独立思考·关于创造思维

本抄录摘自《怎样科学地学习》，著作者狄玫，感谢作者允许抄录共学！

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在科学的巨著之中，在知名教授的讲演之中，世界的科学图景是那样严密，由概念、判断、推理、论证组成的体系，简直是天衣无缝。科学史上的曲折、迁回、谬误和失败，统统不见了，所留下的，只是一条毕(笔)直地通向真理的大道。科学家在寻找真理过程中的想象、假设、灵感和机遇也统统不见了，似乎一切科学都只是由严密的推理、论证而一步一步得出的。

在科学家的传记、科学史著作中，我们看到的却是另一种情况。化学家凯库莱，在瞌睡中看到壁炉中的火焰在跳舞，忽然它们又变成一条条蛇，其中有的“蛇”咬住自己的尾巴，形成一个圆环，突然，凯库莱顿悟出苯的分子式的环形表示法。法拉弟在多年探索磁转化为电的问题中，孜孜不倦地工作，最后劳累过度而不得不休假，当他返回实验室时，却几乎毫不费力地马上得出了结果。拉普拉斯说过：“我常常注意到，把某个非常复杂的问题搁置几天不去想它，当我再拣起它重新进行考虑时，它竟变得极其容易。”大量的科学发现，在长期探索之后，常常是在一种似乎不合逻辑、不合理性，然而是一种创造性见解的飞跃形式中产生的。这种飞跃，甚至可能在不止一个人的思想上萌动很长时间之后，以一种突然闪现的形式出现。我们称之为顿悟、灵感或机遇。这说明，人的思维规律是极为复杂的，科学中的创造性，要求人们严格、严密、有条理地去逻辑思考问题，同时要求人们具有灵活、机动而自由开阔的思维方法。严谨而不呆板，灵活而不杂乱，这是在学习过程中就应当培养的科学思维特点。想象的能力，善于抓住“灵感”的能力，善于捕捉“机遇”的能力等等，是创造性思维不可缺少的能力。

一、谈谈想象能力。想象的天赋，是一种十分宝贵的能力。想象，或称幻想，是自古以来人类思维历史中闪现着绚丽光彩的一种传奇般的方式。翱翔在空中的鸟类，使人们幻想给自己安上翅膀，终于，在二十世纪的前半个多世纪，由第一架动力飞机发展到人的足迹踏上了月球的土地。古人幻想的“千里眼”、“顺风耳”，终于由马可尼和波波夫实现几百码距离的无线电通讯，在二十世纪的七十年代发展到从地球到木星的自动星际站之间几十亿公里的通信，由伽利略的望远镜，发展到用射电望远镜能“看”到百亿光年之远的天体。美国天文学家黑尔说：“我们切莫忘记，最伟大的工程师不是那种被培养成仅仅了解机器和会运用公式的人，而应是这样的人，在掌握机器和公式的同时，并未停止开阔视野及发挥其最出色的想象能力。一个缺乏想象能力的人，无论从事工程技术还是美术、文艺或自然科学都不会做出什么创造性成绩来的。”爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学中的实在因素。”牛顿有一句名言：“没有大胆的猜测就作不出伟大的发现。”列宁也曾经说过：“有人认为，只有诗人才需要幻想，这是没有理由的，这是愚蠢的偏见!甚至在数学上也是需要幻想的，甚至没有它就不可能发明微积分。”

想象能力是发明创造的一种重要能力，也是学习的一种重要能力。学习主要依靠语言、文字、图形等第二信号系统的间接材料，虽然辅之以现场参观、实物、模型、标本等实际材料，终究是有限的。如果不能在实践经验的基础上充分发挥想象能力，学习就很难进行。特别是对有一些看不见、摸不着的东西，如高分子化合物各组成原子的空间结构，原子中原子核和电子的空间结构等，没有想象能力就很难掌握。也许有人认为，在学习阶段，幻想可能没有必要吧?其实，只有善于幻想，才能使思维灵活、思路开阔，提出种种深入思考的问题来。如果我们象牛顿一样，幻想有一台架在高山顶上的平射炮，炮弹初速越大，炮弹落点越远，如果速度足够大，炮弹就可以围绕地球飞行。这样一想，对人造卫星的飞行原理就会有更形象的理解。因此，有根据的幻想，对学习同样是必要的。对理工科大学生来说，最重要的是发展空间想象能力，同时要发展逻辑思维的想象能力。理想实验就是逻辑思维想象能力的一种。

