追求美、发现美、创造美是人类共同的愿望。美在形态上有多样的表现，如自然美、社会美、艺术美、科学美等等。美的本质又具有不同的层次，以事物外在感性形式所呈现的美，是一种形式美，它能被人的感官所直接感受；以事物内在结构的简洁、和谐、秩序所体现的美，是一种理性美。科学美就是一种理性美。科学理论在客观真实地反映自然界的本质属性及其运动规律的同时，也处处表现出丰富的美学价值，并给人以极大的美感享受和深刻的审美启示。

　　物理学是自然科学中最成熟的科学之一,它是自然美的集中反映,也是科学美的典范。纵览物理学理论,无不呈现出简洁、对称、统一、和谐的美学原则。爱因斯坦的广义相对论发表后，使人们对世界的认识不再那么神秘莫测，而且被物理学家波恩称之为“一件伟大的艺术作品”，是“哲学领悟、物理直觉和数学技巧最惊人的结合”。爱因斯坦著名的质能方程式E=mc2，把质量与能量的关系揭示得淋漓尽致, 不知博得了多少人的赞叹和惊异，使人们能够从中领悟其内在的科学美学价值。正如英国著名理论物理学家狄拉克所说的那样：“方程中所具有的优美要比它们符合实验更为重要。”并说：“如果一个人从寻求他的方程式的优美这种观点出发，而且如果他确实具有深刻的洞察力，那么，他必然是走在一条可靠的道路上。”

　　简单性原理是科学方法论的重要命题，它不仅是检验科学理论真的印记，也是科学理论最普遍的美学标准。运用简单性原理去解决科研中的复杂问题，就是要透过复杂的情境，在繁复中追求简洁，在杂乱中发现有序。在天文学领域，托勒密采用了一个个均轮与本轮的运动模型来解释天体运动，就显得杂乱无章，甚至使他的理论失真。而当我们一看到哥白尼的“日心说”模型，却是那样简单清晰地解释了天体运动现象。同样，人们对一堆杂乱的数据不会发生任何兴趣，而一见开普勒的行星运动第三定律T2＝D3，马上就会获得一种简洁整齐的快感。实质上,科学上的简单性是自然界本身和谐统一的客观特性,并不是人为简单的结果。因为，我们始终相信“世界的本质是简单的”，始终相信一切生物有机体都可以找到细胞这个简单结构，一切微观粒子都可以建立在夸克的简单假说上，近代化学的先驱们也正是从最简单的氢元素开始研究化学的物质结构的。

　　不仅如此，即便是C=2πR这个初等数学公式，圆周长和半径之间原来也存在着这样一种简洁、绝妙、和谐的关系！需要指出的是，数学的简洁性并不是指数学内容本身的简单，而是指数学表达形式和数学理论体系结构的简洁，也就是把繁杂的知识简洁化、抽象的知识形象化、零乱的知识条理化。莱布尼茨用“∫(x)dx”这一简洁的符号表达了积分概念丰富的思想，刻画出“人类精神的最高胜利”，因此，一些数学家把微积分比作“美女”。事实上，一个科学理论的结构愈简单，它所包含的思想就愈丰富，应用的范围就愈广，生命力也愈强。今天运载火箭和喷气式飞机的推进装置，其原理仍然是依据牛顿力学第三定律的；现在开发利用原子能，建立核反应堆，所依据的依然是爱因斯坦著名的质能关系式：E=mc2。

　　在科学活动中，一些具有深厚素养的科学家经常会谈及自然科学中的美学问题，经常会用诗一般的文学语言对科学理论给予赞美。爱因斯坦就非常叹服迈克尔逊实验的优美，认为“迈克尔逊是科学的艺术家”。

　　科学家深厚的美学素养，一方面丰富了他们对研究对象的情感，增添了科学研究中的艺术情趣；另一方面使科学家借助于形象思维启迪他们的灵感，帮助其解决科学研究中的疑难问题。科学史上，许多物理学家的科学发现，就得益于他们深厚的文学艺术修养和美学素质。20世纪60年代，当全世界的物理学家正在为基本粒子的分类而困惑不解时，美国物理学家盖尔曼却独辟蹊径，从文学作品《劳尼斯的彻夜祭》中借用了“夸克”一词，并很快得到了科学界的认同，获得了诺贝尔物理学奖。“夸克”德文原意是指社会底层人群吃的带臭味的软乳酪，具有几种味道和颜色，而这正好形象地与夸克的性质相符合。“夸克”的成功命名，充分显示了审美情感在科学创造活动中的作用，同时也给我们以深刻的审美启示：概念无法表达的东西，形象往往就能非常简洁、清晰和完美地显示出来；理性思辨遇到的障碍，感性直觉就有可能顺利翻越。