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鸿蒙伊始，混沌初开，人类从万物中站立起来。一块猎取食物的简陋的砾石器是他站立的奠基石。作为人类首次使用智慧和创造力的结晶，它要告诉世界什么呢？
在砾石人工打制的刃口上，既蕴含着人类最原始的理性认识，又表现出人类对形式、线条最早的冲动和欣喜。如果说前者是科学的开始，那么，后者便是艺术的起源。自然母体第一次被人类智慧受孕，便养育出了科学与艺术血肉相融的胎儿。
人类是记忆的产物。三百万年后的今天，面对着科学与艺术的繁荣，人们经常回味它们古老的源头，并祈盼着它们再度携手，为人类创造出生存的福音。从本质讲，科学与艺术是不可分的，因为它们都是以创造性劳动来探索真理的普遍性。如果说艺术是以情感和直觉感受到了真理的存在，那么科学则是用理性逻辑建构起通向真理的坦途。我们能区分人类创造力的方式，却无法区分人类创造力本身。
天使飞翔的双翅也许是人类对科学与艺术关系的一个暗喻：只有科学与艺术的比翼齐飞，人类才可能象天使一样，超越困厄与磨难，在追索真理的途中，飞向理想之境。
然而，科学与艺术毕竞是人类创造力的两个方面，当科学被探索世界奥妙的好奇心所鼓动，力图勾划出人类的整体世界观，并以此帮助人类的物质生活时，艺术则在表现事物形式的审美以及人类内在情感的冲动上孜孜以求。因而，在历史的长河中，科学和艺术也经常表现为理性与非理性、智慧与情感、规则与反规则、秩序与无序的对抗与分离。
合合分分，分分合合，构成了科学与艺术关系的历史图景。但是，真正的分离却从未产生过，因为追求真理的理想使它们彼此需要。我们也许可以这样追问：没有激情的智慧能闪烁出理性与创新的火花吗？没有智慧的情感能够升华到完美与和谐的意境吗？
没有什么力量能以否定的方式回答这样的追问。
让我们打开人类的活动史，领略一下科学与艺术并肩走过的神奇而伟大的历程吧！
（著名原始文化遗址：元谋人遗址、蓝田遗址等——砾石器刃口特写——深邃、遥远、朦胧而神秘的音乐——现代科学繁荣场面——现代艺术的繁荣场面——拉斐尔、乔尔乔内、提香等人的天使——神圣的音乐）
拉斯科岩画
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分布于世界各地的原始文明图像成为我们探索的源头.
在距今二万多年的阿尔塔米拉、拉斯科岩画的各类动物图像上，可以看到原始先民们那令人惊叹的艺术天才：灵动而自由的线条、准确而生动的造型、斑斓而深沉的色彩。我们的问题是，如果没有对动物活动规律的理性认识，没有关于动物身体结构的知识，原始先民们如何表现出这几乎符合动物学、解剖学规律的生动造型呢？
史前文明最早也是最发达的科技知识应该是天文和历法。因为它们和先民的物质生活息息相关。为了表述自然、天象循环的节律，原始先民们创造了最早的天文历法——物候历法。以候鸟、候兽的来去、冬眠、夏眠及眠醒作为物候历法的参照，或选择在确定时间繁殖、聚集、更毛、换羽、长角等发生明显群落变化和体态变化的动物作为物候历法的参照物。这些运动姿态优美的鱼、蟾蜍、鹿、爬虫、鸟等形象除了满足原始先民的审美愉悦外，还担负着历法的重任。
人面鱼纹彩陶盆 新石器时代 中国国家博物馆藏
玉琮王 新石器时代 浙江省博物馆藏
史前天象观测所得到的丰富天文知识使先民们建立了原始的宇宙观。良渚文化的玉琮也许是这种宇宙观的再现。玉琮的内圆象征着天，外方象征着地，四周雕刻的纹样则可能是沟通天地的神兽。在拜天祭地的仪式中，对天象的观测活动，关于宇宙的理解，超现实的巫术性幻想，紧紧地与玉琮的造型融合为一体，极大地满足了先民们的精神生活。
