管晓宏院士主讲姚班素质教育专题讲座 解构艺术与科学的交汇

2019年05月10日 浏览次数: 0

201959日下午,中国科学院院士、西安交通大学电子与信息学部主任、清华大学双聘教授管晓宏院士应邀做客清华大学交叉信息院,带来题为“艺术与科学的交汇与相互影响”的讲座。交叉信息院院长、姚班首席教授姚期智院士,交叉信息院讲席教授储枫,交叉信息院助理教授、计科80班主任于洋,以及近百名姚班学子共同听取了本次讲座。

IIIS0261

姚期智院士首先对管晓宏院士做简要介绍,并以文艺复兴时期绘画、建筑等方面发展带动科学发展为例,指出学科交叉的重要性,以及文艺和科学之间的紧密关联。

IIIS0222

管晓宏院士从艺术与科学的关系、音乐艺术的定量分析、艺术信息工程等维度展开本次讲座。他首先以高斯、莱布尼茨和希尔伯特等德国伟大的数学家和巴赫、贝多芬、勃拉姆斯等德国伟大的音乐家为例,借用“李约瑟命题”与“钱学森之问”引出关于艺术形象思维和科学逻辑的关系、科学与艺术结合的探讨,指出艺术形象思维启发科学逻辑思维,科学的精确演进推动艺术的发展。

管院士简要介绍了自然界、电影、美国个人财富值等领域普遍存在的幂律关系,并以巴赫的E大调小提琴协奏曲和A小调双小提琴协奏曲等古典乐为例探讨古典音乐旋律的幂律关系,指出概率密度函数是幂函数。在此基础上,管院士提出两个问题:为什么音乐旋律服从幂律关系?没有受过专业音乐训练的非音乐人为什么喜欢优美的音乐旋律?针对第一个问题,管院士介绍了他所带领团队的研究成果,即音乐旋律的数学特征,根据作曲理论建立数学模型,证明“好听”的音乐旋律是符合幂律关系的。针对第二个问题,他提出假说:符合旋律变化、符合幂律关系的音乐更能够使人产生愉悦感,并指出对该假说的证明需要脑科学、生物医学的实验验证。

IIIS0255

接下来,管院士讲述了自然与工程系统和古典音乐旋律变化的幂律关系,并根据作曲理论建立数学模型,列出了旋律的数学特征,证明了符合幂律规律的旋律更能使人产生愉悦感,隐藏在优美音乐旋律中的数学物理规律,同物理、天文、地质、网络、经济、社会、文学等自然、工程及人文社会系统的规律一致。他还从动漫、游戏、影视艺术、VR和智能机等方面,介绍了艺术信息工程在生活中的内涵,并详细阐述了音频媒体分析与和声理论和基于信息处理的音乐分析理论,展示了音乐艺术与信息科学学科的交叉研究成果,其中包括基于信息处理的音乐分析,其中包括基于信息处理的音质与音色分析,基于信息处理的乐器性能评价和基于机器学习的作品风格分析。从在对科学的逻辑和人文艺术的定量分析基础上,管晓宏院士提出了艺术信息工程的新工科设想,提倡进行艺术与信息科学学科交叉的研究。

讲座结束后,在座学子也纷纷就函数关系、频谱、机器学习、音乐中的逻辑、美学和科学研究的美学思考等问题向管院士提问,管院士予以详尽解答,并启发同学们认真思考科学与艺术的关系和相互影响,培养艺术形象思维,增强艺术能力,锻炼科学想象力,思考不同学科之间交流、沟通和融合的可能性。

IIIS0311

管晓宏教授是中国科学院院士,IEEE Fellow,分别于19821985年获清华大学自动化系学士与硕士学位,1993年获美国康涅狄格大学电气与系统工程系博士学位;1993-1995年任美国PG&E公司高级顾问工程师,1999-2000年任哈佛大学访问科学家,1995年起任西安交通大学教授,1999-2009年任机械制造系统工程国家重点实验室主任,2009-2019年任电子与信息工程学院院长,2019年起任电子与信息学部主任;1997年获国家杰出青年基金,2000年任长江学者特聘教授;自2001年先后任清华大学讲席教授组成员、双聘教授,2003-2008年任清华大学自动化系主任。主要从事复杂网络化系统的经济性与安全性,电力、能源、制造系统优化,网络信息安全,信息物理融合系统包括智能电网等领域的研究。

近年来,管晓宏院士与西安音乐学院艺术学科和专业乐团合作,创办了“艺术与科学的交汇”系列音乐会,采用演奏穿插学术报告形式,以中英文两个版本,先后为清华大学、西安交通大学等10所高校,丝绸之路大学联盟校长和2017 IEEE自动化科学与工程国际年会演出,从艺术形象思维对创新能力的影响出发,探讨音乐与数学的关系、音乐中的科学规律、开拓理工科师生的创新思维。管晓宏院士担任音乐会策划和学术报告,并与音乐家共同演奏。

(文、图/吴晨)