稳定的碳正离子会主动通过电子转移重排成更稳定的碳正离子。

030SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS古典音乐与化学的内在联系：从音符到分子与属功能和弦在音乐中通过不稳定性与解决倾向推动音乐发展，最终导向稳定的主功能和弦的动态过程有着异曲同工之妙。此外，金属键由金属原子中的自由电子与多个阳离子形成的“电子海”所构成，这种键合方式赋予了金属材料独特的导电性、导热性和延展性。金属键的这种广泛连接与动态平衡，与音乐中复杂和声结构的交织与融合相呼应，展现了自然界中不同领域间普遍存在的和谐与统一。四、 曲式与化学分子结构1、 曲式的框架与分子的空间构型曲式作为音乐作品的结构组织形式，是作曲家用以构建和安排乐曲各个部分以形成整体艺术效果的蓝图。它规定了乐曲各组成部分如何相互关联、有序排列，从而赋予音乐作品以特定的逻辑框架和审美特征。与此相类比，化学分子同样拥有其独特的空间构型，这些构型包括线型、环型、立体构型等多种形态，它们共同构成了分子结构的基石，并深刻影响着分子的物理化学性质及其反应活性。曲式的框架，犹如化学分子的空间构型，不仅决定了音乐作品的整体轮廓和基本特征，还为音乐创作提供了严谨的结构支撑。以奏鸣曲式为例，这一经典的音乐结构形式由呈示部、展开部和再现部三大板块构成（如莫ꨁ 小蔡菜籽油 . 巴赫《马太受难曲》的曲式和结构以及跨时代的影响 [EB/OL]. (2023-05-19) [2025-01-15]. https://www.sohu.com/a/677075773_ 120155113#.扎特《G 大调弦乐小夜曲》第一乐章），它们各自承载着不同的音乐内容与表现功能。音乐结构框架的严谨性与逻辑性，与有机分子中碳骨架的结构有着异曲同工之妙。碳骨架，作为有机分子的核心组成部分，其形态与连接方式直接决定了分子的基本性质和反应特性，是化学领域中分子设计与合成的基础。例如，乙烷（C2H6）作为一个简单的线型分子，其碳骨架以直线形态存在，这种结构使得乙烷的物理化学性质相对简单，主要表现出烷烃类化合物的典型特征，如稳定的化学性质、较低的沸点与熔点等。而环己烷（C6H12）则是一个典型的环型分子，其碳骨架形成一个闭合的六元环，这种结构赋予了环己烷独特的物理化学性质，如较高的沸点、熔点以及特定的溶解性等，这些性质与乙烷形成了鲜明的对比。再比如，蛋白质分子，作为生命体系中的关键组成部分，其空间构型异常复杂，包括 α- 螺旋、β- 折叠等多种二级结构，以及更为复杂的三级结构和四级结构。这些复杂的空间构型不仅决定了蛋白质的生物活性与功能，还为其在生物体内的相互作用与调控提供了基础。与此类似，音乐中由主题开始，发展组成乐句、乐段、乐部等。复杂曲式和结构进行交互后，也能形成如多乐章交响曲（如，德沃夏克《e 小调第九交响曲》：第一乐章，奏鸣曲式；第二乐章，复三部曲式；第三乐章，倍复三部曲式；第四乐章，奏鸣曲式）、大型声乐套曲（在巴赫的《马太受难曲》中，作品巧妙地融入了多种音乐形式，包括咏叹调、咏叹双重奏以及咏叹调与合唱的对话等。这些音乐形式各自基于特定的情节内容，通过交替呈现的方式，共同构建出一幅连贯且富有叙事性的音乐画卷 ꨁ）等伟大的作品，同样通过其复杂的结构与丰富的表现手段，展现出音乐艺术的深度与广度。2、 曲式的重复与分子的对称性在众多的曲式结构中，普遍存在着主题的重复与乐段的再现等结构现象，这些重复性的元素为音乐作品带来了高度的统一性和完整性，成为其艺术魅力的重要组成部分。与此同时，在化学领域，分子的对称性同样是一个引人瞩目的特征，它涵盖了诸如分子的对称轴、对称面等多种表现形式。分子的这种对称性不仅深刻影响着其物理化学性质，还在诸如分子识别、晶体结构排列以及化学反应活性等多个方面发挥着至关重要的作用。以苯分子（C6H6）为例，它是一个具有高度对称性的分子，其独特的六元环结构使得每个碳原子都与两个氢原子以及两个相邻的碳原子相连，从而形成了一个正六边形。这种高度的对称性赋予了苯一系列独特的化学性质，其中最为显著的是其芳香性，这种性质使得苯在有机化学中占据了举足轻重的地位。在音乐领域，以贝

031科学与人文艺术2025 年 01 期ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES百科文艺多芬的《命运交响曲》为例，该作品开头的四个音符主题（短 - 短 - 短 -长）以其鲜明的节奏感和强烈的情感表达，成为了整部交响曲的核心元素。这一主题在整部作品中多次重复和再现，不仅增强了乐曲的统一性和完整性，还通过不断的变奏和发展，为乐曲注入了源源不断的动力，使其充满了震撼人心的力量。从更深层次的角度来看，无论是音乐曲式中的重复与再现，还是化学分子中的对称性，都体现了人类在复杂结构中寻求规律性和秩序性的美学原则。通过重复和对称，这些结构不仅增强了整体的和谐感和美感，还使得人们能够在纷繁复杂的现象中把握到本质的规律，从而更加深刻地理解和欣赏这些艺术和科学领域的杰作（图 4）。五、 复调与化学反应的多相协同1、 复调音乐的对位法与化学反应的协同机制复调音乐作为一种高度复杂的音乐形式，通过精心编织多个独立且相互交织的旋律线条，构建出层次分明、结构繁复的音乐织体。这种音乐创作手法不仅要求每个声部各自具备独立性和完整性，还需在整体上实现和谐统一，展现出一种高度协调的多声部对位与配合艺术。巴赫的复调音乐中，每个声部都具有独立性，同时又相互和谐。每个声部都有自己的旋律线，但在整体上又形成一个统一的音乐结构。例如，在 BWV866 的赋格部分，三个声部始终保持透明而温柔地进行发展，主题有两个固定对题旋律，声部之间的对位关系非常严谨。在化学领域，多相反应体系同样展现出类似的协同作用机制，这种机制对于实现复杂化学反应过程至关重要。以多相催化反应为例，该体系中的气相反应物分子、固相催化剂表面的活性位点以及液相中的传质过程共同构成了一个复杂的反应网络。在这个网络中，气相中的反应物分子首先与固相催化剂表面的活性位点发生相互作用，形成中间体。随后，这些中间体通过液相中的传质过程，与其他反应物或中间体进一步反应，最终生成目标产物。这一过程不仅要求不同相之间的物质传递高效有序，还需要各相在反应过程中保持协同一致，以确保整个反应体系的稳定性和效率。在复调音乐中，对位法作为一种重要的作曲技术，通过精确控制不同声部之间的旋律对位，创造出既和谐又复杂的音乐效果。作曲家需要深入剖析每个声部的旋律走向，确保它们在和声、节奏以及音乐表达上达到高度的协调与统一。同样地，在化学反应中，协同机制也发挥着至关重要的作用。以酶催化反应为例，酶的活性位点与底物分子之间的精确对位是实现高效催化的关键。这种对位不仅涉及空间结构的精确匹配，还需要在时间上实现高度同步，以确保底物分子在正确的图 4. 半音阶循环图中连接全音阶，得到正六边形。与苯分子、环己烷类似。图 5. 复调音乐对位法与酶催化反应的类比。（a）选自 J.S. 巴赫《无伴奏第一小提琴奏鸣曲》BWV.1001。（b）酶催化反应的机理示意图。

032SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS古典音乐与化学的内在联系：从音符到分子时间和位置与酶的活性位点结合，从而引发高效的催化反应（图 5）。此外，在电化学反应中，电极表面的活性位点与溶液中的反应物离子之间的相互作用同样需要精确的对位和协同作用。这种对位不仅涉及电极表面的微观结构和化学性质，还与溶液中离子的扩散、迁移以及反应动力学等因素密切相关。通过精确调控这些因素，可以实现高效的电化学反应过程，为能源转换和存储等领域提供重要的技术支持。复调音乐中的对位法与化学反应中的协同机制在本质上具有相通之处。它们都要求在不同元素或组分之间实现精确的对位和协同作用，以构建出高效、稳定且复杂的系统。2、 复调音乐的层次感与化学反应的多尺度结构复调音乐作为一种高度复杂的音乐表现形式，通过多个独立而又相互交织的声部，巧妙地构建出一种层次丰富、结构多样的音乐织体。在这一音乐结构中，每个声部都承载着独特的旋律线条和节奏模式，它们各自独立且完整，但同时又在整体上相互补充、和谐共生，共同塑造出一个统一而富有表现力的音乐作品。这种多声部交织的手法，不仅展现了作曲家对音乐结构的深刻理解和精湛技艺，也为我们提供了一种理解和分析复杂系统的独特视角。在化学反应中，多尺度结构的调控同样具有举足轻重的地位。以纳米材料制备为例，这一过程涉及到从原子尺度到宏观尺度多个层次的结构控制。在原子尺度上，化学键合的方式和强度直接决定了材料的微观结构和稳定性；在纳米尺度上，颗粒的形态、大小和分布则对材料的宏观性能产生显著影响；而在宏观尺度上，材料的整体结构、力学性能和化学性质则决定了其在实际应用中的表现。通过精确控制每个尺度上的结构特征，科学家可以实现对纳米材料性能的精确调控，从而开发出具有高性能和多功能性的新型材料。这种多尺度结构调控的思想，与复调音乐中通过精确控制每个声部的旋律和节奏来实现丰富音乐层次的手法不谋而合。同样，在近年来备受关注的电化学储能领域，锂离子电池的电极材料同样需要精确控制多尺度结构。从原子尺度上的离子嵌入 / 脱出机制，到纳米尺度上的活性物质颗粒形貌和孔隙结构，再到宏观尺度上的电极结构和电池整体设计，每个尺度上的结构特征都对电池的性能产生重要影响。通过优化这些结构特征，可以显著提高锂离子电池的能量密度、循环稳定性和安全性，从而推动电动汽车和可再生能源储能等领域的发展。六、 织体与化学体系的复杂性1、 织体的丰富性与化学体系的多样性织体是音乐作品中不同声部之间的组合方式与层次结构，具体表现形式包括但不限于单声织体、复调织体以及主调织体等。这些织体类型的多样性与复杂性，为音乐作品提供了广阔的表达空间，使其能够细腻而深刻地传达出复杂的情感内涵与意境营造。在化学领域，体系同样展现出高度的多样性与复杂性。这一多样性主要体现在不同相态的存在，如气相、液相、固相乃至更为精细的超临界相、液晶相等，以及物质形态与反应类型的广泛变化。这些化学体系的多样性不仅决定了物质的宏观性质与微观结构，还深刻影响着化学反应的路径、速率与产物分布，从而赋予了化学世界无尽的探索空间与实际应用价值。复调织体作为音乐织体的一种高级形式，通过多个独立且相互交织的旋律线条，构建出层次丰富、结构复杂的音乐织体。这种织体形式与化学中的多相反应体系有着异曲同工之妙。在多相反应体系中，不同相态的物质在界面处发生相互作用，形成复杂的反应网络，使得反应过程呈现出高度的复杂性与多样性。这种复杂性不仅体现在反应路径的多样性上，还体现在反应速率、产物分布以及能量转换等多个方面。相比之下，主调织体则通过一个主要旋律与伴奏声部的结合，突出主题旋律的主导地位，使得音乐作品在整体上呈现出清晰的结构与主题表达。这一织体形式与化学中的单一相反应或主要反应路径具有某种程度的相似性。在单一相反应中，反应物与产物在同一相态中进行转化，主要反应路径清晰明确，强调了反应的核心部分与关键步骤。这种简洁明了的结构使得科学家能够更加聚焦于反应机理的探究与优化，从而推动化学合成与催化等领域的发展。

033科学与人文艺术2025 年 01 期ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES百科文艺2、 织体的变化与化学反应的动态过程在音乐作品的构成中，织体的变化与发展构成了音乐动力与形态多样性的重要源泉。从基础的单声织体，即音乐作品中仅含单一旋律线条的朴素形式，到复调织体的引入，其中多个独立旋律线条相互交织，形成复杂而丰富的音乐层次，再到主调织体的确立，以一条主要旋律为主线，辅以和声与节奏的支持，凸显主题并引导音乐情感的走向，这一系列织体转换不仅丰富了音乐的表现力，也为音乐创作与欣赏带来了无限的可能与深度。在化学反应领域，尤其是复杂的有机合成过程中，同样存在着类似于音乐织体变化的动态过程。这些过程不仅涉及反应物的逐步转化、中间体的生成与产物的最终形成，还涵盖了多种反应路径的选择与相态的转变。以某一复杂的有机合成反应为例，初始反应物可能首先通过一种单相反应路径，如均相催化过程，转化为一个或多个关键的中间体。随后，这些中间体可能进入一个更为复杂的反应阶段，其中多相催化反应成为主导，不同相态（如气相、液相、固相）之间的物质传递与相互作用促使中间体进一步转化，直至最终产物的生成。在这一系列化学反应的动态过程中，反应体系的“织体”⸺即反应物、中间体、产物以及它们在不同相态与反应路径中的分布与转化状态⸺经历了显著的变化。这种变化不仅推动了反应的持续进行，还深刻影响了产物的结构、性质乃至整个合成过程的效率与可持续性。正如音乐作品中织体的变化为音乐发展注入活力与多样性，化学反应体系中的织体变化同样为化学合成与催化等领域的研究提供了丰富的探索空间与创新机遇。七、 配器与化学物质的性质和反应条件1、 配器的色彩与化学物质的性质配器作为音乐创作中的一项关键技术，涉及根据各类乐器的独特音色特性和演奏性能，对音乐作品进行细致的编配与安排。这一过程旨在通过不同乐器组合的巧妙运用，创造出丰富多变、层次分明的音乐色彩与情感表达。正如乐器音色在音乐创作中的重要作用，不同化学物质因其独特的物理化学性质，如颜色、气味、溶解性、熔点、沸点等，为化学体系赋予了鲜明的多样性和独特特征。这些性质，如同乐器音色之于音乐，成为化学世界中不可或缺的构成元素，为化学反应的设计与实施提供了丰富的素材与可能性。在化学领域，通过合理选择与搭配不同的化学物质，就像音乐家在配器中精心挑选乐器与音色搭配一样，可以实现特定的化学反应效果与功能。这种物质的选择与搭配，不仅影响化学反应的路径、速率与产物分布，还深刻影响着化学过程的效率、可持续性与实际应用价值。以化学发光反应为例，这一过程通过选择合适的发光物质与氧化剂，能够产生绚丽的光学效果，广泛应用于环境监测、生物标记、安全防伪等领域。其中，鲁米诺作为一种典型的发光物质，在碱性条件下与过氧化氢（H2O2）等氧化剂反应，能够发出强烈的蓝光。这一反应过程，就像在配器中选择乐器，通过它们独特而和谐的音色搭配，营造出优雅而动人的音乐氛围一样，鲁米诺与过氧化氢的组合在化学发光反应中发挥了类似的作用，通过精确控制反应条件与物质比例，实现了高效、稳定的发光效果。在催化剂的设计与合成中，不同金属或金属氧化物因其独特的电子结构与催化性能，成为催化反应中的关键组成部分。通过合理选择与搭配这些催化剂材料，就像配器中根据乐曲风格与情感需求选择合适的乐器组合一样，可以实现对特定化学反应的高效催化与产物选择性控制。例如，在铂基催化剂的设计中，通过调控铂纳米颗粒的尺寸、形状与表面结构，可以显著提高其催化活性与稳定性，从而在燃料电池、汽车尾气净化等领域展现出广泛的应用前景。2、 配器的技巧与化学反应条件的控制配器技巧作为音乐创作与编排的核心组成部分，不仅涵盖了对乐器种类与组合的精心选择，还深入到了对乐器演奏方式的细致调控，这包括力度（即演奏时的强弱变化）、速度（即演奏的快慢节奏）以及音区（即乐器演奏的音高范围）等多个维度。这些参数的精确调控，对于塑造音乐的情感表达、构建作品的层次结构与动态平衡具有至关重要的作用。在化学反应领域，类似于配器中对乐器演奏方式的精细控制，反应条件的精确调控

034SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS古典音乐与化学的内在联系：从音符到分子同样对反应结果及产物的选择性起着决定性的影响。这主要包括反应温度、压力、溶剂的选择、催化剂的种类与用量，以及反应时间的精确控制等。这些条件的微妙变化，能够深刻影响反应路径的选择、反应速率的快慢以及产物的结构与性质，从而在化学合成、催化、材料制备等领域展现出广泛的应用潜力。以有机合成为例，通过精确调控反应温度和压力，研究者可以实现对反应速率与选择性的有效控制，这一过程类似于配器中通过调整乐器的演奏力度与速度来影响音乐作品的情感深度与动态表现。例如，在不对称催化反应中，通过微调反应温度，可以优化催化剂的活性与对映选择性，从而高效合成具有特定立体构型的有机分子。这一过程对温度控制的精确性要求极高，哪怕微小的温度变化都可能对反应结果产生显著影响，正如配器中乐手对力度控制的微妙差异能够深刻改变音乐的情感色彩一样。在电化学合成中，通过精确调控电解液的组成、电流密度以及电极电位等条件，可以实现对电化学反应路径的精确控制，从而合成具有特定结构与功能的材料。这一过程类似于配器中通过精心选择乐器组合与音色搭配，来构建音乐作品的整体风格与情感基调。在电化学合成中，合适的反应条件能够确保反应的顺利进行与产物的高选择性生成，正如在配器中合适的乐器选择与音色调控能够使音乐作品更加和谐完美一样。配器技巧与化学反应条件的控制之间存在着深刻的类比关系。它们都要求研究者具备高度的专业技能与敏锐的直觉判断，通过精确调控各要素之间的关系与相互作用，实现整体效果的最优化。八、 发展历程与学科演进1、 古典音乐的发展历程与化学学科的历史古典音乐的发展经历了从中世纪到现代的多个时期，每个时期都有其独特的风格和特点。从格里高利圣咏的单声部音乐，到文艺复兴时期的复调音乐，再到巴洛克时期的主调音乐和古典主义时期、浪漫主义时期及现代音乐，古典音乐不断演变和发展，形成了丰富多样的音乐形式和表现手法。类似地，化学学科的发展也经历了从古代的炼金术，到近代的化学元素的发现和化学反应的研究，再到现代的化学理论的建立和化学技术的创新。每个时期都有其重要的发现和理论突破，推动了化学学科的不断进步。古典音乐与化学学科的发展均展现出了从简单到复杂、从经验到理论、从单一到多元的演变趋势。它们在不同历史时期所取得的重大成就与理论突破，不仅为各自领域的发展奠定了坚实的基础，也为人类文明的进步与繁荣做出了不可磨灭的贡献。2、 学科演进中的创新与突破在古典音乐的发展历程中，创新和突破是推动音乐发展的关键因素。例如，巴洛克时期的和声注重功能性和声的进行，而古典主义时期则开始强调和声的色彩性和表现力。进入浪漫主义时期，和声技法更加自由多变，和弦的运用更加大胆创新，如使用不协和和弦、远关系转调等手法，为音乐增添了丰富的色彩和表现力。贝多芬在交响曲形式上的创新，打破了传统的结构限制，为后来的浪漫主义音乐奠定了基础。奥地利作曲家阿诺尔德·勋伯格在 20 世纪初创立的十二音技法是一种无调性作曲技法。它要求作曲家在一个八度内选择 12 个半音作为基本材料，并按照特定的顺序进行排列和组合，从而构成音乐作品。这种技法打破了传统调性音乐的束缚，为作曲家提供了更加自由多样的创作空间。类似地，在化学学科的演进中，创新和突破也是推动学科发展的动力。例如，门捷列夫发现元素周期律，为化学元素的研究和分类提供了新的理论基础；化学键理论的发展，为理解分子结构和化学反应的本质提供了新的视角。这些创新和突破不仅丰富了学科的内涵，还为解决实际问题提供了新的方法和途径。九、 结论通过对旋律、和声、曲式、复调、织体、配器及发展历程等音乐学元素与化学反应过程、化学键合、化学分子结构、化学体系组成及化学学科历史的深入分析，我们可以发现古典音乐与化学领域之间存在着深刻的内在联系。这些联系不仅体现在表面的类比上，更在于它们都追求通过有序的结构和规律性的组合来实现复杂而精美的效果。

035科学与人文艺术2025 年 01 期ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES百科文艺古典音乐与化学领域的内在联系为我们提供了一种跨学科的思考方式，帮助我们从不同的角度理解这两个领域的复杂性和美感。这种跨学科的视角不仅有助于我们更好地欣赏古典音乐和理解化学现象，还可能激发我们在各自领域中的创新思维。例如，音乐家可以从化学的结构和反应中获得灵感，创作出更具科学美感的音乐作品；化学家可以从音乐的旋律和和声中获得启发，设计出更高效、更稳定的化学反应体系。本文通过从旋律、和声、曲式、复调、织体、配器及发展历程等音乐学角度出发，深入探讨了古典音乐与化学领域的内在联系。通过跨学科的视角，我们揭示了古典音乐与化学之间的共通性，为理解这两个领域的统一性和美感提供了新的思路。通过这种跨学科的探索，我们可以发现，艺术与科学并非孤立存在，而是相互渗透、相互启发的。这种跨学科的思维方式不仅能够丰富我们的知识体系，还能够激发我们的创造力，推动人类文明的不断进步。作者简介：黄赫喆 甘肃武威人，于 2024 年在南京工业大学获得化学学士学位，目前在上海理工大学攻读化学硕士学位。研究兴趣包括复合纳米材料的精准诊疗应用、光功能材料和生物医用高分子材料等。自幼学习钢琴和管弦乐器、古典音乐作曲理论与技术，代表作品有小提琴独奏《B 大调回旋曲（铋炫华章）》、交响曲《理韵》等。现任上海理工大学沪江管弦乐团双簧管声部演奏员。The Intrinsic Connection Between Classical Music and Chemistry: from Notes to MoleculesHuang HezheAbstract: Although classical music and chemistry belong to the two different camps of art and science respectively, they reveal profound intrinsic connections in multiple dimensions such as melody, harmony, form, counterpoint, texture, orchestration and their development processes. This article aims to deeply analyze these connections through an interdisciplinary perspective, revealing the commonalities between the two in terms of structure, expression forms and development history, providing new ideas for understanding the complexity and beauty of these two fields, and stimulating interdisciplinary innovative thinking.Keywords: Classical music; Chemistry; Intrinsic connection

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS音药协同：探索音乐风格对药物吸收的创新影响与机制解析036音药协同：探索音乐风格对药物吸收的创新影响与机制解析摘要：音乐风格能够通过多层面生理与心理机制对药物吸收和代谢的潜在协同作用。研究表明，音乐通过调节内分泌与免疫系统（如降低皮质醇、稳定心率），优化体内代谢环境，间接提升药物吸收效率。快节奏音乐可刺激肾上腺素分泌增强生理活跃性，而舒缓音乐则平衡药物吸收动态。血流动力学研究发现，特定风格（如摇滚乐）能短暂开放血脑屏障，为中枢神经药物递送提供新策略，尤其在纳米药物领域潜力显著。此外，音乐直接缓解胃肠痉挛、促进胃排空，并通过脑 - 肠轴调节肠道菌群，可能提高口服药物生物利用度。临床应用中，音乐辅助治疗在 2 型糖尿病管理（如降低餐后血糖）和术后恢复（稳定情绪、减少炎症标志物）中展现出协同增效作用，同时增强患者依从性。未来，通过人工智能结合患者偏好开发个性化音乐疗法能够优化疗效并改善医疗体验，推动精准医疗发展。关键词：音乐疗法；药物吸收；血脑屏障；脑 - 肠轴中图分类号：R454.3 文献标识码：A孙令晔上海音乐学院 上海 200031随着音乐疗法在医疗领域的深入应用，音乐对药物吸收的潜在影响被逐渐重视。本文旨在通过探索音乐风格、人体生理反应与药物吸收之间的联系，探讨不同音乐风格如何影响药物吸收，以期为音乐辅助药物递送提供理论依据。通讯作者：孙令晔 邮箱：sly@shcmusic.edu.cn收稿日期：2025-04-25 录用日期：2025-05-21DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250529ꨁ Rebecchini, L. Music, mental health, and immunity. 2021, Brain Behav Immun Health, 2, 100076.一、 音乐对内分泌与免疫系统调节作用及其对药物吸收的影响多项研究都证实了音乐对人体内分泌系统和免疫系统的调节效果，这一过程不仅对改善心理健康有帮助，而且可能同样对代谢和吸收药物的作用带来明显影响。具体而言，音乐干预间接地增强了免疫系统的功能，通过调节心率、运动机的能量和大脑的刺激，进而可能促进更有效地吸收药物 ꨁ。首先，音乐可以调节心率，这对维持体内环境平衡和免疫系统正常运转至关重要，当音乐节奏与人的心跳同步时，可以提高心率的变异性，提高心脏的自主调节能力。其次，音乐激发的运动机可以改善血液循环，促进免疫细胞的流动，增强免疫系统的监控能力和防御能力，因此，音乐激发的运动机可以起到很好的而且音乐直接作用于大脑，特别是情绪调节区域，降低焦虑和压力，「 百科文艺 」