忽视史前艺术图像中的理性认识和原始科技经验，是当代人的习惯性通病。那么，创造这类图像的思维是怎样的一种结构呢？可以说，研究原始思维的结构成为我们理解史前艺术的关键。花费了大量时间和精力后，人类学家们在神经心理学、儿童心理学、体质人类学、文化人类学和考古学的基础上，逐渐揭开了这一奥秘世界的神秘面纱。研究表明，原始思维并非单纯的感性的表象思维，而是具备了初级的逻辑认知能力、观念活动能力和理性意识。从本质上讲，这种思维结构和今天的人类并无二致。
这就是史前图像中科技与艺术结合的神经和心理基础。这个基础，直到今天也未动摇。
（阿尔塔米拉洞窟壁画的动物图像——拉斯科岩画——中国黑山、阿尔泰山岩画图像——仰韶文化遗址——马家窑文化遗址——彩陶和陶塑上的鱼、蟾蜍、鹿、爬虫、鸟等动物形象——现代鸟的换羽、蛇的蜕皮等图像——良渚文化遗址——草鞋的文化遗址——浙江省博物馆——南京博物院中各类玉琮——采访考古学家谈玉琮的功能——文化人类学家形象：布雷尔、马林诺夫斯基、列维·斯特劳斯——原始人的头骨及脑结构的分析）
丹德拉神庙圆形黄道十二宫浮雕
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让我们走向神秘的埃及文明。作为人类文明的最早起源地之一，埃及在天文学、数学、医学、建筑学等方面均取得了令人叹服的成就。这幅绘在棺材内的“星图”是埃及人天文观测的硕果。北极星、天鹅、牧夫、仙居、猎户、天蝎、白羊和昂星等星座围绕在托起苍穹的神女周围，构成了一幅史前艺术的杰作。再看看这幅刻在法老陵墓石壁上的“天牛像”。它是一幅宇宙结构图。牛腹和四肢皆为众神所托，四周布满了星斗。星际的边缘有两只船，太阳神“拉”先后驾着两条船在太空中邀游。
在埃及文明那里，所有艺术图像中几乎都跳动着科学的心律。制作木乃伊的解剖学知识帮助埃及人创造了气势非凡的雕塑，数学则支撑起金字塔和神庙这类宏大的建筑。
聪明的美索不达米亚人，大约在公元前4000年前就发现了金属之间的这样一个秘密：在铜中加入锡，就可以增加铜的硬度。这一秘密的发现，开创了伟大的青铜时代。同样洞悉自然秘密的奇迹也发生在中国。学者们指出：“蚩尤作兵”中的兵器就是青铜制品。在长期的实践中，中国工匠总结出“六齐”规律，制作出了钟鼎、觥、觚、盘、盉、剑、卣等各种类型的青铜器。它们或硕大无朋，神秘威严；或小巧精致，优美典雅，充分显示出科学与艺术的完美结合，创造了后人们难以企及的高度。
三星堆青铜立人像和青铜神树
真正的科学精神到了希腊人那里才产生。
希腊的科学与哲学均脱胎于希腊神话。神话中人神相异同构的思想和完备的诸神谱系显示了希腊人思维的秩序性、对象性和逻辑性。这是希腊人理性自然观和科学产生的基本前提。因此，科学哲学家怀特海认为：“古希腊伟大的悲剧家是今天所存在的科学思想的始祖……希腊悲剧中的命运成了现代思想中的自然秩序……悲剧的本质并不是不幸，而是事物无情活动的严肃性……这种无情的必然性充满了科学的思想。物理的定律就等于人生命运的律令。”在希腊人的心目中，自然是一个有规律的，并可以用数学语言加以把握的对象。科学的理性是希腊人引导整个人类走出昏昧、神话和浑沌的精神火炬。
希腊的科学精神在其古典时代结出了硕果。最早的自然哲学家泰勒斯发明了几何学定理，为演绎几何学作出了开创性的贡献；同时，他还深入探索了生命的起源。毕达哥拉斯学派承其后开始了以天文学、音乐学、算术和几何学为主要内容的数学领域。引导他创造“数即万物”学说的竟是琴弦发出的美妙的乐音。在琴统实验中，他发现了同一琴弦中不同张力与发音音程之间的数字关系。由此，他联想到，导致万物之差异的不是其物质构成，而是其包含的数量关系。
拉斐尔 《雅典学院》
