在西方近代科学诞生之初，科学就与绘画结下了不解之缘。
把科学引入绘画技法的画家兼科学家
人们习惯把从15世纪下半叶开始的欧洲文艺复兴时期，看成是西方近代科学的诞生之时。然而，早在这个伟大的时代到来之前，科学就与绘画结下了不解之缘，它们携手共进为突破宗教的桎梏、弘扬人文精神起到了至关重要的作用，大约在此前不到lOO年的时候，画家们为了能在平面的画幅上表现出三维空间的效果，求教于比例和几何学，由此发现了透视规律。意大利画家乔托、马萨乔等在绘画的一些背景处理上率先使用了透视法；而使透视原理摆脱繁琐的计算，方便地运用于绘画之中，意大利画家丢勒功不可没，丢勒不仅以细腻、逼真的版画享誉欧洲画坛，他还是一位科学家。他撰写过许多几何学和解剖学方面的论文，并对战争防御工程建筑颇有研究。丢勒的木刻《画肖像的艺术家》(1525年)，反映了画家通过“透视窗”的办法，在平面上显示“逼真的幻象”，也就是说看到的画面就像隔着一面玻璃屏看到的真实景象一样。焦点透视法的成功，使比例和数学定理在绘画技术中的地位高于直觉，从此画家也与物理学家一样，用数学来组织空间。
另一个被引入绘画技法的学科是解剖学。众所周知，文艺复兴时代的主题就是要求加强对人的了解。基于这个目的，当时的医生和画家对解剖学的研究达到了近乎狂热的程度，其中最杰出的代表人物是被誉为意大利文艺复兴时期三杰之一的雕塑家、画家米开朗基罗。他与医生科隆博合作撰著了《解剖学15书》，并在佛罗伦萨美术设计学院开设了人体解剖课。他亲自执教的冬季示范课被看成一种象征，学院要求全体成员出席听讲，由此确立他在该领域里精神领袖的地位。医生、画家帕塞罗蒂1570年画的《米开朗基罗的一堂解剖课》，生动地再现了当时的情景：神圣的米开朗基罗手上带了三个戒指(德高望重的象征)，正在向周围人解说，右边坐的是皮翁博，班迪内利背对观众，拉菲尔扶着尸体的手注视老师，周围其他人都是圈子里的艺术家正是由于数学和解剖学的介入，使文艺复兴时代酷肖自然的逼真技法得到了突飞猛进的发展，当时的写实绘画成为艺术史上一座后人难以企及的高峰今天我们还可以看到达芬奇的《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》，米开朗基罗的《最后的审判》，《大卫》和拉菲尔的《雅典学院》。这些旷世名作，是人类文明史中最经典的瑰宝。
把绘画应用于科学研究的科学家兼画家
在15～16世纪欧洲文艺复兴时期，自然科学和艺术都在极其紧密的联系中发展着。自然与人既是科学研究的对象，也是艺术表现的对象、此时，自然科学的各门学科有的处于收集资料的萌芽状态。有的刚刚有一个雏形。从事研究的人大多是一个各个方面都有点懂的通才，其中最杰出的代表当然要首推达芬奇，他的绘画杰作《蒙娜丽莎》等早已家喻户晓。此外他还是一位卓越的力学家、工程师和解剖学家。他在思考和分析问题时，总要先构思草图，然后再借助图像进行研究。他的传记说“在文图并用的情况下，他将优先使用图画。图画不用来表达文章，而文字的功能只是解释图画”。他做的每件事情，都有详细的文字和图绘记录，积累下的成千上万页笔记中有许多留存至今。他在笔记里留下的硕大无比的弩机设计图，机身上安装了三对轮子，文字解说了这种机械的原理和附件。圈中的弓箭手只与车轮一般大小，如此巨弩倘若能发射，其威力令敌军闻风丧胆。笔记中还包括了解剖学、动植物、透视法、光线、颜色等内容，字里画间表达了他不可遏制的好奇心和富于想象的创新力。
事实上，在这个伟大的时代里，由于写实绘画之风风靡，艺术成为上流社会时尚，致使广大的自然科学家也都能欣赏美术作品，了解一些绘画技巧，画上几笔。今天，我们还可以见到这些科学家手绘的示意图，它们可以用形象生动、线条流畅、比例恰当来评价。
波兰天文学家哥白尼，就是一位喜欢借助图像来思考的科学家。当他观察到行星在天穹上走过一条蜿蜒曲折的复杂轨迹时，头脑中映现的图形告诉他：“这不是行星本身的运动，却只是地球运动的反映。”这个直觉导致了他提出宇宙日心说。他于1543年出版的《天体运行论》，被看成是近代自然科学诞生的标志。那幅流传很广的哥白尼木刻就相传出于他的自画像，看来他画得还真不错呢!
