2025年4月18日周五下午2点30分，中国科学院大学人文学院2025年第4期“科学与人文”讲座在中国科学院大学玉泉路校区人文楼报告厅举行。讲座邀请到西北师范大学哲学与社会学院孙圣副教授，以“科学传播的艺术实践及其限度：以彭罗斯图和粗粒化熵为例”为题，结合前沿科学理论与艺术实践案例，深入探讨了科学传播过程中艺术实践的意义及其内在局限。中国科学院大学人文学院苏湛副教授主持本次讲座。
讲座伊始，孙圣副教授言明本次讲座的讨论思路：科技治理以科学理解的科学传播为基础；科学的艺术表现对科学理解的影响是正向的吗？如何打通艺术和科学之间的“最后一公里”？
孙老师指出，近年来，全球范围内出现把科学与艺术实现深度融合的新态势。从融合目的上讲，当前许多科学传播的艺术实践倾向于片面强调科学对艺术创作的单向影响；从融合方式上讲，现有的融合大多采取“看图说话”和“拿来主义”的浅显方式，要么缺乏科学理解，要么过度强调技术工具，导致艺术与科学的融合效果并不理想。孙老师强调，真正有价值的科学艺术创作，必须深入到科学家所进行的“思想实验”层面，理解科学理论的思想内核，否则艺术与科学的关系便只剩形式的模仿，失去深层次的科学交流与启发意义。
为清晰阐释上述观点，孙老师首先结合经典案例，展示了科学与艺术之间原本紧密的联系。他以达·芬奇的科学发现为例，说明了科学史上艺术与科学的深度融合。接着，孙老师引出了本次讲座的核心案例，即英国理论物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）受荷兰艺术家莫里茨·埃舍尔（Maurits Escher）画作《Circle Limit IV, 1960》（见下图）的启发创立彭罗斯图（PenroseDiagram）。
孙老师详细分析道，在彭罗斯图中，黑洞奇点表示为水平的锯齿线，隐喻为横亘的冰川。金色小鱼代表光线，向左或向右各四十五度角传播，之间区域为光锥（light cone）内部，因果关系都在其间，这是人类活动的全部可能范围，用金色小船表示。孙老师指出，对于特定的科学理解或科学问题而言，就其做艺术实践时，人们只能在同一幅作品上突出表现其部分关键特征，例如，对时间尺度、时空弯曲程度等表征。这如同硬币的两个侧面，对于其中一侧表现得越多，另一侧表现得就越少，甚至出现误导。
随后，孙老师以熵理论为例，进一步表明科学的艺术表现的限度。一直以来，科学家在思考熵增与时间方向之间的关系，但科学家们并未意识到自己的部分研究行为建立在对此的可视化基础之上。孙老师认为，本质上，这些研究是对于时间方向问题的艺术实践。时间方向问题是使用黑白两色创作的埃舍尔未曾涉足的领域，这两种颜色不能处理熵概念中至关重要的“粒度（granularity）”问题。什么是熵？熵有多种定义方式，如香农熵、玻尔兹曼熵等。在此，孙老师强调，科学传播建立在直观基础之上，此类科学定义由于不易通过可视化的方式实现艺术表现与科学传播，很难向公众完整地展现熵所蕴含的丰富物理意义和深层哲学内涵，因此，对公众理解科学的益处非常有限。
继而，孙老师指出思想实验对于科学理解和科学传播的意义，核心问题是可想象性为何不等价于可能性？孙老师回顾了科学史上的经典思想实验，诸如，伽利略的自由落体实验、爱因斯坦的追光思想实验，指出这些思想实验在于场景的“可想象性”。孙老师从波普尔的逻辑结构进路、丹内特的概念基础进路、马赫的技术细节进路呈现了哲学家们对思想实验的各种理解。在此基础上，孙老师以丰富的科学史案例，如双生子佯谬、黑洞辐射思想实验等，提出了自己对思想实验的认识和研究：概念基础进路缺省了关键的技术细节，进而导致科学思想实验的逻辑结构隐含更多的反事实条件，最终导致科学思想实验失去有力的解释相关性。
最后，孙老师以对“科学艺术”命题合理性的反思结束讲座。科学艺术究竟是给科学家带来启发？还是为艺术家提供灵感？亦或是向公众进行科普？
提问互动环节，听众对公众能否理解艺术作品中的科学内涵提出质疑，并表示目前很多艺术创作过于依赖艺术家的后期解释，普通观众难以捕捉其深刻的科学内涵。孙老师进而与听众就公众所接受的信息容量对科学传播产生多大程度的限制、科学家与艺术家的合作等问题展开了热烈的讨论。
本次讲座以具体生动的科学艺术实践案例为切入点，深刻揭示了艺术表达在科学传播上的潜力与限度，启发了科学与艺术如何有效融合以促进公众理解科学的现实思考。
【主讲人简介】
孙圣，北京师范大学哲学博士，美国罗格斯大学哲学系访问学者，西北师范大学哲学与社会学院副教授；中国自然辩证法研究会工程与社会发展专委会副秘书长、全国物理学哲学理事委员、中国科学技术史学会科学文化专委会委员、CNKI专家库专家、福建省雕刻与设计艺术研究会高级顾问。主持国社科1项、教育部项目1项、省自科1项；发表CSSCI论文10余篇，其中一篇被《人大报刊复印资料》全文转载；获欧洲和香港发明专利多项、国际和省级艺术奖项多项；相关著作被新华客户端转载，阅读量逾80余万。主要研究方向为物理哲学、西方近现代科学思想史与科学艺术等。