科学探索在古希腊蔚然成风。芝诺的运动悖论，留基伯、德漠克利特的“原子论”，希波克拉底的医学理论以及诡辩学派的学术讨论传统把希腊科学精神化作了希腊人的生存理想和生活方式。而集科学精神之大成的则是柏拉图和亚里士多德。柏拉图继承了其导师苏格拉底的探索精神和毕达哥拉斯学派的学术传统，以充满纯粹理想主义色彩的“理念说”来统驭他的科学研究。在他的心目中，数学乃是通向理念世界的必要工具，因而，他对数学演绎方法的建立和完善起到了重要的推动作用。作为拍拉图的学生，亚里士多德并不赞同老师的“理念说”，他认为事物的本质是内在的，就要于事物本身之中，而不是超越的。为了探索存在于自然中的真理，必须重视感性经验。对科学精神的尊崇，对真理的热爱，使亚里士多德成为百科全书式的学者。在物理学、天文学、数学、逻辑学、生物学、伦理学等方面，他都早有建树。他的逻辑推理法和柏拉图的演绎法从不同方面为科学思维作了奠基工作。
科学的硕果，使建筑和雕刻艺术深受其惠。苏格拉底曾描述过艺术家们对科学规则的运用：“艺术家恰当地安排万物，驱使事物的这一部分与其他部分和谐一致，直到他创造出一个有规则的有秩序的整体。”在科学理性光辉的沐浴下，希腊雕刻家菲提阿斯、普拉克西泰利斯、米拉等人创造出了单纯而静穆这类只有神才具有的形象，而以精确计算为基础的希腊建筑更是蔚为大观，充满理性与神圣的色彩。
（埃及文明遗址——星图——天牛像——制作木乃伊和古埃及雕塑——美索不达米亚文明遗迹——中国青铜冶炼——各类青铜器——一历史博物馆、上海博物馆、陕西省博物馆——希腊文明遗迹——雅典学派——毕达哥柱斯像——柏拉图像——亚里士多德像——古希腊雕望——古希腊建筑）
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科学理性和艺术灵感在古希腊艺术那里找到了最完美的结合形式。但它们却未能阻挡异族的铁蹄。在黑暗的中世纪，科学理性和艺术灵感之火均熄灭于欧洲大陆。但是，已经深深植根于人类精神中的理性和灵感不会因此而死亡。它们在阿拉伯人的数学、天文学、炼金术、物理学、医学以及中国人的科技体系及四大发明中薪火相传。
中国古代四大发明
李约瑟 《中国科学技术史》
公元五世纪，当欧洲进入黑暗世纪时，中国却以强劲的历史步伐迈入大唐盛世，科学与艺术并行发展，在宋朝同时进入了令世界称羡不已的高峰期。著名科学史家李约瑟指出：中国科学“在公元3世纪到13世纪之间保持了一个西方所望尘莫及”的水平。
在长期的实践中，中国形成了风格独特的科技体系。它以实用理性为宗旨，以农、医、天、算四大学科和陶瓷、丝织、建筑三大技术为核心。它和纸、印刷术、火药、指南针这四大发明一起促进了封建社会生产力的发展。此时的欧洲仍在昏睡中，而东方大陆却被科学的理性之火照耀得无比光明。
数个世纪中，中国的科技和艺术一直和谐相生。不仅在宇宙观、自然观、实用理性方面两者有着诸多的共同之处，而且许多伟大的艺术家烧造出了世界上独一无二的陶瓷艺术品，丝织技术织造出了瑰丽无比的东方霓裳，而建筑技术则建造出了万里长城、赵州桥和历代皇宫这样恢宏的华夏建筑艺术的杰作。纸的发明更是1000多年文人画艺术产生与繁荣的前提。
赵州桥
在中国科学与艺术的发展过程中，还产生了一批既是科学家又是文学家、艺术家的杰出人物。汉代的张衡在创造浑天理论和发明候风地动仪和漏水转浑天仪时，还写出了流传千古的名篇《东京赋》和《西京赋》。在《梦溪笔谈》中研究指南针制造技术的宋人沈括在散文艺术中亦有着较高的造诣。
中国人独特的科技成就通过阿拉伯人传到欧洲后，点燃了熊熊的文艺复兴之火，并对欧洲的近代科学革命发生了重大影响。马克思充满激情地写道：“这是预告资产阶级社会到来的三大发明，火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成了新教的工具，总的说来变成了科学复兴的手段，变成了对精神发展制造必要前提的最强大的杠杆。