科学与人文艺术2025 年 01 期百科文艺037ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCESꨂ Khalfa, S., et al. Music and immune system: An overview. 2002, Annals of the New York Academy of Sciences, 930(1):211-219.ꨃ Khan, S.H., et al. Effects of music intervention on inflammatory markers in critically ill and post-operative patients: a systematic review of the literature. 2018, Heart Lung, 47(5): 422-429.ꨄ Chanda, M.L., & Levitin, D.J. (2013). The neurochemistry of music. Trends in Cognitive Sciences, 17(4), 179-193.Chanda, M.L., & Levitin, D.J. The neurochemistry of music. 2013, Trends in Cognitive Sciences, 17(4):179-193.从而减少分泌压力荷尔蒙（如皮质醇），维持荷尔蒙平衡，对免疫系统的正常运作有一定的帮助。音乐干预通过这些生理和心理机制，间接地增强了免疫系统的功能，为可能提高药物治疗效果的药物创造了一个良好的体内环境，使药物的代谢和吸收得到良好的改善。但这一进程的具体机理，还有待于科学的进一步探索。此外，在音乐节奏上，快节奏音乐可以刺激肾上腺素的分泌，导致心率和血压升高，而慢节奏音乐对于药物代谢和吸收有潜在的积极作用的平衡变化 ꨂ。在临床治疗中，音乐的应用显示出其对重症患者和术后患者炎症标志物的影响，有可能降低对这些患者抗炎药物的需求，降低耐药风险 ꨃ。此外，音乐通过神经化学途径，包括奖赏、动机、愉悦感、压力和唤醒程度，以及免疫系统功能等，都会对人的心理状态产生影响。这样的效果可以帮助减轻压力对体内药物吸收效率可能提高的免疫系统的负面影响 ꨄ。（图 1）二、 音乐对血流动力学与血脑屏障（BBB）的影响及其在药物分布中的作用音乐在调节人体血流动力学和血脑屏障方面的潜在作用，为理解其如何影响药物分布和吸收提供了新的研图 1.（ 图 片 来 源：Effects of music intervention on inflammatory markers in critically ill and post-operative patients: a systematic review of the literature.）图 2.（图片来源：Phenomenon of Music-Induced Opening of the Blood-Brain Barrier in Healthy Mice.）

038SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS音药协同：探索音乐风格对药物吸收的创新影响与机制解析究视角。研究发现，不同音乐风格对心率、血压等血流动力学参数有着不同的影响，这些变化可能对药物在体内的分布和吸收产生显著影响。例如，有研究显示，特定类型的音乐，如摇滚乐，能够在健康小鼠中暂时诱导血脑屏障的开放，这可能会增强药物对中枢神经系统的作用效果 ꨅ。（图 2）在这项研究中，低于安全阈值的摇滚乐被用来促进血脑屏障的开放，从而为药物更有效地进入大脑提供了途径。这种音乐诱导的血管变化，特别是血管扩张，可能对提高药物递送的效率具有重要作用，尤其是对于纳米药物的递送。因此，通过对血流动力学参数不同音乐风格的影响（如古典、Rock、Electronics 等），能够确定特定音乐模式对药物靶向分布的优化效果，这为构建音乐辅助的精准给药系统提供了新思路，尤其在中枢神经系统疾病治疗中具有转化应用前景。三、 音乐对胃肠道功能及肠道菌群的调节与药物吸收关联探讨音乐对胃肠道功能的影响可以分为两个主要途径：一是直接作用于胃ꨅ Semyachkina-Glushkovskaya, O., Esmat, A., Bragin, D., Bragina, O., Shirokov, A.A., Navolokin, N., Yang, Y., Abdurashitov, A., Khorovodov, A., Terskov, A., et al. Phenomenon of Music-Induced Opening of the Blood-Brain Barrier in Healthy Mice. 2020, Proc. R. Soc. B Biol. Sci.ꨆ Khalfa, S., et al. Effect of music on salivary cortisol and heart rate following stress. 2003, Annals of the New York Academy of Sciences, 999:516-518.ꨇ Al-Ghamdi, F. M. The effect of music on reducing anxiety in patients undergoing gastrointestinal endoscopy: a randomized controlled study. 2018, Saudi Medical Journal, 39(5):427-431.ꨈ Vincent, A., et al. Music for reducing anxiety and pain in the gastrointestinal endoscopy setting. 2016, Cochrane Database of Systematic Reviews, (11), CD006565.肠道，二是通过影响心理情绪进而对肠道菌群产生影响。1、 音乐对胃肠道的直接影响音乐具有降低皮质醇水平和心率的能力，通过减少压力的方式，间接影响胃肠运动和血液流动，这可能对药物吸收产生一定的正面作用 ꨆ。根据 Khalfa 等人的研究，他们发现音乐在人承受压力后能对生理反应产生明显的影响。实验中，音乐对照组的参与者在体验了压力情境后，唾液中的皮质醇水平明显下降，同时心率也下降 ꨆ。对维持体内环境稳定至关重要的皮质醇水平降低，意味着身体的应激反应有所缓解；而心率的降低，则对减轻心脏负担、畅通血液循环都有帮助。上述这些生理上的改变，都能够间接地影响肠胃的运动，从而提供更有利的环境，使身体内的药物能够被更快速地吸收。因此，由于胃肠运动和血液流动是药物吸收的关键因素，音乐的这种调节作用可能有助于提高药物的生物利用度和治疗效果。（图 3）在缓解胃肠紧张、促进药物吸收等方面，音乐的作用更为显著。音乐的舒缓作用能够体现在胃肠内窥镜检查当中，使得病人的焦虑程度明显降低 ꨇꨈ，这种焦虑的减缓作用通过缓解图 3.（图片来源：《Letters in Applied Microbiology》）

