管曉宏院士主講姚班素質(zhì)教育專題講座 解構藝術與科學的交匯
管曉宏院士主講姚班素質(zhì)教育專題講座 解構藝術與科學的交匯
2019年05月10日 瀏覽次數(shù): 0
2019年5月9日下午，中國科學院院士、西安交通大學電子與信息學部主任、清華大學雙聘教授管曉宏院士應邀做客清華大學交叉信息院，帶來題為“藝術與科學的交匯與相互影響”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，并以文藝復興時期繪畫、建筑等方面發(fā)展帶動科學發(fā)展為例，指出學科交叉的重要性，以及文藝和科學之間的緊密關聯(lián)。
管曉宏院士從藝術與科學的關系、音樂藝術的定量分析、藝術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“錢學森之問”引出關于藝術形象思維和科學邏輯的關系、科學與藝術結合的探討，指出藝術形象思維啟發(fā)科學邏輯思維，科學的精確演進推動藝術的發(fā)展。
管院士簡要介紹了自然界、電影、美國個人財富值等領域普遍存在的冪律關系，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系，指出概率密度函數(shù)是冪函數(shù)。在此基礎上，管院士提出兩個問題：為什么音樂旋律服從冪律關系？沒有受過專業(yè)音樂訓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團隊的研究成果，即音樂旋律的數(shù)學特征，根據(jù)作曲理論建立數(shù)學模型，證明“好聽”的音樂旋律是符合冪律關系的。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、生物醫(yī)學的實驗驗證。
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系，并根據(jù)作曲理論建立數(shù)學模型，列出了旋律的數(shù)學特征，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)學物理規(guī)律，同物理、天文、地質(zhì)、網(wǎng)絡、經(jīng)濟、社會、文學等自然、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、VR和智能機等方面，介紹了藝術信息工程在生活中的內(nèi)涵，并詳細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，展示了音樂藝術與信息科學學科的交叉研究成果，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習的作品風格分析。從在對科學的邏輯和人文藝術的定量分析基礎上，管曉宏院士提出了藝術信息工程的新工科設想，提倡進行藝術與信息科學學科交叉的研究。
講座結束后，在座學子也紛紛就函數(shù)關系、頻譜、機器學習、音樂中的邏輯、美學和科學研究的美學思考等問題向管院士提問，管院士予以詳盡解答，并啟發(fā)同學們認真思考科學與藝術的關系和相互影響，培養(yǎng)藝術形象思維，增強藝術能力，鍛煉科學想象力，思考不同學科之間交流、溝通和融合的可能性。
管曉宏教授是中國科學院院士，IEEE Fellow，分別于1982、1985年獲清華大學自動化系學士與碩士學位，1993年獲美國康涅狄格大學電氣與系統(tǒng)工程系博士學位；1993-1995年任美國PG&E公司高級顧問工程師，1999-2000年任哈佛大學訪問科學家，1995年起任西安交通大學教授，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院院長，2019年起任電子與信息學部主任；1997年獲國家杰出青年基金；自2001年先后任清華大學講席教授組成員、雙聘教授，2003-2008年任清華大學自動化系主任。主要從事復雜網(wǎng)絡化系統(tǒng)的經(jīng)濟性與安全性，電力、能源、制造系統(tǒng)優(yōu)化，網(wǎng)絡信息安全，信息物理融合系統(tǒng)包括智能電網(wǎng)等領域的研究。
近年來，管曉宏院士與西安音樂學院藝術學科和專業(yè)樂團合作，創(chuàng)辦了“藝術與科學的交匯”系列音樂會，采用演奏穿插學術報告形式，以中英文兩個版本，先后為清華大學、西安交通大學等10所高校，絲綢之路大學聯(lián)盟校長和2017 IEEE自動化科學與工程國際年會演出，從藝術形象思維對創(chuàng)新能力的影響出發(fā)，探討音樂與數(shù)學的關系、音樂中的科學規(guī)律、開拓理工科師生的創(chuàng)新思維。管曉宏院士擔任音樂會策劃和學術報告，并與音樂家共同演奏。
（文、圖/吳晨）
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