欧洲在文艺复兴中苏醒过来。在全新的人文理性的价值层面上，创造出了艺术与科学完美结合的典范。
达芬奇自画像
这个典范便是文艺复兴的巨匠达·芬奇。
在达芬奇身上，实验科学的探索精神和艺术的想象力，慎密的理性思维与自由的绘画灵感不可思议地交融为一体。他是画家、雕刻家、工程师，同时又是物理学家、生理学家、天文学家。他在设计飞机、降落伞、潜水艇、研究人体、天文和光影学的同时，创作出了伟大的艺术作品《蒙娜丽莎》。他在许多方面的创造都具有划时代的意义。经过1000年的孕育，科学与艺术在达芬奇身上奇迹般地铸成历史的丰碑。
达·芬奇《蒙娜丽莎》
达·芬奇《维特鲁威人》
达·芬奇机械装置手稿
中世纪绘画和雕刻中弱小、变形，犹如蝼蚁般的人类在文艺复兴中迅速成长为新时代的巨人：光影学赋予他以魁伟的体积，透视学给他广阔的空间，解剖学使他的形体完美而和谐，血液循环的研究让他放射出生命的活力。
（欧洲中世纪场景——科学之火的熄灭——太阳升起在东方地平线——大唐盛世场景——李约瑟的巨著《中国科学技术史》——宋四大名瓷——汉、唐、宋织物——造纸、印刷术、火药和指南针——万里长城、赵州桥等——张衡与浑天仪——沈括与《梦溪笔谈》——欧洲大陆的苏醒——佛罗伦萨、威尼斯等地的工商业、科技发展——达芬奇的科技发明：飞机、潜艇、解剖学——《蒙娜丽莎》——人的形象的变化：中世纪人的形象→契马部埃→乔托→米开朗基罗宏伟、体积饱满、屹立于三维空间中的英雄主义形象）
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希腊的科学理性精神在十四世纪至十六世纪的文艺复兴中获得重生与弘扬后，立刻显示出它沉默已久的巨大能量。在它的引导下，人类从此开始了在各个领域探索自然规律的科学活动。科学日益成为人类社会前进的巨大动力。艺术与科学和谐相生的状态也由此被打破。
哥白尼、伽利略
16世纪，哥白尼的日心说为人类重新勾勒了宇宙的结构，创造了新的宇宙观。17世纪，伽利略创建了近代物理学，牛顿则开创了古典力学，近代科学由此诞生。经过18世纪的理性启蒙和技术革命，19世纪，古典科学已完全成熟，硕果累累，能量转化与守恒定律、生物进化论与细胞学说等重大发现使19世纪成为“科学的世纪”。但这只是现代科技革命的一个前奏。20世纪的科技发展更为迅猛，科学的理性精神似乎要穷尽一切人们所能想象的领域，穷尽一切人们所能想象到的问题。相对论、量子力学、控制论、信息论、分子生物学等等重大理论发现，使人类既能穷宇宙之际，探粒子之微，又能追索生命的奥秘。同时，科学理论的应用使20世纪成为高技术时代：原子能的广泛利用，人造卫星的上天，从“阿波罗”登月到“探路者”的火星之旅，从转基因产品到克隆动物，从移动通讯到互联网络，还有什么是科学做不到的呢？从16世纪到20世纪，科学几乎成为人类历史的阿拉丁神灯，照耀着人类的前途。
“阿波罗”登月
和欧洲近代科学的突飞猛进相比，中国在明末产生四大科技名著即《本草纲目》《农政全书》《徐霞客游记》和《天工开物》之后，其科技的发展象这个古老的帝国一样迟缓、呆滞。到了清王朝，科技更是日薄西山，气息奄奄。一个具有五千年传统的科技体系就此终结了，不可挽回地成为中华帝国的殉葬品。
