2．刺激联想与激发创新思维
科学美感在科学发现与科学研究活动中，可激活科学家丰富的联想，进而产生创新思维，作出科学发现和取得重要的研究成果。正如英国物理学家廷德尔所说：“有了精确的实验和观察作为研究的依据，想象力便成为自然科学理论的设计师。”[6]如凯库勒受梦的启示，作出了关于苯环结构的发现。哈维在研究人体的血液循环时，就从哥白尼行星围绕太阳运行体系这一奇妙的思想中得到过启发，而“开普勒一定受到了毕达哥拉斯美的概念的影响，当他把行星绕太阳的转动和一根振动弦进行比较时，他发现，不同行星的轨道有如天体音乐一般奏出了和谐的和声。”[7]大西洋两岸的相似性给魏格纳以灵感，从而提出了大陆漂移学说。科学美感以情感愉悦为特征，正如钱德拉塞卡所说：“科学中有更多的证据表明，美常常是令人愉悦的源泉。”[8]当然，科学美感还同时渗进感知、想象等多种心理活动。由于具有良好的艺术修养和审美能力，爱因斯坦在他的科学研究中，这些因素发挥过重要的作用，他由此受益颇多。如他的狭义相对论的光速恒定原理和相对性原理的提出，作为基本假设，受到他在16岁时的理想实验的启发而联想到的。这个实验为：当一个实验者以光速追随一条光线运动，他会看到什么？他当时就想到应看到一个在空间里振荡着而停滞不前的电磁波。爱因斯坦本人既深刻地体会到了想象的重要作用，也有过高度的认识，他说：“对于整理和理解事件，重要的也许不是物体的行为，而是物体之间某种东西的行为，即场的行为，要充分领会这件事，那是需要一种大胆的科学的想象力的”。[9]这也充分说明，科学美感所孕育的联想与创新能力之于科学研究的重要意义。
3．选择尽可能简单的理论
科学的理论显现出来的美，往往既是和谐的，更是简单的。简单美是科学美的重要特征。李政道说过：“最重要的东西往往都是最简单的。就拿物理学来说，它的研究对象大至恒星、宇宙，小到微观粒子。但是，这些对象总是由几条基本原理管住。那些基本的东西，恰恰是最简单的，但却最重要。”[10]正因为如此，如果几个假说或理论经受住同样的经验检验，又能作出一致的解释或预测时，科学家的美感将促使他们选择简洁的那个假说或理论。图尔明认为，科学家根据自然秩序理想来解释科学事件。而科学的简单美显然与这种理想相关。英国近代哲学家洛克把观念分为简单观念与复杂观念，他认为简单观念是构成复杂观念或一切知识的基本材料，而复杂观念是通过简单观念构成的。虽然在逻辑上简单的理论并不一定正确，但许多正确的理论却往往是逻辑上简单的。科学史上，哥白尼体系比托勒密体系来得简单，这也是前者之所以代替后者的一个重要原因。最早提出简单性原则的要算奥卡姆了，西方中世纪哲学家与逻辑学家奥卡姆提出了一条简单性思维原则，其内涵是：如无必要，勿增实体。后人称之为“奥卡姆剃刀”。这一原则不仅在他本人的研究中起过作用，还对后世的学术发生了深远影响。而马赫与阿芬那留斯提出的思维经济原则，也可以说是科学简单性的一种重要原则，对于鉴赏与评价理论的优劣具有重要价值。现代科学中的审美简单性原则，则可看成是对这个原则的继承与发展。
4．对称破缺与奇异美的重要启示
对称与平衡是形式美的重要因素之一。对称指形式各要素在上下、前后、左右的相同或均等。古希腊美学家认为，身体的美在于各部分之间的比例对称。欧洲著名的哥特式建筑对称的特点也非常明显。平衡则是对称的一种变异，指对应双方左右、上下在形式上虽不一定对称，但在份量上是均等的。此外，形式美还有许多要素。美具有极大的复杂性与高度的不确定性，它不能被限定在任何一个固定的范式与枢架之中。有时出现不对称或一种对称发生破缺也会显得很美。自然界广泛存在着奇异美，突出表现在曲折、离奇和变幻莫测等方面，在科学的探索中也会出现这种奇异美。当然，科学上的对称破缺或奇异美未必是表观上的，它们往往出现在科学的内在关联与科学思想的深处，它们折射着自然界潜藏的奥秘与信息，值得认真关注。在科学史上，众多的科学发现都是由对称破缺以及各种新奇的东西即奇异美所诱发的，这种对称破缺和奇异美已成为科学发现的重要契机。杨振宁、李政道发现与确定了宇称守恒这种左右对称性在某种局部条件下不存在，即发生了对称破缺，在弱相互作用下宇称不守恒。这正表明了就物理学而言，较低层次对称性的破坏和较高层次对称性的建立，往往体现了物理理论的重大突破。对称破缺显然是奇异美的重要方面，它是一种超出常规的科学美的特殊表现。
5．科学美感的整合与格式塔效应
科学审美与一般审美一样，不能简单地分析或肢解为各部分和要素的简单加和，审美活动是整体的，这取决于科学美感的整合性，由此，为科学发现提供了格式塔视野。科学史上，如门捷列夫对元素周期表的预测、麦克斯韦方程组和波尔的互补原理等，无不体现了科学美感与科学审美的整合性。科学研究在外行人看来，是十分枯燥无味的，但对于科学家来说，虽然异常艰辛，却充满了乐趣，也为科学家带来了巨大的成就感。其中重要的原因之一在于，科学美感及其实现所带来的情感的深度愉悦对人的心灵的震撼。美感不仅与美相关，更与主体的内心世界相关涉。而刺激科学家产生美感的主要因素是研究对象的内在形式美，这种内在形式美是整合的，正如弗·培根所说：“没有一个极美的东西不是在调和中有着某些奇异。”[11]也即科学美与美感都是和谐整体，内中既有调和，也不乏奇异，这也许是科学美与美感的丰富性的基础。同时，在科学发现中，科学美感的整合性为人们提供了一种整体的视野。正如爱因斯坦所说：“从那些看来同直接可见的真理十分不同的各种复杂的现象中认识到它们的统一性，那是一种壮丽的感觉。”[12]这种整一性类似于心理上的格式塔，科学美感的存在及其作用的发挥都是整体性的，这种整体性不能被分解为各简单部分的加和。只有从整体性出发，才能充分理解与把握科学美感的整体性功能，使人们从全面的、互动的整体找到发现的契机。
三、助发现功能充分实现的条件
科学美感的助发现功能的充分实现是有条件的，作为科学家或科学工作者必须具有良好的科学鉴赏或科学美的感悟力，这在很大程度上取决于科学与美的教育。同时，良好的交流环境与自由的创造境域也是十分重要的。
1．美育与科学美的教育
在科学教育中，应加大人文教育的渗入，尤其是关于科学美的教育，同时，也应把美育与科学教育作充分的结合，这是素质教育的必然要求。美育又称审美教育，是一种通过美来培养人的形象化的情感教育。它以特定时代的审美观为依据，以形象为手段，以情感为核心，以实现人的全面发展为宗旨，是实现素
