2026年11月5日14:00-15:30，广州大学网络空间安全学院"方滨兴院士班"（方班）的学子们齐聚学校黄埔校区B1-109报告厅，迎来了第五十二期方班前沿秀。本次报告邀请中国科学院院士、西安交通大学管晓宏教授作主题分享，围绕"艺术与科学的交汇赋能创新人才培养——音乐智能量化与认知的科学研究与艺术实践"这一前沿议题，带领同学们从历史溯源、数学建模到人工智能应用，理解艺术与科学相互启迪的内在逻辑，思考创新人才培养的新路径。

本次报告首先从艺术与科学的历史渊源谈起。管晓宏院士指出，现代意义上的艺术与科学在西方原本不分家。微积分创立之前，数学四大分支中的天文学之所以归入数学，正是因为伽利略首次将观察天象从迷信转化为基于严格数学物理计算的科学。他引用杨振宁先生的观点：中国擅长陶瓷，西方擅长玻璃，玻璃透明度不断提升后人们发现凸透镜的放大作用，伽利略由此发明望远镜和显微镜，打开了天文学、物理学和医学微生物学的大门。"假如中国做玻璃、西方做陶瓷，会有人想到做望远镜吗？大概率不会。"这一历史假设引发了在场同学对科学发现与历史机遇关系的深入思考。

在此基础上，管晓宏院士进一步揭示了音乐与数学之间隐藏的幂律关系。上世纪80年代，瑞士联邦理工大学华裔教授徐金华研究发现，巴赫、莫扎特等古典作曲家的旋律音程变化概率密度函数呈现幂律关系。管院士团队在此基础上对从巴洛克、古典主义、浪漫主义到印象主义乃至流行歌曲的大量作品进行系统分析，发现几乎所有调性音乐的旋律变化都符合幂律——不仅西方音乐如此，中国云南彝族山歌、弥渡山歌在采用恰当音阶尺度衡量后同样服从这一规律。管院士从作曲理论中总结出旋律的三个数学特征——平稳性、光滑性和多样性，在这三个约束条件下追求熵最大，恰好构成一个泛函求极值问题，推导出的结果正是幂律分布。"这彻底证明了为什么旋律变化符合幂律，这就是全世界音乐学院教了两三百年的结果。"而勋伯格等人开创的实验性音乐追求无约束的熵最大，打破了平稳性和光滑性，一百年来始终未能被社会大众广泛接受。

随后，报告将视角从音乐数学转向艺术思维对科学创新的价值。管晓宏院士特别引述老校友钱学森的观点：理工科人才培养体系严格按照逻辑思维一环扣一环，但创新思维往往需要灵感、顿悟和想象——这恰恰是艺术学科所追求的。"艺术教育不仅仅是素质教育，它应该担当培养从0到1科学发现、科技创新思维的使命。"管院士还分享了马克思研究数学的故事：马克思在夫人燕妮病重、资本论写作受阻时以研究数学作为消遣，对莱布尼茨的导数定义提出自己的哲学思考，并运用效用函数方法研究经济学问题。"一个纯粹的文科生，如果数学没有这么好，是不可能提出这样的方法来研究问题的。"

围绕人工智能与音乐的前沿交叉，管晓宏院士介绍了团队在音乐计算智能方面的研究进展，包括构建音乐量化模型、开展音乐脑科学实验、研究音乐要素的神经编码机制等。他透露自己正在中央音乐学院带博士生，研究人工智能的古琴减字谱打谱方法，希望让三千首古琴谱"复活"。在回答同学关于AI音乐创作的提问时，管院士指出，好听的音乐符合幂律，但符合幂律的不一定好听——幂律是必要条件而非充分条件。目前AI生成音频音乐在流行、短时长作品上进展较好，但生成大型管弦乐作品与人类高水平创作仍有差距，"将机理融入AI音乐生成，是非常有前景的方向"。

最后，管晓宏院士介绍了团队在艺术与科学交汇方面的实践探索。从2012年开始打造的"艺术与科学交汇"系列音乐会已推出常规版、英文版、绿色发展版、中学版、小学版等多个版本，线上线下观众近4000万人次。音乐会中乐手当场演奏、当场测音，将十二平均律的音高频率计算变成可视化的数学物理实验，让中小学生在音乐中感受科学的魅力。在教育实践方面，团队为钱学森班等拔尖创新人才开设"艺术与科学交汇"核心通识课，获得陕西省教学成果特等奖，学生们在课程中展现出惊人的想象力——有的用氦气改变声带振动频率探索音高变化，有的自制各种乐器，两位博士生均获得国家自然科学基金青年项目资助。管院士指出，面对人工智能时代的创新人才培养，应当把艺术形象思维与科学逻辑思维相互启迪，推动拔尖创新人才的发现与培养，"思维应该灵活一些，什么时候灵感来了，这个问题可能就解决了"。

报告结束后，管晓宏院士与方班同学们进行了交流讨论，解答了同学们围绕音乐与数学关系、AI音乐创作、艺术思维培养等问题。同学们表示，通过本次报告，对艺术与科学的历史同源、旋律背后的数学规律以及艺术思维对科技创新的启发有了更加系统的认识，也对创新人才培养的多元路径进行了进一步思考。

第五十二期方班前沿秀报告圆满落幕.