劉宇軒　高志遠(yuǎn)　崔碧峰

摘要：文章基于上個世紀(jì)關(guān)于薄膜材料出現(xiàn)藝術(shù)形象的研究和一直以來科學(xué)與美學(xué)的探討，以異質(zhì)外延GaN薄膜表面形貌為審美客體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)科學(xué)品的藝術(shù)性源于人所賦予的內(nèi)涵，并提出賦予內(nèi)涵的具體步驟。在此基礎(chǔ)上，本文認(rèn)為藝術(shù)是科學(xué)與美學(xué)的一個結(jié)合點

關(guān)鍵詞：GaN;異質(zhì)外延;藝術(shù);美學(xué)

中圖分類號：TN303 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-1578（2019）05-0287-02

上個世紀(jì)80年代末是中國美學(xué)理論建設(shè)出現(xiàn)真正進(jìn)展的時期，而我國氮化物半導(dǎo)體材料和電子器件方面的研究也在90年代興起。有些薄膜材料圖案使人產(chǎn)生美感，于是便出現(xiàn)了對薄膜材料的美學(xué)研究。吳全德教授在C60-TCNQ薄膜材料中發(fā)現(xiàn)了“龍鳳對舞”的圖案，并認(rèn)為這是一種藝術(shù)形象。

另一方面，還有關(guān)于科學(xué)與美學(xué)結(jié)合的理論研究。有人從理論上說明美學(xué)準(zhǔn)則可以引入科學(xué)之中起指導(dǎo)作用。從科學(xué)歷史來看，美學(xué)上的考量確實對科學(xué)知識產(chǎn)生了塑造作用然而不論是薄膜材料的美學(xué)研究，還是科學(xué)與美學(xué)結(jié)合的理論研究，都沒有對薄膜材料這種科學(xué)品是如何具備藝術(shù)性進(jìn)行解釋。

本文結(jié)合以上兩種研究，發(fā)現(xiàn)科學(xué)品藝術(shù)性的來源與人賦予的內(nèi)涵有關(guān)，并提出具體方法，對異質(zhì)外延GaN材料進(jìn)行實踐。在此基礎(chǔ)上，本文認(rèn)為藝術(shù)是科學(xué)與美學(xué)的一個結(jié)合點。

1.科學(xué)品的藝術(shù)性源于人賦予的內(nèi)涵

1.1 科學(xué)品與藝術(shù)品存在差異

現(xiàn)有的科學(xué)與美學(xué)結(jié)合的理論研究提出，科學(xué)品是功能性產(chǎn)品，而藝術(shù)品是觀念性產(chǎn)品，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。異質(zhì)外延GaN薄膜作為科學(xué)品，人們會關(guān)注它的光學(xué)與電學(xué)性能，這是它的功能性。如果要把GaN薄膜從科學(xué)品轉(zhuǎn)換為藝術(shù)品，必須要讓它具有藝術(shù)品的觀念性。

藝術(shù)品的觀念性在不同類別的藝術(shù)形式上都有所體現(xiàn)。對薄膜材料的審美可以與繪畫相類比，而繪畫作為一種造型的藝術(shù)，便具備意味豐富這一特征，另外還包括形式變幻、色彩表現(xiàn)、凝固瞬間這三種特征。對于GaN薄膜材料，可以從它的形式入手進(jìn)行研究。而從吳教授的研究可以發(fā)現(xiàn)，它的意味能通過人為手段增加，這涉及到另一種藝術(shù)形式。

1.2 “命名”是賦予科學(xué)品內(nèi)涵的手段

從形式上看，是與龍和鳳的形象產(chǎn)生了聯(lián)系。這種聯(lián)系是如何產(chǎn)生的？它產(chǎn)生于吳教授對其進(jìn)行的命名。

薄膜圖案本身不具有內(nèi)涵，它形式上的特征讓它能與其他對象聯(lián)系起來。彎曲的線條和細(xì)長的形態(tài)是許多對象所具有的，比如葉子、尾巴、羽毛等等。在命名前，這些特征是零散的，內(nèi)涵不豐富，也就是意味或觀念不豐富。而吳教授觀察整體特征后，把它命名為“龍鳳對舞”，是將龍和鳳的內(nèi)涵賦予了圖案。龍和鳳本身就具有豐富的文化內(nèi)涵。

其他觀者得知名字后思維方向會出現(xiàn)變化。從龍鳳的形象出發(fā)去與圖案特征相聯(lián)系，使得它像繪畫一樣具有了藝術(shù)性。而命名所用的工具是語言，語言藝術(shù)的特征是具有鮮明的思想情感。康德也認(rèn)為語言的藝術(shù)既有人的知性，也有人的想象力參與。所以名字可以具有人的某種觀念，用語言去命名能夠讓薄膜材料圖案具有藝術(shù)品的觀念性，這是一個賦予內(nèi)涵的過程。

