管曉宏院士主講姚班素質(zhì)教育專題講座 解構(gòu)藝術(shù)與科學(xué)的交匯
管曉宏院士主講姚班素質(zhì)教育專題講座 解構(gòu)藝術(shù)與科學(xué)的交匯
2019年05月10日 瀏覽次數(shù): 0
2019年5月9日下午，中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)電子與信息學(xué)部主任、清華大學(xué)雙聘教授管曉宏院士應(yīng)邀做客清華大學(xué)交叉信息院，帶來題為“藝術(shù)與科學(xué)的交匯與相互影響”的講座。交叉信息院院長、姚班首席教授姚期智院士，交叉信息院講席教授儲楓，交叉信息院助理教授、計科80班主任于洋，以及近百名姚班學(xué)子共同聽取了本次講座。
姚期智院士首先對管曉宏院士做簡要介紹，并以文藝復(fù)興時期繪畫、建筑等方面發(fā)展帶動科學(xué)發(fā)展為例，指出學(xué)科交叉的重要性，以及文藝和科學(xué)之間的緊密關(guān)聯(lián)。
管曉宏院士從藝術(shù)與科學(xué)的關(guān)系、音樂藝術(shù)的定量分析、藝術(shù)信息工程等維度展開本次講座。他首先以高斯、萊布尼茨和希爾伯特等德國偉大的數(shù)學(xué)家和巴赫、貝多芬、勃拉姆斯等德國偉大的音樂家為例，借用“李約瑟命題”與“錢學(xué)森之問”引出關(guān)于藝術(shù)形象思維和科學(xué)邏輯的關(guān)系、科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合的探討，指出藝術(shù)形象思維啟發(fā)科學(xué)邏輯思維，科學(xué)的精確演進(jìn)推動藝術(shù)的發(fā)展。
管院士簡要介紹了自然界、電影、美國個人財富值等領(lǐng)域普遍存在的冪律關(guān)系，并以巴赫的E大調(diào)小提琴協(xié)奏曲和A小調(diào)雙小提琴協(xié)奏曲等古典樂為例探討古典音樂旋律的冪律關(guān)系，指出概率密度函數(shù)是冪函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，管院士提出兩個問題：為什么音樂旋律服從冪律關(guān)系？沒有受過專業(yè)音樂訓(xùn)練的非音樂人為什么喜歡優(yōu)美的音樂旋律？針對第一個問題，管院士介紹了他所帶領(lǐng)團(tuán)隊的研究成果，即音樂旋律的數(shù)學(xué)特征，根據(jù)作曲理論建立數(shù)學(xué)模型，證明“好聽”的音樂旋律是符合冪律關(guān)系的。針對第二個問題，他提出假說：符合旋律變化、符合冪律關(guān)系的音樂更能夠使人產(chǎn)生愉悅感，并指出對該假說的證明需要腦科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)的實驗驗證。
接下來，管院士講述了自然與工程系統(tǒng)和古典音樂旋律變化的冪律關(guān)系，并根據(jù)作曲理論建立數(shù)學(xué)模型，列出了旋律的數(shù)學(xué)特征，證明了符合冪律規(guī)律的旋律更能使人產(chǎn)生愉悅感，隱藏在優(yōu)美音樂旋律中的數(shù)學(xué)物理規(guī)律，同物理、天文、地質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)、社會、文學(xué)等自然、工程及人文社會系統(tǒng)的規(guī)律一致。他還從動漫、游戲、影視藝術(shù)、VR和智能機等方面，介紹了藝術(shù)信息工程在生活中的內(nèi)涵，并詳細(xì)闡述了音頻媒體分析與和聲理論和基于信息處理的音樂分析理論，展示了音樂藝術(shù)與信息科學(xué)學(xué)科的交叉研究成果，其中包括基于信息處理的音樂分析，其中包括基于信息處理的音質(zhì)與音色分析，基于信息處理的樂器性能評價和基于機器學(xué)習(xí)的作品風(fēng)格分析。從在對科學(xué)的邏輯和人文藝術(shù)的定量分析基礎(chǔ)上，管曉宏院士提出了藝術(shù)信息工程的新工科設(shè)想，提倡進(jìn)行藝術(shù)與信息科學(xué)學(xué)科交叉的研究。
講座結(jié)束后，在座學(xué)子也紛紛就函數(shù)關(guān)系、頻譜、機器學(xué)習(xí)、音樂中的邏輯、美學(xué)和科學(xué)研究的美學(xué)思考等問題向管院士提問，管院士予以詳盡解答，并啟發(fā)同學(xué)們認(rèn)真思考科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系和相互影響，培養(yǎng)藝術(shù)形象思維，增強藝術(shù)能力，鍛煉科學(xué)想象力，思考不同學(xué)科之間交流、溝通和融合的可能性。
管曉宏教授是中國科學(xué)院院士，IEEE Fellow，分別于1982、1985年獲清華大學(xué)自動化系學(xué)士與碩士學(xué)位，1993年獲美國康涅狄格大學(xué)電氣與系統(tǒng)工程系博士學(xué)位；1993-1995年任美國PG&E公司高級顧問工程師，1999-2000年任哈佛大學(xué)訪問科學(xué)家，1995年起任西安交通大學(xué)教授，1999-2009年任機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室主任，2009-2019年任電子與信息工程學(xué)院院長，2019年起任電子與信息學(xué)部主任；1997年獲國家杰出青年基金；自2001年先后任清華大學(xué)講席教授組成員、雙聘教授，2003-2008年任清華大學(xué)自動化系主任。主要從事復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，電力、能源、制造系統(tǒng)優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)信息安全，信息物理融合系統(tǒng)包括智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的研究。
近年來，管曉宏院士與西安音樂學(xué)院藝術(shù)學(xué)科和專業(yè)樂團(tuán)合作，創(chuàng)辦了“藝術(shù)與科學(xué)的交匯”系列音樂會，采用演奏穿插學(xué)術(shù)報告形式，以中英文兩個版本，先后為清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等10所高校，絲綢之路大學(xué)聯(lián)盟校長和2017 IEEE自動化科學(xué)與工程國際年會演出，從藝術(shù)形象思維對創(chuàng)新能力的影響出發(fā)，探討音樂與數(shù)學(xué)的關(guān)系、音樂中的科學(xué)規(guī)律、開拓理工科師生的創(chuàng)新思維。管曉宏院士擔(dān)任音樂會策劃和學(xué)術(shù)報告，并與音樂家共同演奏。
（文、圖/吳晨）
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