二、谈理想实验。科学方法论中，有一种称之为“理想实验”，或称为“想象实验”的思维方法，是一种想象和逻辑推理相结合的方法，在科学发展历史中有着重要的作用。伽利略在建立惯性定律的过程中，曾经用过这种方法。在实验中，伽利略注意到，当一个球从一个光滑斜面上滚下来接着又滚上第二个光滑斜面时，球在第二个斜面所达到的高度几乎和它在第一个斜面上开始滚下的高度相等，只有一个微小的差别。伽利略断定，这一微小的差别是由于摩擦而产生的，如果没有摩擦，则高度将恰好相等。他又进一步推想，如果没有摩擦，第二个斜面斜度不管怎么小，球总是要达到相同高度。最后，想象到如果第二个斜面斜度完全消除，成为一个无限的平面，那末，球从第一个斜面上滚下来之后，将永远不可能达到同样的高度，因而将以恒定速度永远不停地运动下去。这个实验在一般情况下是无法实现的，而只能在想象中进行，然而，它却得出了“动者恒动”这一经典力学基础的重要结论。爱因斯坦在建立相对论理论中，也应用了“理想实验”的方法。在论证狭义相对论关于同时性的相对性概念时，他设想在以接近光速行驶的火车前方和后方同等距离有两道同时发生的闪电，在铁道旁的观察者眼中，它们是同时发生的，而在火车上的观察者看来，却先看到火车前方的闪电，而后看到火车后方的闪电，也就是说，两者不是同时发生的。

“理想实验”不仅在科学研究中有重要作用，在学习过程中也是一种重要的学习方法。在物理学习中常用到的一种称之为“隔离法”的方法，实际上也是一种“理想实验”的方法。在论证浮力定律时，我们想要知道一个铁块在水中受到多大的浮力，可以用一把“假想的刀”，把相当铁块的一团水挖出来，这团水在水中既不上升也不下沉，那么，支持这团水靠什么呢?靠浮力，而且这浮力的大小和这团水的重量将完全相等。取走这团水，放上铁块，则铁块所受到的浮力也必然和这团水的重量恰好相等。从这里可以看出，科学研究中的科学方法论和学习过程中的学习方法，在思维方法上有许多地方是一致的。为了掌握科学的学习方法，我们应当很好地学习科学方法论。

三、谈机遇。善于抓住科学探索中的“机遇”，常常给科学研究带来意想不到的重大发现;而粗心的人，却常常失去了自然所给予的宝贵启示。伦琴发现×射线之前，牧师弗雷德里克·史密斯就多次发现过在克鲁克斯管附近密封着的照相底片上出现雾翳，但他除了沮丧以外，并未探求其原因，只有伦琴才抓住了这一机遇。1781年赫谢尔发现天王星之后，人们才发觉，这一天体在此之前至少已观察到二十次了，但一直没有把它当作一颗行星。免疫法的发现，为人类防治传染病提供了极强大的武器，巴斯德在作出这一具有历史意义的发现时，却完全是一个偶然的机遇。巴斯德在研究鸡霍乱病时，用鸡汤作培养液，把它注射到鸡身上以观察病情的变化。一次，他外出一个短时间回来后，发现被注射过的鸡仍然健康地活着，经检查，原来注射的是一瓶失效了的培养液。经过深入研究，终于发现了减弱病原体免疫法的原理。这种抓住偶然机遇的能力，是建立在精心研究的基础之上，所以巴斯德总结说：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”

要培养这种抓住“机遇”的能力，在学习中就必须养成多疑好问的习惯，培养置疑善问的能力。只有不断提出问题，不断解决问题，才能使学有长进，并培养独立思考的能力。如果在学习中不去穷根问底，满足于舒舒服服接受现成的结论，把书本上的知识视为万古不变的教条，那也就没有科学思维可言了。我国古代学者朱熹说得好：“读书无疑者，须教有疑。有疑者却要无疑，到这里方是长进。”所以他提出学习的方法是：“小有疑处，即便思索，思索不通，即置小册子，逐日抄记，以时省阅，俟归只逐一体会，切不可含糊护短，耻于咨问，而终身受此黯害以自欺也。”即使是名家之言，经典之著，也不可盲目轻信而不通过自己的头脑。

科学思维能力的训练和培养，需要从多方面进行，不可能有一种固定的程式，难以一概而论。一个人有丰富的想象力，思路开阔，就能使思维摆脱传统见解的束缚，不受已有知识的局限，不为权威意见所制约，敢于开创新的道路。英国物理学家丁铎尔说：“有了精确的实验和观测作为研究的依据，想象力便成为自然科学理论的设计师。”一个人思路明确，思维集中，就能善于抓住要点，掌握关键，打开未知领域的大门。哈维在提出血液循环论之前，虽然许多人都怀疑过盖伦的学说，但没能抓住要害。哈维想到，如果血液不循环，那么，究竟流过心脏的血液有多少呢?经过简单计算，发现每小时心脏排出的血液竟是人体重量的三倍，这无论如何是旧的理论所解释不了的。一下子抓住要害，深人突破，获得了决定性的成功。一个人思路敏捷，思维灵活，就能不拘泥于一种思路，固守一种方法，而是开辟更多的途径，增加成功的可能性。