039科学与人文艺术2025 年 01 期ENCYCLOPEDIA OF ARTS & SCIENCES百科文艺胃肠道的紧张状态，有提高药物的吸收效率的效果。其途径有以下几个方面：首先，音乐能够降低胃肠道平滑肌的紧张度，改善胃肠道的蠕动和分泌功能，从而调节自律神经，减少交感神经的活动。其次，音乐能够降低胃肠道因焦虑而发生的痉挛，使胃肠道内的药物传递更加顺畅。另外，音乐的放松作用会对肠胃供血、促进药物吸收等方面有所帮助。不过，关于音乐直接提高药物吸收效率的研究证据相对较少。尽管通过上述生理途径可以提示音乐的放松效果可能会影响药物的代谢和吸收，但这些提示仍需更多的临床实验来提供验证。后续，实验室也将就确立“可定量的指标”方面开展进一步研究，以揭示其效应关系。总而言之，不同风格的音乐能够调节心率、血压和胃肠道活动等生理参数，从而对药物吸收产生不同的影响 ꨆ。音乐对胃肠道肌电活动的影响与胃肠道运动性的变化相关，这能够调节药物在胃肠道中的吸收速度 ꨉ。研究表明，音乐能够增加健康成人胃肌电活动的振幅，促进胃运动和刺激胃排空 ꨊ，这种作用与 5- 羟色胺 4 受体激动ꨉ Hartmann, T., et al. Influence of music on gastrointestinal myoelectrical activity. 1998, Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, 83(1-3):81-88.ꨊ Lin, H-H, Chang, W-K, Chu, H-C, et al. Effects of music on gastric myoelectrical activity in healthy humans. 2007, International journal of clinical practice, 61(7):1126–1130.ꨋ Bernardi, L, Porta, C, Sleight, P. Cardiovascular, cerebrovascular, and respiratory changes induced by different types of music in musicians and non-musicians: the importance of silence. 2006, Heart, 92(4):445–452.ꨌ Sharkey, K A, Beck, P L, McKay, D M. Neuroimmunophysiology of the gut: advances and emerging concepts focusing on the epithelium. 2018, Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 15(12): 765–784.ꨍ Niu, J, Xu, H, Zeng, G, et al. Music-based interventions in the feeding environment on the gut microbiota of mice. 2023, Scientific Reports, 13(1):6313ꨎ Zhang, X, Han, Y, Huang, W, et al. The influence of the gut microbiota on the bioavailability of oral drugs. 2021, Acta Pharmaceutica Sinica B, 11(7): 1789–1812.ꨏ 李梅欣 , 郑欣 , 张晓颖 , 等 . 音乐辅助阿格列汀对 2 型糖尿病患者糖脂代谢的影响研究，《中国全科医学》，2022，25(26)：3275-3280.ꨐ 秦颖 , 王玫 , 童瑞 , 等 . 音乐疗法的临床研究现状及展望，《解放军医学院学报》，38(2)：190-192.剂的效果相似，表明音乐可能通过影响胃肠道的神经调节的方式改善药物吸收 ꨋ。除此以外，音乐还可能通过诱导分钟通气量的改变，激活迷走神经，进一步改善胃肠道运动情况，从而影响口服的药物吸收 ꨋꨌ。2、 音乐通过心理情绪对肠道菌群的 影响音乐不仅直接影响胃肠道功能，还通过影响心理情绪状态，间接作用于肠道菌群。心理应激和情绪状态的变化可以通过脑 - 肠轴影响肠道菌群。音乐通过减少焦虑和疼痛，改善情绪状态，这种情绪状态的改善可能通过脑 - 肠轴对肠道菌群产生积极影响，进而影响药物的代谢和吸收。例如，一项研究报道，在喂食小鼠的同时使用音乐干预，改变了小鼠肠道中乳杆菌和变形菌的丰度，这些肠道菌群的改变提示音乐可能对口服药物的吸收、代谢和生物利用度产生影响 ꨍꨎ。因此，上海音乐学院人工智能音乐疗愈重点实验室精心创作了一系列音乐疗愈作品，其目的在于通过调节心理情绪状态，改善情绪波动，并通过脑 - 肠轴机制对肠道菌群产生积极影响，从而促进药物的代谢与吸收效率。3、 药物治疗中的音乐协同效应在探讨内分泌系统疾病的治疗中，特定药物的应用与音乐治疗的结合显示出潜在的协同效应。研究显示，音乐辅助治疗效果对 2 型糖尿病患者餐后血糖水平的显著降低和血脂状况的改善十分显著。在一项对比研究中，两组患者的空腹血糖、糖化血红蛋白和餐后血糖水平均有所下降，从长期看来，接受 Agletine 治疗并结合音乐治疗的实验组在 12 周后显示出比仅接受 Agletine治疗的对照组更低的 2 小时餐后血糖水平，因而可以证实，音乐疗愈作为辅助治疗的手段有着积极的效果。ꨏ此外，通过神经体液调节机制，音乐疗法对手术病人的情绪稳定和术后恢复都有积极改善作用，并且可以帮助患者提高免疫功能。音乐能够使病人的精神状态得到改善，有助于顺利进行辅助检查，促进恢复健康。ꨐ 上述发现启示我们，配合特定的音乐风格，在药物治疗的同时进行辅助治疗，有望使药物疗效得到改善，使患者的生活质量得到改善。综合分析表明，在一些疾病的药

040SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTS音药协同：探索音乐风格对药物吸收的创新影响与机制解析物治疗中，结合特定音乐风格进行辅助治疗能够提高药物疗效，能够改善患者的生活质量。这种个性化的音乐治疗，在有效增强药物治疗效果的同时，增强病人的治疗依从性，使治疗的整体效果得到全面的改善和提高。未来的研究也将从更为科学的角度，进一步探讨不同音乐风格与药物之间的相互作用，为临床实践提供更多理论依据。四、 总结与展望通过对音乐风格对药物吸收影响的数据和相应的生理参数变化的综合分析，涵盖内分泌系统、免疫系统、血液流动力学、胃肠道功能、肠道菌群等多个层面，对音乐如何影响人体功能，进而影响药物的吸收代谢过程进行深入探索。这一跨学科的研究方法为我们揭示了新的研究方向，为在确保安全性的同时，开发旨在提升药物疗效的音乐辅助用药奠定了基础。此外，研究的深入也预示着更加个性化的音乐疗法的实施，这种疗法将充分考虑患者的音乐偏好和文化背景，实现精准化治疗。个性化的音乐疗法不仅能有效提升药物治疗的效果，还能增强患者的治疗依从性，从而全面提升治疗的整体效果。总体而言，音乐在药物递送辅助性方面有着巨大的应用前途和应用前景。展望未来，研究工作应持续深化对音乐与药物吸收之间复杂相互作用的理解，并将这些研究成果转化为临床实践，以期开发出更加高效、个性化的治疗方案，为患者带来更优质的医疗体验。 作者简介：孙令晔 上海音乐学院音乐工程系本科在读，专业方向为音乐科技与艺术，师从刘灏教授。上海音乐学院人工智能音乐疗愈重点实验室成员。Synergistic Effects of Music and Pharmaceuticals: Exploring the Innovative Influence and Mechanisms of Music Genres on Drug AbsorptionSun LingyeAbstract: Different musical styles can potentially have a synergistic effect on drug absorption and metabolism through multi - level physiological and psychological mechanisms. Music modulates endocrine and immune functions by reducing cortisol and stabilizing heart rate, indirectly enhancing drug absorption efficiency. Fast-paced music increases physiological arousal via adrenaline, while soothing music balances absorption dynamics. Hemodynamic research reveals that specific genres (e.g., rock) transiently open the blood-brain barrier, offering novel strategies for CNS-targeted drug delivery, particularly for nanomedicine. Additionally, music alleviates gastrointestinal spasms, accelerates gastric emptying, and modulates gut microbiota via the gut-brain axis, potentially improving oral drug bioavailability. Clinically, music-assisted therapy demonstrates synergy in type 2 diabetes management (e.g., reducing postprandial glucose) and postoperative recovery (stabilizing mood and lowering inflammation), while enhancing patient compliance. In the future, the development of personalized music therapy through AI integrated with patient preferences will optimize therapeutic efficacy, enhance medical experiences, and advance precision medicine.Keywords: Music therapy; Drug absorption; Blood-brain barrier; Gut-brain axis

科学与人文艺术2025 年 01 期艺术创作041一、 研究背景：新质生产力遇上百年大变局习近平总书记提出了新质生产力对文化产业影响的重要性，而人工智能正是新质生产力的典型代表。在这样的思想指引下，深入探讨如何借助AIGC 技术赋能传统文化音乐视听创演实践，不仅具有重要的理论价值，更具有不可忽视的现实意义。环顾全球，世界百年未有之大变局加速演进，文化软实力在国际竞争中扮演着愈发关键的角色。AIGC 是一种利用人工智能生成内容（涵盖文本、图像、音频、视频等）的技术，它通过深度学习模型实现自动化内容创作，具有广泛的应用领域，是人工智能领域的重要发展方向。在AI时代，作为文艺工作者，既要加强对 AIGC等技术的运用，又要守正创新，传承和弘扬中华优秀传统文化。如何在“守正创新”与“科创融合”之间开辟一条新路，创作出经得起历史和人民检验的真正艺术佳作，是一个值得研究的课题。二、 核心理念：思想引领力的高度决定质量常常有人会质疑说，运用 AIGC模式来创作音乐的音乐专业作曲家，不就是“图省事儿”和“偷懒”吗？然 而 事 实 果 真 如 此 吗？ 其 实 不然。AIGC 音乐创作是有“段位”的，创作者需要通过技术与美学并重的方式，提升判断力和思想引领力，从而在本质上提高创作“段位”。因此，在 AIGC 音乐作品创作的过程中，AI辅助创作并不是“图省事”。在创作构思、创作过程、创作方法等任一环节或各个环节中，需要在先具备人类本体思维、精神、情感的深刻主导基础上，与比人类更成熟、更渊博、更系统的 AI“智者”进行沟通，这样，AI 会以旁观者、智者的视角，与人类进行互相启发、交流，从而碰撞出真正的创新的火花。三、 当前应用情况概述1、 AIGC 音乐视听作品创演情况通过选取 100 余个国际非遗文化交流项目样本，可以发现，AIGC 音乐通讯作者：冯书雅 邮箱：1241831308@qq.com收稿日期：2025-04-26 录用日期：2025-05-21基金项目：上海音乐学院大学生创新创业孵化基地孵化项目（编号：2024-5-9, 2022-3-3）；上海音乐学院优秀学生“音才助飞”计划（编号：2024-1-10, 2023-5-5, 2022028, 2021010）DOI: https://doi.org/10.12414/sha.250485AIGC 技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究「 艺术创作 」摘要：在新质生产力遇上百年未有之大变局的时代背景下，AIGC 技术作为一种新质生产力，融入了非遗音乐视听创演领域的应用。本文提出了“思想引领力的高度决定艺术品质量”的核心理念，在分析 AIGC 技术在非遗音乐创排领域应用情况、AIGC 视听制作软件的基础上，探究了 AIGC 技术在非遗音乐视听创演领域应用的新模式，并提供了该领域应用场景创新的多种可能性。关键词：AIGC；音乐创作；非遗音乐；视听融合中图分类号：J60-05 文献标识码：A冯书雅上海音乐学院 作曲指挥系上海 200031ARTISTIC CREATION

SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSAIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究042视听作品创演已经覆盖了国内外大部分地区。同时，AIGC 音乐视听作品正在通过不同类型的媒介和平台进行传播，如：乐团、群众艺术馆、文化机构、电视台、互联网短视频平台等。经过亲自参与其中的大量项目，顺利参与学术会议、采访、音乐会、电视节目录制等过程，可以感受到：随着 AIGC 技术的出现，音乐艺术与视觉艺术的创作门槛降低，即使是不了解基本音乐理论和美术知识的普通人也可以创作出基本像样的视听融合作品，新作品的产生出现了急速批量生产的情况。但在新作品涌现基数变大的同时，经得起时间检验的艺术精品的数量也在变小。紧随互联网时代之后出现的 AI 时代，充分利用了互联网的传播媒介，多数人带着一种体验创作艺术品的心理，以极快的速度创作视听融合作品，并马上在互联网各大平台上发布了作品。2、 非遗音乐传承中 AIGC 技术的融合度情况非遗音乐传承中 AIGC 技术的融合度正在不断增强，在中国艺术家和海内外热爱中华优秀传统文化的艺术家们的共同努力和推动下，昆曲、古琴艺术、蒙古族长调民歌、南音等世界性音乐类非遗在 AIGC 技术的赋能下，相继焕发新生机，其创新思维与呈现模式呈现出百花齐放之势。其中，上海音乐学院民族音乐系运用 AIGC技术，储备了南音、江南丝竹主题的沉浸式场景，不断深挖非遗资源，推进相关语料库的建立，推出《南韵·国色》《国韵崇华》等大型视听融合作品，对该领域的发展起到了重要推动性、示范性作用。四、 AIGC 音 乐 制 作 软 件 概况AIGC 音乐制作软件指的是一类借助人工智能生成内容技术，辅助或自动完成音乐创作、编曲、混音等音乐制作流程的软件工具。市面上常见的 Suno、海绵乐队和歌叽歌叽、网易天音、Udio、天工、AIVA (Artificial Intelligence Virtual Artist) 等软件各具特色和优势。相比 Suno 和 Udio 这种民用级别的软件，网易天音的灵活性更高，操作难度大，如图 1 所示，网易天音的AI 歌曲创作界面上方有新建、最近、上传等功能按钮，以及试听、节拍（4/4）、速度（77）、调式（G）等设置，还有图 2. SUNO 的音乐分离器功能界面图 1. 网易天音的 AI 歌曲创作界面

043科学与人文艺术2025 年 01 期ARTISTIC CREATION艺术创作AI 人声（崔瑞 可切换歌手）、AI 伴奏（乡野蜂鸣 可切换风格）的相关选项。中部左侧是类似钢琴键盘的音高显示区域，右侧是时间轴，轴上分布着代表歌词发音的矩形块，其中“江”字被红框标注，并有红色箭头指示，表示其创作者可随着红色箭头将单个音符选定进行上拉或下拉调整音高。右侧是歌词编辑区，展示了主歌和副歌部分的歌词，下方有“AI 重写歌词”“AI划词辅助”功能按钮。整体是一个集音频参数设置、曲谱编辑、歌词处理于一体的音乐创作界面。总体可见，ꨁ 刘灏 .AI 作曲技术的创新实践与研究 [J]. 中国文艺评论 ,2025,(01):27-34+125-126.DOI:10.19324/j.cnki.zgwypl.2025.01.008.其“人化”的修改空间极大。相比之下 Suno 和 Udio 这种民用级别的软件只需提示词即可完成创作，工作流程简洁，但是修改空间仅限于“音乐分离器”中不同声部与伴奏分离的技术应用，如图 2 所示。当然，Suno 也具备网易天音不具备的优势功能：可以通过上传音乐片段让 AI 模仿音乐风格来进行创作，界面如图 3 所示。图 3 是 Suno 中文站创作中心的界面，处于常规模式下。界面显示可选择是否为纯音乐，有“上传音乐参考（选填）”功能，要求上传 6 到 60秒的 mp3/mp4/wav/m4a 文件，还能选择歌手性别（随机、男声、女声）以及音乐流派（如流行、韩流音乐、中国风等多种选项）。对于手上积累创作了很多作品的职业作曲家，该功能具有很大应用价值，原因如下：（1）激发创作灵感：通过上传作曲家独享版权的作品作为参考，借助平台算法生成类似风格的新的音乐，新的音乐结合了算法平台内音乐数据库的风格，因此可以在风格、手法上为作曲家提供新灵感方向，突破创作瓶颈。（2）提高创作效率：利用过往作品快速生成相似或不同风格的变体，能够节省从头构思的时间，在短时间内产出更多样化的作品。（3）拓展音乐风格：AIGC 创作平台丰富的音乐流派选项，可帮助作曲家轻松尝试不同风格，拓宽创作边界，满足多样化创作需求和市场要求。AIGC 音乐创作软件的出现，势必对音乐艺术的发展产生冲击，但作为当代音乐艺术工作者，我们不该排斥新技术的诞生，而应思考如何将崭新的技术运用到艺术创作中，以人类强大的思想引领力主导 AI，倾心倾力创作出更精彩的作品 ꨁ。五、 AIGC 视觉创作软件概况AIGC 视觉创作软件丰富多样，图 3. SUNO 的音乐创作中心的音乐模仿参考功能界面

044SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSAIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究风格与功能各异，以软件、小程序的载体为主。我们可以将 AIGC 视觉创作软件分为两大类，一是图片生成软件，二是图片与视频皆可生成的综合性软件。现在，一些强大的生成软件还可以一键生成故事，并创作长达 3-5分钟的故事视频。在上述分类中，第一类图片生成软件主要包括 Liblib、奇域等。如图4 所 示，LiblibAI 是 一 个 基 于 Stable ꨂ 刘小容 . 科大师生深度参与首次 AI 音乐会明上演 [N]. 合肥晚报 ,2024-09-19(A10).DOI:10.28337/n.cnki.nhfwb.2024.001597.Diffusion 开发的 AI 绘画 WebUI 项目，主要聚焦于图像生成相关功能，用户可以通过输入文本描述词等方式来生成对应的图片，在图像创作领域，具备训练大模型的强大功能，适用场景广泛，包括动漫与游戏、插画设计、电商设计、建筑及空间设计、3D 设计等等。此外，LiblibAI 在古风、国潮风格中的生成效果也较好，有助于在视觉上配合非遗音乐创作的视听融合创新。第二类图片与视频皆可生成的综合性软件主要包括可灵、即梦、Run-way ML、豆包、AI Mate Pro 等。如图 5 可灵 AI 视频创作界面所示，除了基础的文生视频、图生视频模式，可灵AI在近期还推出了“多模态编辑”模式。右侧的视频预览窗口中展示着非遗音乐演奏的画面，该画面由豆包AI 生成，属于国风中的工笔画风格。视频预览窗口上方有“图生视频”的标签，文案“女人在弹奏古筝，男人在吹奏笛子，四周的墨色荷叶随风摇摆” 是创作者输入的文字提示词。六、 应用模式创新探究1、 音乐创演（1）《未来交响·五行》中的“投喂模仿”与人机共创模式：《未来交响·五行》诞生于“AIGC+ 超媒介叙事”未来媒介创客营，作品是为庆祝中华人民共和国成立 75 周年和中国科学技术馆新馆建成 15 周年，以及 2024 年全国科普日而创作的人机结合古琴协奏曲。该作品是“未来之声 -AIGC 音乐科技之夜”活动的一部分，活动由中国科学技术馆、中国科学技术大学主办，作品被中国科学技术馆、中国科学技术大学授予“媒介先锋奖”ꨂ。《未来交响·五行》是首部人机跨界共创的古琴与电子交响乐协奏。作品以中国“五行”理念为核心，强调金、木、水、火、土五种元素的相生相克、图 4. LiblibAI 的主界面图 5. 可灵 AI 视频创作界面