因编著《人体的构造》一书而与哥白尼齐名的比利时医生维萨留斯，其本人就是一位画家。《人体的构造》一书有278幅木板插图，其中一部分是他自绘的，另一部分由他的同乡名画家卡尔塔所画。这些插图不仅画得栩栩如生，而且人体都有生动的姿态衬以明快的背景，与那些令人可怖的解剖书截然不同。这两部科学巨著，被科学史上誉为文艺复兴时代的科学双子星座。
英国物理学家胡克能画得一手精美的写生画。当他用自己改进的复式显微镜来观察一块木炭时，发现了材料中前所未见的蜂巢样的“空格”结构，并将其定名为cell(小室)，也就是现在所说的细胞。他将自己用显微镜观察到的东西一一用笔描画下来，他的画细腻生动、形象逼真，后来汇编成《显微图志》一书，成为科学史上的一部名著。
创立解析几何的法国数学家笛卡儿，更是一位习惯于形象思维的思想家。他喜欢睡懒觉、做白日梦，实际上是让思想自由地驰骋，思接千载，视通万里。在头脑和身体十分放松的状态下，平时百思不得其解的难题就会变成一幅幅简略的图像在眼前映现。给了他灵感。他创立的宇宙涡旋说以及解析几何学，都在这样的情况下萌生和完成的。
多才多艺的伽利略不仅弹得一手好琵琶，也会画几笔，而且还与许多艺术家成为挚友。他的名著《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》首版插图，是他的好友、意大利著名版画家斯·德·贝拉(1610-1664)所绘，插图画得极其精致，带有一种“伦勃朗式的优美形象”。1609年他自制了一架放大20倍的望远镜观察月球，见光洁的月亮表面并不像先哲所说的那样完美无缺，而是山峦起伏、壑沟纵横。他把自己的发现写成《星际信使》一书，在当时引起了很大的反响。伽利略手稿中的月球表面绘像，很好地表达了月球表面覆盖着赭色石和亮棕色的阴影，月球上的环形坑和沟壑也清晰可辨。看来伽利略的素描还是很有功底的。
作为位于近代科学巅峰的科学大师牛顿，他的工作更是与绘画结下了不解之缘。1665年伦敦附近的瘟疫迫使牛顿避居乡里，在那两三年的与世隔绝的冥思苦想中，他完成了一生中大部分工作。他发明的微积分主要起源于他对曲线的切线、曲线长度、曲率、拐点以及曲边形面积等几何学问题的研究。据传记介绍，牛顿小时候很喜欢涂鸦，在老家的墙上和窗棂上涂画了一些草图和一幅建筑图，还画了许多飞禽走兽。后来他在研究问题
时也喜欢用图来表达思想，有一次他用草图描绘了高山顶上水平发射的炮弹的运动情况，说明只要炮弹水平初速度足够大，就能绕地球运动成为地球卫星、
随着文艺复兴时代的过去，自然科学逐步从经验阶段走向理论阶段，学科的分工越来越细，科学家越来越把精力专注于某个狭窄的领域里，文理学科渐次分道扬镳，形成了两种文化分裂的局面，后来的科学家一股都不具备绘画方面的能力，绘画成了少数科学家的个人喜好
当然其中也有画得相当好的，如法国微生物学家巴斯德，从小聪明伶俐，在绘画上很有天赋，他自己也希望长大后能成为艺术家，由于父亲的反对才改学生物学。对于巴斯德的改行，人们深感庆幸，因为他创立了免疫学，发明了疫苗，为人类征服炭疽病、霍乱、狂犬病等做出了巨大的贡献。有一句广为流传的名言“机遇只给有准备的头脑”，就是他说的，从现在留存的巴斯德青少年时期的作品中，我们看到了他的绘画天赋。
诺贝尔奖得主、奥地利动物学家劳伦兹，也是一位善于写生的画家。他在研究动物行为时，用画笔将这些飞禽走兽的有趣行为记录下来，并加以评注，使专业书变得和蔼可亲、妙趣横生。
我国科学家中画得好的，要数建筑史学家梁思成
由于建筑学与绘画原来就有姻缘关系，故他的写生建筑画训练有素，他的水彩画《颐和园》，荷花池塘里荷叶田田，园林建筑古色古香，画面色泽润透，很有韵味。可见他的笔墨不俗也。
重新架起科学与绘画之间的桥梁
到了20世纪，科学的发展进入了以量子力学和相对论为代表的现代领域，这些学科里的基本概念与人们的日常经验相悖，没有经过专业训练的人根本无法理解。无独有偶，美术领域里的现代作品也抛弃了“传统照相机式”的写实风格，画家们认为绘画应该反映心灵而非复制现实，他们探索用变形的构图、绚丽的色彩和奇崛的笔触来表达对空间、时间、生命、宇宙和运动的理解，还试图画出梦境、幻觉的形象，这些因素都促使科学与艺术分道扬镳，渐行渐远英国作家斯诺把这种现象称为两种文化，他说：“文艺家在一极，另一极是科学家，尤其以物理学家为典型代表两极之间隔着一道互不理解的鸿沟，有时甚至产生敌意和嫌恶，但多数是缺乏理解。”
鉴于两种文化分裂的现状，李政道先生试图为两者之间架起一座桥梁。为此，从20世纪80年代中叶开始，在他的努力推动下，北京大学成立了中国高等科学研究中心，每年组织一两次国际会议。每次开会，李政道都会邀请一些著名画家根据会议主题，发挥他们的艺术想象力，创作出
一批有科学内涵的绘画作品
同时，李政道本人在从事物理学研究的同时，用彩笔抒发了对人生、对自然的真情诗意，创作了几百幅田园、花木国画小品。他的画笔墨洒脱，色彩绚丽，看了令人赏心悦目。其中部分作品是送给友人和妻子的，所以画中充满了感情，诚如美术大师吴冠中评说：“作者执笔绘画，纯系情之催发……今看其画，明如观火矣他作画，实缘于对真与情深度的爱，他处处发现美，在阳光的照耀下，在月光的思绪中。他以美感替代语言的阐释，他用彩色写诗情。”2007年6月，《李政道随笔画选》由上海科技出版社出版、一位科学家出版个人画集，在我国还是第一次。
(作者单位：上海大学出版社)