中国近代科技衰落的原因首先来源于中国科技本身。这种以实用理性为宗旨的科学体系，科学的眼光远没有希腊人科学精神那样宏大，一旦封建王朝对它不再提出什么实用要求，它发展的动力便即刻丧失；其次，在明清两代，专制主义的封建社会结构是科技发展的极限，它的结构不发生重大变化，不是资本主义那样先进的生产关系，就不可能促进科技的进展：第三，重文轻理的中国文化传统在明清达到极致，科技在文人的眼中只是形而下的末技。文人和由文人化的官僚们只会在优美的诗句和富有韵致的笔墨中寄托自己的理想。当他们以此沾沾自喜时，中国社会已被欧洲近代科技和资本主义社会远远抛在了身后。
近现代以来，欧美诸国在科学的自信之上，产生了普遍的乐观主义态度。然而，科学从来都是一把双刃剑，它在为人类造福的同时，也以自身的方式危害着人类。在19世纪，人们就意识到了科技、机器对人性的异化，对艺术的伤害。当代科技的滥用，更使人类受到前所未有的威胁：核危机、环境恶化、温室效应、资源枯竭、人口爆炸等等。
虽然科学家们坚信科技带来的问题将由新的科技加以解决，但谁又能保证新的科技不会带来新的威胁，新的灾难呢？
这种疑问，正是艺术家、哲学家和人文学家批判科技的思想起点。事实上，从19世纪以来，批判、怀疑工业文明、科技文明的声音就一直是人文思想的主旋律。包括艺术家在内的人文知识分子和科学家之间的对立日趋严重。当艺术家、人文知识分子在呼唤诗意、人性和情感并将科学家排除在知识分子队伍之外时，科学家则愤怒地宣称：“这是科学英雄的时代”。
科学与艺术之间的鸿沟似乎越来越深。
尼采
尼采讥讽道：“科学是伪善的”，科学使世界变成一个本质上机械的世界。只有艺术才是“生命的最高使命和生命的本来的形而上活动。”海德格尔也认为人类并未用科技的发展而成为地球的主人，相反，人类却因科技而失去了自己的真正本质。因而，人类的希望在艺术那里，“艺术是人类生命的表达。”在马尔库塞的眼中，现代科技是人类社会的新型控制形式，这种控制使现代社会变成了一个没有反对派的单向度社会，人也成为没有超越性的单向度的人。马尔库塞认为，挽救这个社会的力量在艺术那里。
尽管这些批判未注意到科技的意识形态性，未注意到科技背后的社会、历史原因而有失偏颇，但科技发展所带来的负面问题，以及由科学与艺术对立所隐含的理性与情感、功利与诗意、控制与自由等等的分裂，确实值得人类去思考、去忧虑。
（哥白尼日心说图解——牛顿古典力学图解——达尔文的进化论图景——人造卫星——阿波罗登月——探路者在火星——克隆羊——互联网——分子生物学——中国明末四大科技名著和李时珍、徐光启、徐霞客、宋应星——核爆炸——环境恶化——温室效应——尼采像——海德格尔像——马尔库塞像）
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然而，有趣的是，恰恰是在许多学者认为科学和艺术分道扬镳而日益显示出自身的局限性及危险的时候，现代科学和现代艺术却一直在相互影响，甚至珠胎暗结，表现出重新融合的趋势。
现代科学甚至为现代艺术提供了思维的方法论和演进逻辑。从印象主义、后印象主义开始的现代艺术历史事实上是达尔文生物进化论在人文领域中的翻版。唯新是好，优胜劣汰，环环相扣的进化链成为现代艺术演进的基本逻辑，也成为现代艺术的价值尺度。
现代科学是现代艺术的伟大的历史根基之一。
虽然印象派起源于马奈、莫奈那双天才的眼睛和超人的观察力，但他们同时也深受色彩学、光色理论的影响。新印象派的代表人物修拉、西涅克更是笃信科学精神能与艺术调和成“更高理智的综合”。西涅克认为，新印象派运用光谱色更为彻底，是一种“有程序的，科学的技法”。
现代科技的迅猛发展不仅改变了人类的自然景观、空间意识和速度感，也改变了人类的认知方式、文化心理和价值观，在此基础上，现代艺术找到了五花八门的创作原理和形象来源。