045科学与人文艺术2025 年 01 期ARTISTIC CREATION艺术创作循环往复。作品通过多元的创作技术实现人机共创，包括电子音频创作技术（AI作曲、交响乐创作、虚拟乐器演奏音频制作等技术）和古琴音乐创作技术。如图 6 所示。在电子音频的创作过程中，笔者作为一名作曲者，将自己过往创作好的交响乐音频“投喂”给 AI音乐创作大模型，让 AI 音乐创作大模型学习作曲者的音乐创作风格，并产出数十个片段，接着，在进行挑选后，通过音频剪辑和变形软件进行音频加工。随后笔者写下音乐中的连接段落，并在创作完毕后将其制作成由虚拟乐器演奏的实际音响效果，同时添加代表五行中不同物质的音效，如水滴声、烈火燃烧声、风声、鸟鸣声等。古琴声部是在所有电子音频创作完成后，完全由人类创作。整体而言，作品在音乐创作的每一个环节都在坚持人类思想引领力深刻主导 AI 的思维，时刻以极高的审美和标准与 AI 进行对话、调整、加工与再创作，从而达到一定的艺术高度，用心创作出科学与艺术融合的音乐作品，努力让“古琴艺术”这一非物质文化遗产绽放时ꨃ 任华清 . 二胡音乐的历史、风格与文化样态 [J]. 音乐艺术 ( 上海音乐学院学报 ),2024,(04):101-111.DOI:10.19359/j.cn31-1004/j.2024.04.010.代新声。（2）《汨罗江吟》中仅通过文字对话与 AI 交流创作构思：人们总是认为，AIGC 技术往往是在编程、软件、声音处理器等等具有一定技术门槛的领域中融合到音乐创作的各个层面，对传统作曲领域的专业创作者来说具有较高的软件技术难度，因此传统作曲领域的专业创作者难以涉足 AIGC创作，实则不然。传统作曲领域的专业创作者依然可以充分借助 AI 的智慧，辅助和启发自己创作出更好的作品，并且这种借助 AI 智慧的方式几乎没有任何技术门槛，这种方式就是：仅仅通过文字对话与 AI 交流创作构思。笔者以这种通过文字对话与 AI交流构思的方式，不断尝试创作二胡新作品。二胡音乐在中国新音乐的历史与文化语境中孕育、发展，走出了一条从乡野到殿堂、从民间到专业的发展轨迹，呈现出从“民间文化”转向“现代文化”的总体路径 ꨃ。2021年 5 月 24 日，二胡艺术（江南孙氏二胡艺术）经中华人民共和国国务院批准列入第五批国家级非物质文化遗产扩展项目名录，项目编号为Ⅱ -184。作为当代音乐创作者，我们有责任通过自身的创作来丰富二胡作品的曲目库，创作出更多优质的作品。以笔者被中国民族管弦乐学会胡琴专业委员会和中国民族管弦乐学会创作委员会授予“优秀胡琴作品”奖的《汨罗江吟》为例，作品的编制是二胡与钢琴，未使用任何电子声学手段。在创作构思期，笔者先确定了作品的核心思想是“表现屈原对理想的坚持与对国家的深情”，通过一系列极为明确的提示语句，天工 AI 生成了一份音乐创作分段构思。在这段构思中，笔者汲取了 AI 生成的段落小标题，同时在 AI 生成小标题的基础上，对小标题的具体用词和分段顺序进行了修改，最终呈现出的段落是 6 段，段落名称和段落开头处乐谱如图 7 所示。此创作方法值得在传统作曲领域广泛运用，当然，创作者的思想引领力、审美力和创作能力还是占据作品真正艺术价值的约 90%-99%，AI 仅仅起到启发性作用。2、 视听融合（1）音乐与多媒体的超现实美学图 6. 《未来交响·五行》AIGC 创作过程与工程文件局部

046SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSAIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究价值：音乐与多媒体的融合对于广大观众来说已经屡见不鲜，那么 AIGC 视听融合作品真正独特的价值在何处呢？AIGC 生成的视觉形象具有虚拟性，有时会出现不真实性、失真性，在诸多应用场景中，这是一大缺点，但对于艺术创作者来说，我们何不把这一缺点化作优点？或许，我们可以在一些视听融合创作中，适当出现一些超现实美学理念主导的画面。如图 8 是《未来交响·五行》在新华网进行直播的一组画面。直播中既有演奏者特写镜头，又有包含多媒体的舞台全局拍摄。从中可以看到，出现了一个现实中难以拍摄和出现的画ꨄ 林丹慧 . 苏轼生态哲学思想研究 [D]. 中共中央党校 ( 国家行政学院 ),2023.DOI:10.27479/d.cnki.gzgcd.2023.000084.面：蔚蓝的海浪吞噬了火红的岩浆构成的巨浪，体现了“水克火，但存在动态平衡与双向制约”的理念，五行的相生相克、循环往复体现了自然永恒不息地运转是生命存在的根本基础和力量源泉 ꨄ。这种视听融合的呈现，在思想上，承载着视觉艺术创作者的哲理构思，在视觉上，又具有超现实主义的美感，成功地把 AIGC 生成视觉画面的“缺点”变成了“优点”。中国科大科技传播系副研究员、媒介创客空间的周慎老师在接受媒体图 8. 《未来交响·五行》新华网直播掠影与多媒体实况图 7. 《汨罗江吟》乐谱中 AI 辅助构思的小标题

047科学与人文艺术2025 年 01 期ARTISTIC CREATION艺术创作采访时告诉记者：“《未来交响·五行》是让我大受震撼的节目之一，中国古典音乐和 AI 创作出的音乐融合，现场的试听效果非常好。这个节目充分展现了人工和智能的完美配合，具有先锋性，所以我们把它作为压轴节目出场。”又如笔者创作的《古蜀幽梦》也非常适合超现实视觉美学的呈现。古蜀文明给现代人带来了极大的震撼，人们对古蜀文明诸多真相的挖掘仍在不断继续，与此同时，人们对古蜀文明、科技的遐想也不断增强，这些内容对于艺术创作者来说，就具有极大的发挥空间。古蜀文明拥有吸纳众多外来文化因素，并将它们熔铸为一炉的文化气质，且是多神崇拜的宗教信仰及政教合一的政治体制 ꨅ。《古蜀幽梦》分为“三星之谜、神树之梦、青铜之光、金面祭祀、文明之光”五个段落，因为谁也不清楚这五个段落中的具体场景在当时古蜀文明中是什么样子的，所以，在文明、科技、神话交织的选题背景下，超现实主义视觉美学又在此作品中占据了天然的优势。当然，并不是所有视听融合作品都适合以超现实美学理念为主导，从而实现 AIGC 视听作品的艺术价值的。《未来交响·五行》《古蜀幽梦》这类作品只是正好具备超现实美学创作的ꨅ 沈长云 . 论古蜀文明的的起源与其特征 [J]. 中华文化论坛 ,2010,(03):35-39.ꨆ 周慎 , 陶美丽 , 刘湘 . 人工智能生成科普内容的底层逻辑与参与主体功能分析 [J]. 科普研究 ,2024,19(04):14-22+101-102.DOI:10.19293/j.cnki.1673-8357.2024.04.002.ꨇ 孙俊明 , 聂湘蓉 , 李萌 . 直播交互式 AI 主持人重构广播创新生态——以西湖之声 AI 主持人的探索为例 [J/OL]. 中国广播电视学刊 ,1-4[2025-04-26].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1746.G2.20250421.1025.002.html.潜质。像一些现实主义的作品和表现重要历史的艺术作品中，艺术创作者一定要另寻创作思维，在尊重历史的前提下进行艺术创作。目前，人工智能还没有办法做到与人类“心意相通”，所以需要学会向人工智能给出正确具体的任务指令，也要明确人机协同过程中的职责边界和伦理规范 ꨆ。（2）AI 数字主持人提升作品导聆契合度：音乐会中的 AI 数字主持人与真人主持人拥有显著的差异和优缺点。AI 数字主持人的优点在于，其在服装造型上拥有更为灵活的可变性、奇异性，在语言表达方面具有全面性和系统性。其缺点在于，它可能有时与人类的常规思维和传统背离，或是出现 AI 幻觉。AI 数字主持人若没有深刻的人类思想引领力，可能出现语言重复性过多、泛泛而谈、言之无物的情况。基于深刻了解 AI 主持人特性的基础上，笔者展开了一系列实践与尝试、查阅和参考了 AI 春晚等 AI 数字主持人应用模式，创造了尚音典乐室内乐团非遗创新专场音乐会中的 AI数字主持人影像，并用于音乐演出，该主持人人物形象如图 9 所示。由图中形象可见，AI 数字主持人的发色五彩斑斓，极为时髦，在穿着上也呈现五彩绮丽的特点，由这样的主持人形象介绍《未来交响·五行》这个曲目更为贴切和契合。这名 AI 主持人复制了笔者的面部特征和构造，在演出现场还可以与真人主持人进行碰撞与对话，丰富了演出的观感创意，给予了观众不一样的体验。因此，AI 主持人的加入对真人主持人不是替代而是高质量赋能 ꨇ。图 9. 尚音典乐室内乐团制作的 AI 数字主持人影像用于音乐演出

048SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSAIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究七、 应用场景创新探究1、 乡村支教与美育活动随着 DeepSeek、宇树人形机器人的爆火，中小学校园里刮起一股“AI 风”ꨈ。在科学技术领域，AI 机器人、机器狗、无人机、VR 视觉艺术体验已然进入当代中小学生的校园。随着中国手机平价化和互联网系统的高速发展，我们发现，即使是偏远山区的儿童，也有丰富的途径能够不断接触、了解、学习和探索 AI 技术的应用和发展。身为艺术创作者，我们发现，在AIGC 赋能乡村支教与美育活动中，音乐专业的人士的参与度还有待提高。为此，笔者在国家“双一流”高校建设项目、上海高水平地方高校建设扶持项目、上海音乐学院大学生创新创业孵化基地孵化项目、上海音乐学院优秀学生“音才助飞”计划的支持下，携上海音乐学院尚音典乐室内乐团的ꨈ 曾云毕 . 让 AI 教育在乡村学校茁壮生长 [N]. 温州日报 ,2025-03-09(004).DOI:10.28840/n.cnki.nwzrb.2025.000764.创新成果，前往福建永泰山区开展乡村美育公益行。团队充分发挥专业优势，积极投身乡村艺术美育工作，将 AIGC 技术创新性地融入乡村艺术美育演出活动之中，在课堂上展示古琴、二胡、古筝、竹笛等非遗音乐的创新魅力。通过与乡村儿童创排作品《诗经·关雎》《饮酒》《中国四季》，笔者引导学生发现中国古诗词中的非遗文化。同时，巧妙结合 AIGC 视觉艺术，在福建永泰同安文化活动中心通过视听融合的形式呈现这些作品，被永泰县同安镇人民政府、永泰县嵩口镇人民政府报道。未来笔者将继续进一步扩大乡村艺术美育演出活动的影响力，为乡村文化建设注入新活力。2、 非传统音乐厅的科技类和美术类 场馆在 AI 时代，科学与人文艺术要携手发展，就必然要开拓传统音乐厅以外的表演场馆，探索更多非传统音乐厅的表演区域。科技馆、博物馆、美术馆在与音乐的碰撞中产生火花的可能性还有待探索。在上海音乐学院学生（研究生）工作部、学生处和上海音乐学院创业指导站的推荐下，笔者入选“AIGC+超媒介叙事”未来媒介创客营参与培训后创作的《未来交响·五行》正是在非传统音乐厅的科技类场馆⸺中国科学技术馆内进行演出。在舞台声学效果上，我们发现，通过专业的声音工程师的声响设计，中国科学技术馆的声响效果也能够与专业音乐厅相媲美。如 图 10 三 张 音 乐 会 海 报 所 示，笔者还曾在北京今日美术馆、上海西岸美术馆、国家会展中心（上海音乐厅“音乐午茶”进驻中国国际进口博览会演出项目）举办个人专场音乐会。在音乐音响上，同样也面临着音响效果方面的问题和挑战。在视听融合创演方面，我们通过与美术馆中的裸眼图 10. 笔者策划的非传统音乐厅的演出场馆演出海报

049科学与人文艺术2025 年 01 期ARTISTIC CREATION艺术创作3D 技术、多媒体技术进行融合，不断探索 AIGC 技术在非遗音乐视听创演领域的应用。3、 音乐赋能景区“文旅结合”文旅融合发展，是当下实现非遗音乐文化保护传承和创新发展的重要途径 ꨉ。AIGC 非遗音乐视听创演作品在“文旅结合”场景下的应用实践有待加强研究。在当下，中国的旅游业蓬勃发展，作为文艺工作者，我们需要意识到：旅游景点的“美”往往是被赋予历史文化价值的。我们暂且以杭州西湖这个景点为例，杭州西湖为何如此著名，仅仅是因为她的美景吗？当然不。在美景的背后，杭州西湖有着诸多的文化底蕴：有白居易笔下的“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥”，还有苏轼笔下的“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇”，更有杨万里笔下的“毕竟西湖六月中，风光不与四时同。”……古人在文化艺术领域的创作赋能了景区的“文旅结合”发展，而在当今中国，也出现了许多优秀艺术家创作的优秀作品，正在不断地为景区赋能。同时，我国人民经济基础提升、消费观念转变、更加注重生活品质，人们能够在景区看到文化艺术作品的趋势也在直线上升，也就有更多ꨉ 杜欢 . 论少数民族乐器在文旅结合中的保护与传承 [J]. 贵州民族研究 ,2021,42(05):122-125.DOI:10.13965/j.cnki.gzmzyj10026959.2021.05.019.的应用场景需要符合当地文化特色的AIGC 非遗音乐视听作品。在文旅产业结合的过程中，当地的非遗文化传承者既能够在新时代挖掘非遗文化的时代价值，又能够唤起游客对当地非遗文化的认同。同时，游客给予非遗文化传承者们的正向反馈反过来也增强了非遗文化传承者们的创新动力。最终，能够促使多方齐心协力，共同为非遗艺术焕发时代新声贡献力量、促成文化交流、传承和发展。为此，笔者携团队与 YOUNG 剧场达成了合作协议，在豫园商城打造文旅结合演出⸺AIGC 人机共创音乐会《时空交响·国乐新声》，用音乐赋能豫园景区的文化底蕴，用 AIGC技术体现当代非遗音乐创新发展的蓬勃生机，如图 11 所示。八、 总 结 与 展 望： 与 AI（“爱”）同行目前，随着 AIGC 技术在非遗音乐视听创演领域的应用程度加强，国家正在出台一系列保护 AIGC 和人类知识版权的相关政策，这将促使更多的艺术创作者加强人机共创过程中的“思想引领力”。通过人类意识的深刻主导，非遗音乐的传承必将在“守正创新”与“科创融合”之间开辟一条新路。在国家政策的正向引导与人类主观能动性的双重作用下，人类的良知与善良会守护世间的“善”与“美”。艺术是人类心灵的寄托与港湾，是国家文化软实力的重要载体。未来，我相信在 AIGC 与音乐科技领域，会有更多的人类与 AI（“爱”）同行，不断探索中国非遗音乐视听创演的可能性，加强软件科技的开发应用与人文艺术的融合创新，为中国、为世界带来更多美好的艺术作品。 图 11. AIGC 人机共创音乐会《时空交响·国乐新声》海报作者简介：冯书雅 奥地利维也纳国际作曲家比赛评委，维也纳世界作曲锦标赛评委，上海交响乐团音乐创作课程导师。创

050SCIENCE, HUMANITIES＆ ARTSAIGC技术在非遗音乐视听创演领域的应用探究Research on the Application of Aigc Technology in the Field of Audio-Visual Creation of Intangible Cultural Heritage MusicFeng ShuyaAbstract: Under the background of new quality productivity encountering unprecedented changes in a century, AIGC technology, as a new quality productivity, has been integrated into the application in the field of audio-visual creation of intangible cultural heritage music. This paper puts forward the height of the "thought leading force determines the quality of art" of the core idea, the analysis of AIGC technology in the field of intangible music and application, AIGC audio-visual production software, on the basis of exploring the AIGC technology in the field of intangible music audio-visual and application of new mode, and provides the field of application scene innovation possibilities.Keywords: AIGC; Music creation; Intangible cultural heritage music; Audio-visual fusion作的 AIGC+ 古琴与电子乐作品《未来交响·五行》被中国科学技术馆、中国科学技术大学授予“媒介先锋奖”。曾荣获全国大学生年度人物、上海大学生年度人物、上海音乐学院萧友梅校长奖。曾在《音乐天地》《世界音乐》《岭南音乐》《书法报》等国内外期刊杂志中发表论文、出版乐谱。曾参与国家艺术基金项目。

第二卷 第一期二〇二五年封面设计：李哲，顾颖颖