2.賦予內(nèi)涵的方法與實踐

通過前人研究可以發(fā)現(xiàn)“命名”可以賦予科學(xué)品內(nèi)涵，解決了科學(xué)品與藝術(shù)品存在差異的問題。所以，科學(xué)品的藝術(shù)性源于人所賦予的內(nèi)涵。

在對薄膜材料的美學(xué)研究中，賦予內(nèi)涵的方式是用語言去命名。這樣的方式可以提出步驟，具體步驟包括：觀察圖像特征、聯(lián)系特征相似對象、通過命名賦予內(nèi)涵。接下來對異質(zhì)外延GaN薄膜進(jìn)行實踐。

2.1 對穿透位錯腐蝕圖的實踐

穿透位錯是在GaN外延層分布最廣的缺陷，包括刃位錯、螺位錯、混合型位錯。圖1是GaN樣品穿透位錯腐蝕坑SEM圖。首先觀測圖像特征，穿透位錯腐蝕坑是六邊形結(jié)構(gòu)，這是GaN晶體結(jié)構(gòu)決定的。而且每個腐蝕坑的取向一致。腐蝕坑的大小連續(xù)，分布上均勻隨機(jī)。聯(lián)系特征相似的對象上，極地條件生長的冰晶是六邊形片狀或柱狀結(jié)構(gòu)，其他條件下會生長成雪花。蜂巢也體現(xiàn)六邊形結(jié)構(gòu)，但蜂巢是六邊形平鋪，分布特點上與GaN不同。而且分布隨機(jī)和大小變化的特征與水中深淺不一的漂浮物特征類似。所以選擇與極地冰晶和水聯(lián)系。最后在命名上，把圖3命名為“極地冰晶湖”

2.2 對反向邊界腐蝕圖的實踐

反向邊界是在GaN生長過程中由于工藝控制不當(dāng)，出現(xiàn)的極性相反區(qū)域，腐蝕后會形成黑色深坑。圖2是反向邊界腐蝕圖，觀察特征，腐蝕坑是不規(guī)則的多邊形，大小不連續(xù)，分布上有明顯的疏密。腐蝕坑為不規(guī)則的多邊形，但對應(yīng)邊平行，以六邊形、五邊形和四邊形為主。

聯(lián)系對象，每個不規(guī)則多邊形的腐蝕坑如同碎片，整體大小差異和分布上的疏密表現(xiàn)出更明顯的深淺感或遠(yuǎn)近感，如同太空。第三步命名，將其命名為“太空碎片群”。

2.3 對小角晶界的實踐

GaN生長初期是島狀結(jié)構(gòu)，島長大合并形成GaN薄膜。然而每個島之間有微小的取向差，沒有完全合并，形成了小角晶界。小角晶界處存在大量位錯。

圖3是GaN外延層的g=[1011]的雙束條件截面TEM圖，最底部是襯底，衍射襯度的明暗差異說明這是兩個晶粒，GaN表面巨大的起伏是受原子束轟擊導(dǎo)致的。觀察特征，底部是水平的，中部有明顯的明暗變化，上部線條蜿蜒起伏，右側(cè)有大片空自。聯(lián)系對象，結(jié)構(gòu)特征類似于桂林山水，底部水面是水平的，山是起伏的。在色彩上又與中國水墨畫相似，晶粒內(nèi)部襯度的變化如圖水墨畫用墨的清淡，右側(cè)的空自對應(yīng)水墨畫中的留自。所以將其命名為“桂林山水潑墨圖”。

通過對異質(zhì)外延Gan薄膜進(jìn)行實踐發(fā)現(xiàn)，這種賦予內(nèi)涵的方法可行，且具有一定普遍性，但不是所有對象都能成功。這種方法對人的實踐水平和審美水平有一定要求。第一步觀察特征需要多角度觀察，形式上的特征和本質(zhì)上的特征都要注意。第二步聯(lián)系對象上，不同的人可能會聯(lián)系不同的對象。最后命名上，文字的組織是人本身的一種自我表達(dá)。

3.藝術(shù)是科學(xué)與美學(xué)的結(jié)合點

現(xiàn)有研究認(rèn)同科學(xué)與美學(xué)存在結(jié)合，但具體的結(jié)合點和結(jié)合方式?jīng)]有指出。在本文提出“科學(xué)品的藝術(shù)性源于人賦予的內(nèi)涵”這一基礎(chǔ)上，本文發(fā)現(xiàn)藝術(shù)是科學(xué)與美學(xué)的一個結(jié)合點，結(jié)合方法是人賦予科學(xué)品內(nèi)涵使其具有藝術(shù)性。GaN薄膜是科學(xué)品，對其賦予內(nèi)涵后GaN薄膜發(fā)生轉(zhuǎn)換，既具有科學(xué)品的實用性，也具有了藝術(shù)品的觀念性，科學(xué)與美學(xué)兩個范疇便達(dá)到了結(jié)合。

