长久以来作为促进人类社会发展的两个主要动力，艺术和科学在改变客观世界的同时，也在长期的交流和磨合中不断地调整着二者之间的关系。正如李政道先生所提出的：“科学与艺术是人类不同的文化范畴，是紧密结合在一起的，是一个硬币的两面。科学中有艺术，艺术中有科学，它们的结合和交流符合自身的发展需要，符合人类文化发展的规律。”
　　一、艺术与科学的概念整合
　　“科学”在通常意义上可以分为自然科学和社会科学两大类，其中自然科学主要包括：数学、物理、化学、天文、地理、生物、医药等；社会科学主要包括：文化、艺术、经济、政治、军事、历史等学科。科学所包含的内容广阔，“是人类关于自然、社会和思维的综合知识体系。”伴随着生产力的发展，科学在人类社会实践活动中诞生，并根据人类生产生活经验的积累不断地发展前行。在这里我们可以看出“艺术”本身包含于“科学”的大范畴之中，两者之间并无任何壁垒。
　　“艺术”虽然归属于科学的范畴之内，但它具有很多独特个性。艺术是人类依照美的规律，主观能动的创造精神产品和物质财富的生产实践活动。它不仅是一种创造性的意识形态，更是一个创造性的生产过程。艺术的根本目的在于实现创作者与欣赏者之间的审美共鸣，满足人类心灵对于美的渴求。因此在某种意义上讲，艺术可以逾越科学所确立的秩序和规范，在精神领域弥补人类难以实现的物质愿望。但正因为艺术的这些特性，使其与科学之间仿佛被划定了一道潜在的鸿沟。
　　二、艺术与科学在历史上的比翼连理
　　纵观人类文明发展史，“科学”在诸多自然现象中探索其发展规律，寻求现象中的本质，为人类社会改造客观世界提供有效的理论和技术支持，是人类物质生活的创造之源。“艺术”则旨在遵循自然现象中美的规律，探索人类的心灵奥秘，为人类社会的发展提供无与伦比的洞悉力和创造力，属于精神文明的缔造者。艺术与科学之间看似沟壑重重，但它们的形成都源自人类对事物本源的理解，它们的发展都是由人类的创造力所带动的。
　　公元前六世纪，被誉为美学鼻祖的毕达哥拉斯学派认为：“美是和谐”，他们自如往来于科学和艺术之间，主张把艺术和科学融为一体。该学派在公元前五世纪所提出的“黄金分割”理论如今依然被广泛应用于绘画、雕塑、建筑等艺术领域，同时该理论在工程设计和管理等学科也起着不可忽视的作用。同样，在中国的春秋战国时期，旧的统治秩序被破坏，新的制度逐步建立。生产力的发展导致各国的变革运动此起彼伏，思想文化体系也变得异常繁荣，出现了文化领域百家争鸣的局面。老子在《道德经》第二十八章中讲道：“知其白，守其黑，为天下式。”在字面上可以理解为深知本性的洁白，却要谨守混沌的态势，这将成为天下的范式。这句话同样适用于科学认知领域和艺术创作方面。由此可见当时人类对于自身和外界事物的认识是感性与理性并存的，既追求数理的和谐又重视意象上的博大。这样直觉与理性的有机结合，使艺术和科学在意识形态上浑然一体。
　　欧洲文艺复兴时期，人类对于宇宙自然的探知伴随着科学家在数学、物理、地理方面的发明和发现进入了一个全新的时代。新的世界观和方法论的形成也对艺术的发展产生了巨大的影响。这一时期的艺术家自然而然地把科技原理贯通于艺术创作之中，使艺术得到了长足的发展，同时也让我们无法准确界定其艺术家或是科学家的身份。例如文艺复兴代表人物达·芬奇，他精通光学、力学、解剖学和机械工程学等，同时也是创作了《蒙娜丽莎》等绝世佳作的艺术大师。达·芬奇在绘画中利用透视学原理，把几何学与画面中的点、线、面关系紧密结合，进一步确立了艺术与科学相互交融的关系。与此同时，在东方的艺术文明进程中，艺术与科学的结合也显得尤为重要。例如产生于北宋，盛行于南宋、元、明，衰落于清中期的理学。广义上的理学意在讨论“天道性命”，即世界的本源、人类的心性来源以及人类认知世界的方法等问题，是中国历史上影响重大的学派之一。理学观点虽然无法直接引导受众发明望远镜来观察天体运动，却可以结合道教思想虚构出一个广袤的宇宙构造图式，这正是人类探索自然过程中一个不可或缺的片段。受理学影响颇深的宋代绘画也从绘画观念的话语构建及形式语言的选择等方面顺应着科学的发展。