立体主义画派充分享受了现代科技的成就，他们的画面结构和符号均有着现代机器美学和心理学的依据：未来主义比主体主义更迷恋现代科技。他们宣称，机器就是力量，它将要重新描绘欧洲的文化地图。在弗洛伊德的潜意识理论之上，超现实主义画派找到了一切它所需要的东西。达利的名作《记忆的持续性》则隐喻着爱因斯坦广义相对论的时空弯曲观念。
达利《记忆的持续性》
杜尚《下楼梯的裸女》
被称为后现代艺术精神领袖的杜尚也深受惠于科学。准确地说，如果没有科学的思维与方法，杜尚是无法建立他的现成品与装置世界的，更何况杜尚的许多语汇本身就是科学的，如几何、数学、时间、空间，第四维、机器等。杜尚在立体主义、未来主义时期就力图探索时间与空间的连续性。他以新摄影术的持续胶片为根据，创作了《下楼梯的裸女》，杜尚还以科学精神发明了一种新的“游戏物理学”，其装置作品“大玻璃”就是隐喻这一观念的一个精妙的机器。
在现代科学给予现代艺术以深刻影响的同时，现代艺术也对现代科学的创造注入灵感、直觉和想象力。在许多情况下，科学的发现与发明往往借助于艺术的冲动与灵感。H·彭加勤写道：“纯逻辑永远也不能使我们得到任何别的东西，它不能创造任何新的东西，任何科学也不能单独从纯推理产生。”爱因斯坦也坚定地认为直觉和演绎思考在科学发明中有同等重要的作用。克罗齐充满激情地写道：“直觉知识与理性知识的最崇高的焕发，光辉远照的最高峰，像我们所知道的，叫做艺术与科学。艺术与科学既不同而又互相关联，它们在审美方面交会，每个科学作品同时也是艺术作品。”
事实上，从达芬奇创造出科学与艺术结合的典范以来，在科学发展史中，始终有一个这样的传统。同时具有理性睿智思维和艺术浪漫想象的科学家代有传人，如伽利略、笛卡尔、达尔文等。达尔文的进化论著作象艺术家的散文一样优美，充满着对大自然形式的赞美，以及对生物进化历史图景的遐想。
艺术中的美往往也被科学家视为追求的至境，它甚至成为科学家的创造性动力。爱因斯坦在研究过程中以美为最高标准。他认为，终极设计者都会以美的方程来设计宇宙。一个方程如果是丑的，那么，它的理论一定会有问题。玻尔称赞广义相对论：“在我看来就像从远处观赏的伟大艺术作品。”
许多科学家认为，科学家审美方面的能力，往往有助于他的科学探索。因为审美中的情感、冲动常常与他的科学精神共鸣，使他瞬间进入创造性的化境。俄罗斯化学家阿尔希左夫曾以不容置疑的口气说道，一个不懂得绘画和音乐的科学家在其领域中未必能创造出什么有价值的东西来。
美学价值被许多科学家作为衡量科学成就大小的标准。科学史家沙利文就认为：“一个科学理论成就的大小，事实上就在于它的美学价值……我们要想为科学理论和科学方法的正确与否进行辨护，必须从美学价值方面着手。”
站在新世纪的门前，遥望人类文明史，我们发现，不管科学与艺术如何划定自己的历史曲线，不管好奇心把科学引向何方，也不管艺术如何推崇自己的非理性，它们的终极目标却始终未变，这个在起源之初就建立的神圣目标始终如一，那就是，关怀人类的存在，关怀人与自然万物的和谐相生，让人类诗意地栖居于大地。在这个终极关怀之上，科学与艺术将在更高级的形态上走向融和，以理智与情感、逻辑与灵感、理性与非理性的交融相生，为人类创造生存的福音。
这是历史的大趋势。
人类只能书写历史，而不能改变历史。
（达尔文的生物进化论图解——现代艺术进化论的系谱——马奈、莫奈绘画——修拉、西涅克的技法——现代科技所构成的新的时空和景观——立体主义、未来主义、超现实主义画面——达利的《记忆的持续性》与爱因斯坦的广义相对论——杜尚的《下楼梯的裸女》和装置——科学与艺术结合的典范形象：伽利略、笛卡尔、达尔文等——现代科学家的艺术活动场面：爱因斯坦、李政道等等——科学与艺术历史交叠的图景——生机勃勃的大地、森林、海洋——人类生存于科学与艺术共创的和谐环境中——阳光普照，万物合一共生，充满诗意的地球）
地球