在這一過程中，人起到了重要作用。作為科研主體，人制造出GaN材料;作為審美主體，人將GaN薄膜材料變?yōu)榱艘粋€審美客體。并且人還實現(xiàn)了異質(zhì)外延Gan從科學(xué)品向藝術(shù)品的轉(zhuǎn)換。最后，人對藝術(shù)性還進(jìn)行了檢驗，檢驗的是賦予的內(nèi)涵是否能夠與圖像聯(lián)系起來，是否具有藝術(shù)性。然而針對這樣的結(jié)合方式，本文提出兩個設(shè)想。

第一，人本身是否是科學(xué)與美學(xué)的結(jié)合點？在科學(xué)品具有藝術(shù)性之后，科研活動與審美活動發(fā)生了重合，而這兩種活動都屬于人的實踐活動。那么這是否表示人本身是科學(xué)與美學(xué)的結(jié)合點？

第二，是否存在從藝術(shù)轉(zhuǎn)換為科學(xué)的逆過程？前人提出從科學(xué)品到藝術(shù)品需要轉(zhuǎn)換，本文揭示了一種轉(zhuǎn)換的方式是賦予內(nèi)涵。那么是否存在逆過程，美學(xué)的某一部分能否轉(zhuǎn)換為科學(xué)的某一部分，這種轉(zhuǎn)換過程中人又起到了什么作用。

這兩個設(shè)想本文不進(jìn)一步討論，留給后人進(jìn)行研究。

4.結(jié)語

本文結(jié)合前人的研究基礎(chǔ)，以異質(zhì)外延GaN為對象，解決了科學(xué)品藝術(shù)性由來的問題并提出了具體步驟，在此基礎(chǔ)上提出了科學(xué)與美學(xué)的一個具體結(jié)合點與結(jié)合方式。

科學(xué)品的藝術(shù)性源于人所賦予的內(nèi)涵，賦予內(nèi)涵可以分為三個步驟：觀察、聯(lián)系、命名。通過對GaN實踐發(fā)現(xiàn)，該方法具有可行性與普遍性，但不是所有對象可行，要求人具有一定實踐水平和審美能力。在此基礎(chǔ)之上，本文發(fā)現(xiàn)科學(xué)與美學(xué)在藝術(shù)有所結(jié)合，結(jié)合方式是科學(xué)品向藝術(shù)品轉(zhuǎn)換。在這一過程中，人起到了重要作用。最后，本文還提出了兩個新的設(shè)想，有待未來進(jìn)一步研究。

科學(xué)與美學(xué)體現(xiàn)了人的兩種思維方式，一種是理性思維，一種是感性思維。曾經(jīng)人們認(rèn)為科學(xué)之中不存在感性因素和非理性因素的影響，但實踐證明，科學(xué)研究中也存在人的表達(dá)。這種表達(dá)既是人的一種需求，也是人認(rèn)識世界的一種方式。把科學(xué)與美學(xué)結(jié)合起來可以完善人對世界的認(rèn)識方式。隨著為了未來科學(xué)的不斷發(fā)展，人們應(yīng)該會發(fā)現(xiàn)更多科學(xué)之中的美學(xué)。但現(xiàn)有研究缺少微觀層面對具體對象的研究，使得這種認(rèn)識方式缺少實踐標(biāo)準(zhǔn)。本文對GaN材料的研究是延續(xù)前人對薄膜材料的美學(xué)研究，希望后人能將其延續(xù)與發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳全德.薄膜生長與形象藝術(shù)[J].科技導(dǎo)報，1998， 16（9801）：20-23.

[2]吳全德.科學(xué)與藝術(shù)的交融[J].民主與科學(xué)，2002（3）：11-18.

[3]李超人.試論科學(xué)美學(xué)范式[J].現(xiàn)代交際：下半月，2013（2）：114-115.

[4]Borrelli A，Grieser A .Recent research on the aesthetics of knowledgein science and in religion[J].2017.

[5]張海濤.科技與藝術(shù)的跨界、差異及轉(zhuǎn)換[N].中國美術(shù)報/2018年/12月/24日/第009版.

[6]美學(xué)原理/顧永芝著.東南大學(xué)出版社，2008.

[7]康德.判斷力批判一第2版[M].人民出版社，2002.

[8]高志遠(yuǎn)，郝躍，張金鳳.異質(zhì)外延GaN薄膜中缺陷對表面形貌的影響[J].材料導(dǎo)報，2009，23（4）：1-S.

[9]高志遠(yuǎn).極性寬禁帶半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)與新效應(yīng)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2010.

作者簡介：劉宇軒，生于1996年，男，漢族，北京人，本科生，研究方向，半導(dǎo)體。

高志遠(yuǎn)，生于1982年，女，漢族，北京人，博士學(xué)位，副教授，研究方向，半導(dǎo)體。

崔碧峰，生于1972年，女，漢族，北京人，博士學(xué)位，副教授，研究方向，激光器。