科學求真，藝術求美；科學，在物質世界探秘，藝術，在精神世界尋幽。德文machtsichtbar 似乎清楚地表達它們的共同 追求，即「使看不見的東西被看見」。正如李政道先生所說：「事實上如一個硬幣的兩面，科學與藝術來源於人類活動最高尚的部分，都追求著深刻性、普遍性、永恆和富有意義」。 科學與藝術相互啟迪，從而產生無限的創造力；在達成健康的人格、成就有價值的人生中，科學與藝術具有同等提升作用。
一、科學巨擘與藝術泰鬥，都有藝術情懷與科學素養 愛因斯坦是舉世公認的科學巨擘。
1905年，愛因斯坦以其天才般的睿智，在兩條基本假設下，建立「狹義相對論」，顛覆牛頓的絕對時空觀。愛因斯坦還是一個造詣很深的藝術家，這一點很少人知曉；對愛因斯坦與藝術的關係，也幾乎很少人去關注。作為科學家中的藝術家，愛因斯坦是很有造詣的小提琴家，還能彈一手好鋼琴，常常同普朗克在一起演奏貝多芬的作品。最意味深長的是，鋼琴演奏者是量子論創始人普朗克，小提琴演奏者則是相對論創始人愛因斯坦，而量子論和相對論共同構築二十世紀物理學的兩大支柱。藝術為科學家提供攀登科學頂峰的靈感，給科學家帶來巨大的創造力，這是一段科學與藝術完美結合的佳話。
達文西則是古今罕有的藝術泰鬥，其名畫《蒙娜麗莎》所刻畫的神秘微笑，幾百年來令世人所仰慕，他的作品既展現高超的藝術表現技巧，又科學地運用透視學、光學與解剖學原理，惟妙惟肖，生動自然，洋溢著人文主義的思想光芒，其繪畫技巧及透視學、解剖學原理等至今還被廣泛地借鑑和運用。作為雕塑家、建築家和科學家，他比哥白尼更早提出「日心說」，他最早提出直升機的設想，他繪製的人體解剖素描出現在後世的醫學教材中，他對植物的組織結構與分類的研究成為植物學的先導。是科學的視野與情操，把達文西推升到常人不可企及的藝術巔峰。
在愛因斯坦和達文西心目中，藝術和科學之所以具有永恆的魅力，是因為它們是無限的、永遠也沒有止境的外在世界。愛因斯坦說，物理給我知識，藝術給我想像力，知識是有限的，想像力是無限的。正是藝術和科學有機融合，給了他們無限的創造力。兩位巨人，分屬不同的時代，他們所留下的思想改變人們對世界的看法、光耀科學與藝術的天空。科學與藝術的融合在兩位巨人的身上得到最完美的體現，而科學與藝術的融合源於科學教育與藝術教育結合。
二、科學與藝術，都揭示表觀的多樣性與內質的統一性
當我第一次看到《老婦少女圖》時，看到的是微翹的鼻子、低垂的睫毛、恬靜的臉龐，心中不禁連呼：好美啊。再定睛細看時，又是一位老婦人，形容枯槁、神色黯淡。同一副圖像，給人以不同的美感與震撼，這就是畫家的意境，這就是藝術。
其實，這種現象存在於一切藝術之中，或者說，存在於一切詩之中。無論是「曉看紅溼處，花重錦官城」的喜悅，還是「感時花濺淚，恨別鳥驚心」的悲憤，同是詩人對春的感受；抑或是「晴空一鶴排雲上，便引詩情到碧霄」的浪漫，還是「枯藤老樹昏鴉、古道西風瘦馬」的落寞，都是人們對秋的理解。春秋未易也，感受全非也，但都是真實、合理的秋景。世界的豐富多彩，或許就體現於這種表觀的多樣性與內質的統一性之中吧。
科學中也存在這種多樣性和同一性嗎？即令嚴謹如物理學，答案也是肯定的。相對論告訴我們，同一個物理過程，不同的觀察者可以有不同的觀察結果，張三看到不同地點一前一後先後發生兩個事件，李四看到兩個事件同時發生，只要它們服從洛侖茲變換，這些觀察結果就都是正確和合理的。人類對光的認識也是如此，人們對光的研究起源很早，但對其本質的認識經歷了一個較漫長的過程。光究竟是波還是粒子？牛頓的「微粒說」與惠更斯的「波動說」構成關於光的兩大基本理論。光的波動說與微粒說之爭從17世紀初開始，至20世紀初以光的波粒二象性告終，歷經三百餘年。