　　另外，无论是作为人类文化瑰宝的仰韶彩陶、商周时期辉煌瑰丽的青铜器，还是追逐自然光色的印象派名作、包豪斯风格的设计作品等，无一不是艺术与科学共同作用的结果。历史证明，艺术仿佛是黑暗世界里的一道光芒，温暖着人类的双眼，而科学恰恰就是为这道光芒引路的真理。科学带领艺术避免其陷入华而不实的虚幻境地，艺术则防止科学因为缺乏人文精神而变得不近人情。换言之，失去科学的艺术寸步难行，离开艺术的科学同样举步维艰。
　　三、艺术与科学在当代的完美互动
　　当代特别是21世纪以后，人类社会进入了数字化时代，各类高科技、新技术的发明和利用在潜移默化中改变了我们的生活方式和工作性质。计算机的普及和网络技术的迅猛发展使艺术从创作灵感到制作手段都发生了一系列的变革，理性精神已逐渐成为现代文明的基础。整个世界正在用全新的创作素材、高科技的表现手段来演绎着艺术家对于科学的认知；科学家的创造也因崭新的艺术思想而变得更为活跃、生动。
　　庆祝清华大学建校90周年时，清华大学美术学院开展了一系列学术活动，其中以“第一届艺术与科学国际作品展暨学术研讨会”最为瞩目。在《艺术与科学国际作品展》中，由诺贝尔奖获得者、著名华裔物理学家李政道先生创作的创意作品《物之道》和闻名世界的艺术大师吴冠中先生的作品《生之欲》成为本次展览最为引人注目的亮点。李政道先生以《生之欲》为例指出：“吴先生的作品就是把宏观的人类的情感寄托在微观的蛋白基因上，将人的生命和欲望连在一起。它使我们了解，什么是艺术与科学的结合所产生的创意。”而吴冠中先生在谈到《生之欲》的创作过程时则谈到：清华大学生物研究室组织艺术家观看微观世界，是蛋白质的图片启发了他的创作灵感。吴冠中先生认为：“新的艺术情思催生出新的艺术样式，新的艺术技法。但材质、科技等等的迅速发展却又启示了新的艺术技法，甚至促进了艺术的大革新。”这次艺术与科学理性的对视在艺术界和科学界引起了强烈反响，同时也给艺术和科学带来一系列新的发展契机。
　　在当代艺术中，“艺术与科学技术新的统一”从一方面可以理解为将工业技术纳入艺术生产的环节之中，使艺术创作逐渐摆脱原有的手工制作特性，转向利用新技术对新材料进行运用和加工等方面。另一方面是伴随着虚拟技术的开发和数码艺术的兴起，新手段的应用促进了艺术本体形态的转化，进而提炼出新的艺术理论指导当代艺术的前进。例如在第54届威尼斯双年展中，安尼施-卡普尔的大型装置作品《升天》。在威尼斯圣乔治大教堂正中央一个一人高的圆柱形蒸汽发生器和四周四个柜子里各装的十二个大风扇以及屋顶的管道使大厅内的气流旋转上升，屋顶的辅助射灯能够让观众通过斜射的光线隐约看到整个气旋的形态。蒸汽旋时而清晰时而虚幻的形象搭配着风扇群发出的风噪声增加了作品的宗教色彩，使其散发出令人难以抗拒的庄严和空寂。我们不得不承认这些当代艺术作品都是艺术家多年思辨的哲学思想和一生的艺术追求的综合反映，同时这些作品的创作也离不开艺术家长时间对多种材料的综合认知实践，这也恰恰是艺术与科学完美互动的有力证据。
　　结语
　　面对崭新的21世纪，我们发现艺术与科学这对人类文明之花依旧无法分开，艺术与科学的结合和守望是时代发展的必然结果。艺术创作中传统的思维方法和制作手段正面临着一波又一波的冲击和考验，单一化的形式语言已经转入多元化的发展轨迹。同时，伴随着现代科学整体化、综合化的发展趋势，艺术也不断地向科学灌注着无尽的创造力和丰富的想象空间。艺术与科学的交叉互动日见频繁，艺术与科学研究方法之间的差距越来越小。也只有这种感性和理性的完美结合，才是人类文明进程的永恒主题。