美广泛存在于自然界和人类社会中，与人类生活息息相关。自人类文明诞生以来就产生了对美的思考和追问，然而直到近代才有了专门研究美的学科。关于究竟什么是美学，却存在着众多的理解和解释，这与美学兼具人类感性和理性的特点不无关系。科学美学研究自然科学活动中一切与美有关的问题，是美学的重要分支。在浩繁的美学著作中，美以独立的形态被人们研究，科学美却常被作为一种附属提及。随着自然科学理论的不断完善，技术的不断发展，现代社会更加依赖科学技术作为生产力，对科学技术正确而全面的认识就不得不引起人们的重视。而科学美是科学美学的研究对象，是科学活动中一个重要的因素，经常可以看到现代科学家、科学哲学家们对科学美的论述。我们认为，科学美是指那些既不脱离具体客体，又赋予理性内涵的，充分体现出合理而巧妙的形态、结构、规则、秩序的自然现象、研究方法、研究过程或研究结果。科学美属于社会美的范畴，而且是社会美深层次的东西。因此，将科学美学作为一种独立的形态进行研究必须引起科学工作者的注意。本文选取了20世纪初物理学上的两次科学革命——相对论和量子力学，两个隶属于不同科学范式的理论。笔者从众多科学工作者所公认的科学美学因素如简单性、对称性、和谐性等角度着手，分析这两个范式中所蕴涵的科学美学思想，及其对两个范式发展所产生的影响。通过比较研究得出在这两个范式的发生发展过程中，科学共同体在同一范式下所坚持的科学美学思想是具有一致性的，然而不同范式下的美学思想却包含着不同的美学标准，也就是说，并不存在一个统一的标准化的美学规范，在科学发展过程中，美学规范也进行着类似于范式的更替。人们对科学美的认识实际上更多的是出于对现象性的考虑，对其结构性采取了含糊的处理办法，所以笔者尝试从科学美的结构性角度进行分析研究。科学美具有自己的本质属性。科学美是人们在科学活动的产物，是人类思维的升华，体现了它的客观存在性。人们对科学美的认识也随着人类认知水平的进步而不断丰富，它与人类经验的积累密切相关。然而如同美学一样，对科学美的解释也并无定论。事实上，对科学美的判定标准并不是单一的，所以应该强调科学美学在科学创造中具有重要的方法论和认识论意义，使科学工作者在科学活动中能自觉应用多元化的研究方法。只有对科学美的本质有所了解，才能认识到科学美存在的意义。科学美具有很强的工具性，在科学史上很多科学家都会提及对科学美的追求积极地推动了他们的科学发现。对科学美的追求是科学家直觉和经验的升华，这是一种感性与理性结合的研究方法。科学美与艺术美有着密切的关联，具有艺术美所蕴涵的特点，人们需要具备一定的艺术素养才能领略到艺术品的美轮美奂，同样人们要想认识到科学美就得具备一定的科学素养，而这一切都是为了在对美的欣赏中获得美的感受，这体现了科学美的非工具性。笔者认为单纯地将研究科学美作为科学活动中的一种手段是片面的，科学美具有独立的结构。尽管在科学活动中依据科学美所作出的选择不一定都是真的，但是研究科学美的最终目的就是求真。科学史上，在面对美与真的选择时，有时选取美并不是抛弃真，而是为了求得本质意义上的真而选择了本质意义上的美，舍弃局部适用范围内的真而求得更深层次上的真。