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《科学、艺术及美学启发的科学》课程

Science, Art, and Art-inspired Science

作者：蒋华北^*

美国南佛罗里达大学美国

^*通信作者：蒋华北；单位：美国南佛罗里达大学美国

提交：2026-04-21录用：2026-04-22出版：2026-07-29

科学与人文艺术, 2026, 3(2); https://doi.org/10.58244/sha.263957

摘要：

摘要：《科学、艺术及美学启发的科学》课程融合科学与艺术视角，探讨二者相互启发的美学与逻辑关系。课程内容涵盖梵高画作中的湍流定律、印象派与光生理学、书法中的黄金比例、麦克斯韦方程组的对称美、分形几何、熵与莫奈《干草堆》系列、拓扑与草书、科学启发的艺术创作、光声成像中的对称性破缺、艺术几何学原理及其在医学图像分析中的应用，以及科学理论数学美的量化方法【更多...】

关键词：科学；艺术；美学；医学图像

关键词： 科学；艺术；美学；医学图像

摘要

摘要：

《科学、艺术及美学启发的科学》课程融合科学与艺术视角，探讨二者相互启发的美学与逻辑关系。课程内容涵盖梵高画作中的湍流定律、印象派与光生理学、书法中的黄金比例、麦克斯韦方程组的对称美、分形几何、熵与莫奈《干草堆》系列、拓扑与草书、科学启发的艺术创作、光声成像中的对称性破缺、艺术几何学原理及其在医学图像分析中的应用，以及科学理论数学美的量化方法。课程强调跨学科思维，培养从科学角度欣赏和创作艺术、从艺术视角理解和创新科学的能力。

关键词：科学；艺术；美学；医学图像

Abstract:

Science, Art, and Aesthetics-Inspired Science is a course that integrates scientific and artistic perspectives to explore the aesthetic and logical relationships through which the two disciplines inspire each other. The course content covers the laws of turbulence in Van Gogh’s paintings, Impressionism and the physiology of light, the golden ratio in calligraphy, the symmetrical beauty of Maxwell’s equations, fractal geometry, entropy and Monet’s Haystacks series, topology and cursive writing, science-inspired artistic creation, symmetry breaking in photoacoustic imaging, the principles of artistic geometry and their application in medical image analysis, as well as methods for quantifying the mathematical beauty of scientific theories. The course emphasizes interdisciplinary thinking, cultivating the ability to appreciate and create art from a scientific perspective, and to understand and innovate science from an artistic point of view.

Keywords: Science; Art; Aesthetics; Medical image

正文

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作者

作者 / Authors：

蒋华北 美国南佛罗里达大学终身正教授、美国南佛罗里达大学先进生物医学影像研究中心主任、美国医学与生物工程院院士（2008）、国际光学学会会士（2007）、美国光学学会会士（2006），先后荣获美国卫生部 Shannon 奖（1998）、美国国防部乳腺癌研究计划青年总统奖（1999）、第五届中国侨界贡献奖（2015）、美国 Albert Nelson Marquis 终身成就奖（2018）。
研究光学/光声/微波热声成像科学和技术、影像导引神经调控/靶向基因疗法/癌症手术、转化医学（乳腺癌、肝癌、甲状腺癌、胃肠癌、脑癌、脑中风、癫痫、抑郁症、药物酒精成瘾、关节炎和糖尿病）及高性能医疗器械产业化。主要科学贡献：蒋华北教授是扩散光学成像领域的奠基人之一, 他提出基于非线性和有限元的扩散光学成像理论，奠定了该领域的理论基础。开创了定量光声成像领域和定量微波热声成像领域：他提出光声和热声定量成像理论体系和方法，从而推动多功能参数的定量提取，带来生命健康领域的应用研究跨越式发展。原创性发展了基于模型和有限元方法的激发荧光和生物自发光分子成像技术：他将扩散光学理论拓展到分子断层扫描领域，提出荧光寿命定量成像新方法，实现基因表达的生物发光断层扫描成像。蒋华北教授在国际权威学术期刊上发表论文500余篇；从1998年起，他连续不间断主持NIH、NSF及DOD等研究项目，累计获得资助四千万美元；相关研究获美国发明专利11项，基于扩散光成像技术在生命健康领域累计获投资经费近亿元；他独著了扩散光学成像、光声成像、热声成像和荧光分子成像四个领域内的世界首部专著。
主要艺术经历：
1.   个人艺术展，诗婢家美术馆，成都，2019年和2023年。
2.   Solo Exhibition selected by Art Show International gallery (USA), 2021.
3.   FolioLink Website Award, the CollexArt 2021 Grand Prize Competition (USA), 2021.
4.   Member, American Impressionist Society (USA), 2022.
5.   Talent Prize Award, the international art competition sponsored by Art Show International gallery (USA), 2022.
6.   Bronze Medal, the Artist Invitational VI(6) competition sponsored by Camelback Gallery (USA), 2023