1864年，麥克斯韋運用其數學天才在對前人和他自己的研究工作進行綜合後，建立麥克斯韋電磁場方程組，並據此預言電磁波的存在，並根據電磁波的傳播速度等於光速得出光是一種電磁波，從而完成物理學的電、磁、光的一次大綜合。1887年，德國科學家赫茲用實驗證實電磁波的存在，這也就證實光具有波的特性。赫茲在實驗中還發現光電效應，即在光的照射下物體會釋放出電子。後來愛因斯坦用光量子理論完美的解釋這一效應，並因此獲得1921年諾貝爾物理學獎。光既是波，又是粒子，在傳播時表現出波動性，在與物質相互作用時表現出粒子性，這就是光的波粒二象性。
這種性質不僅光有，任何物質都有。1924年，德布羅意提出「物質波」假說，認為和光一樣，一切物質都具有波粒二象性。根據這一假說，電子也會具有幹涉和衍射等波動現象，這被後來的電子衍射實驗所證實。《老婦少女圖》不正是物質的波粒二象性的最好詮釋？
楊振寧教授出版一本著作《基本粒子簡史》時，將荷蘭人艾舍爾所畫《騎士圖》選作封面。這幅畫在反射加上明暗互換操作下保持不變，使物理學家著迷，因為它揭示自然界的奧秘，有正物質就有反物質，有正粒子就有反粒子。顧名思義，反粒子是一般粒子的鏡像。每種反粒子和與它相應的粒子有相同的質量，但是電荷相反。正電子、反質子等在20世紀陸續被發現。 科學與藝術，都表現大千世界，表現大千世界之現象，如寒暑、晴晦、風雨、光聲等。科學用藝術的手法，藝術用科學的眼界，都揭示大千世界表觀的多樣性與內質的統一性，揭示大千世界諸種現象背後的規律與意義。
科學與藝術，都表現大千世界，表現大千世界之現象，如寒暑、晴晦、風雨、光聲等。科學用藝術的手法，藝術用科學的眼界，都揭示大千世界表觀的多樣性與內質的統一性，揭示大千世界諸種現象背後的規律與意義。
三、科學與藝術，都創造美、表現美，都用美改善人
科學與藝術既不同而又互相關聯，它們在審美方面交會。科學與藝術都仰慕與神往美，都鉤起人們對留住美、再現美、創造美的欲望。
科學家與藝術家感受美的角度、留住美的方式或許不同，但享受美與再現美的意願是相通的。或許藝術家欣喜的是色彩斑斕，用巧妙的線條與色彩組合，構造成美麗的畫卷，從而再現美並讓美萬古流傳，讓同代人與後來者從美中獲得愉悅。而科學家則基於對美的渴望，探索物理手段，如發明分光器件或照相機等，實現美的重現與美的再創造。今天，人們在享受豐富物質生活的同時，精神生活也得到極大豐富。置身於演唱會的現場，看那美侖美奐的燈光伴隨著婀娜多姿的舞蹈，看客們真分不清哪些是藝術家的創造哪些是科學家的構想。
實際上，在當今世界，物質文明與精神文明高度發達，科學與藝術的分界漸趨模糊，科學探索插上藝術的翅膀，藝術創造增加科學的視域，不僅會使科學探索與藝術創造帶來更多的成果與更大的成就，而且會讓我們的物質生活與精神生活平添更大的樂趣，從而讓我們擁有更加健康快樂的人生。
科學與藝術都創造美，表現美，因為科學與藝術都具有追求美的動因，作為多樣性與統一性的綜合體，都具有創造美與再現美的欲望和行動力。因為都創造美、表現美，科學與藝術都用美改善生活的基調與品質，都用美增強人的心智，陶冶人的情操，提升人的道德與精神，使人得到全面的改善。
教育的應然目標與功能，是「改善人」，是促進「人的心智力的發展」、是促進「人的理解力與判斷力的發展」與「人的理性力量、道德力量與精神力量的最充分發展」。促進理解力與判斷力的發展，是科學教育的應然目標與功能；促進道德力量與精神力量的發展，是藝術教育的應然目標與功能。科學教育與藝術教育相互促進，同等重要，不止是對於科學與藝術兩大領域，而是對於全部領域。