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11 觀察發現型創造技法

  觀察是有計劃、有目的的知覺活動,培根曾說過“科學家的研究是從記錄他的觀察開始的,如果這些觀察正確,它們就會導致同等正確的關於自然的判斷。”成功的科學家、創造學家都具有敏銳的觀察能力,能看出事物與眾不同的地方或抓住一絲半點的線索,經過思維的放大作用,使之成為揭示事物內部信息、相互關係和發展規律的突破口。英國細菌學家費來明在談到青黴素的發明時,也曾自豪地說:“我的唯一功勞是沒有忽視觀察。”創造需要觀察,在創造史上,通過創造性觀察作出的創造發明數不勝數,正因為如此,人們在曆史案例的基礎上,總結出了可供人們學習運用的觀察發現型創造技法——通過對已有事物或現象的觀察,從觀察中去獲得新的發現,悟出創意的創造性思考方法。

  11。1 機遇捕捉法

  11。1。1 機遇捕捉法的基本原理

  觀察是有目的、有計劃、有選擇地對實驗過程和結果或自然現象進行考察與描述的方法。即觀察必須在一定的理論或思想指導下,主動地去考察,主動地對實驗進行觀察、記述和確認某些自然現象和科學現象。由於觀察具有探索的性質,所以,當人們為探索未知領域進行有步驟的觀察和實驗時,難免會出現與預想不一致的現象、情況和問題,這些出乎意料的發現就是機遇。在人類的發明創造史上,機遇是很重要的,有許多發明創造,甚至是一些重大的發明成果都是人們在科學觀察中抓住機遇獲得的。例如:

  美國的固特異從事橡膠研究多年,力圖解決橡膠冬天發硬、夏天軟臭的問題,做了無數實驗,都以失敗告終。直到1839年的某一天,他又在實驗室進行橡膠的實驗,不小心把一塊橡膠掉進了桌下的硫黃裏,撿起來後,他盡力清除橡膠上的硫黃,但因硫黃已滲入橡膠,很難清除,扔掉覺得可惜,他就順手把這塊橡膠放在了桌邊,恰巧爐火正旺,當他無意中又摸到那塊橡膠時,發現橡膠具有了前所未有的彈性。固特異抓住了這一發現,進行了進一步的研究,結果發明了橡膠硫化技術,克服了原來橡膠的缺點,大大地提高了橡膠的使用價值。

  機遇捕捉法就是人們在觀察過程中,針對出現的出人意料或偶然出現的現象、情況或想法進行研究,進而做出發明創造的方法。其過程一般為:“觀察—發現異常—抓住機遇—再創造”。例如:

  北京風味食品臭豆腐原名“青方”,是在清代康熙八年(1669年)由一個叫王致和的商販發明的。相傳,清代康熙年間,安徽舉人王致和千裏迢迢到北京趕考,不料名落孫山。王致和自覺無臉見江東父老,便在京租間房子開了個豆腐店,苦巴巴地度日子。誰知天有不測風雲,豆腐店開張不久,遇上了連綿的陰雨天,豆腐賣不出去,都發了黴,長了毛,王致和眼看虧了老本,便用鹽把豆腐醃了起來。過了幾天,發現鹽醃的豆腐顏色發青。經過品嚐,其味道鮮美,吃起來獨有一種風味。王致和決定掛牌叫賣,買的人吃了覺得味道確實不錯,吃了又來買,這樣一傳十,十傳百,不到兩天,臭豆腐竟出人意料地被搶購一空。王致和抓住機遇進行再創造,把醃臭豆腐作為一種手藝來經營,後來連皇宮中的太監也來買臭豆腐,太監嚐了以後,進奉皇上,皇上賜名“青方”,傳旨把它列入禦膳房小菜,王致和雖未中進士,但能發現製臭豆腐的方法,從此名滿京華甚至全國。

  從觀察實驗的目的性和計劃性而言,意外性乃是機遇的主要特點。這種意外性的特點常常使人獲得意料之外的成功,對科學技術發展產生異乎尋常的影響,因而具有特殊的意義。其一,機遇可以成為科學研究的新起點,科學技術發展的曆史充分證明了這一點。其二,由於機遇發現的是前所未見、前所未聞的新現象,因而可以為科學技術的發現和發明提供線索,開創科學技術的新領域,推動科學技術和生產技術的重大發明和創造。例如:

  20世紀60年代,美國科學家克萊爾·佩特遜正在洛杉磯研究岩石中鉛的同位素,以計算地球的年齡。為了研究這個課題,需要用十分純淨的試劑做樣本,但是,他反複提煉,總是得不到純淨的試劑,試劑中總存在微量的鉛。他懷疑燒杯沒有洗幹淨、操作有疏忽,於是更細心的操作,結果總是一樣。他決心解開這個謎。

  首先,他測試蒸餾水,蒸餾水是純淨的;其次,測試空氣,發現空氣中有鉛汙染。為了進一步驗證自己的發現,建立了一個超淨實驗室,獲得了純淨的樣品。

  克萊爾·佩特遜並沒有就此打住,而是進一步進行鉛的生態研究:即研究鉛對生態造成了多大的影響?這種影響是自然的還是人為的?測試海水發現:近海海水的含鉛量是遠海海水的10倍,深海海水隨深度的增加鉛含量明顯降低。由此得到:海水的鉛汙染不是自然的原因,而是人為的原因。後來,通過研究南北兩極的積雪,發現古羅馬時代、1870年的工業革命時代、1930年以後的石油時代,鉛含量出現過幾次高峰期。今天大氣的鉛含量要比古老年代大氣的鉛含量高出100倍。

  在科學研究中,為什麽會出現機遇?往往使人感到神秘莫測,似乎隻有幸運者才能碰到它。其實不然,任何機遇的出現都有其客觀原因和認識根源的。

  從必然性和偶然性來看,機遇是一種偶然性。必然性是由事物的本質所決定的,確定不移的發展趨向;偶然性則是由事物的各種複雜外界條件所決定的不確定的發展趨向,它可以出現,也可以不出現,可以這樣出現,也可以那樣出現。必然性和偶然性是相互依存、相互轉化的。必然性是通過大量偶然性表現出來的,而偶然性又以必然性為基礎,它的背後隱藏著必然性,是必然性的補充和表現形式。科學研究的任務,正是要透過大量的偶然現象揭示背後隱藏著的必然規律。然而這種偶然現象是在一定條件下發生的,這種條件可以自發出現,也可以在人工幹預下出現;可以在有意識的幹預下出現,也可以在無意識的幹預下出現。因此,某種未知的自然現象,往往在人們的意料之外,或在人們的無意識情況下,由於偶然遇到某種適當條件而突然出現。所以,機遇的產生是有客觀根據的。

  例如:

  1984年的一天,美國化學家哈納在實驗室無意中把一瓶啤酒當做蒸餾水,倒進了裝有石膏和黏土的燒杯裏,瞬間,這些混合物產生了泡沫,體積膨脹,結成硬塊。經研究,該硬塊具有重量輕、防火、無毒、有釉光,能抵抗激光產生的2316℃高溫,在增強空間載運工具絕熱性能和儲存核廢料等方麵大顯身手,他就是泡沫陶瓷。這種材料的發現是偶然的,但幾種物質混合後能生成這種陶瓷是必然現象。

  從主觀和客觀來看,機遇是一種意外性。而觀察和實驗是人們在一定思想理論指導下,認識未知自然現象的實踐活動,具有明確的目的性和計劃性。但思想、理論、目的和客觀事物是複雜的、發展變化的,對觀察和實驗中可能出現的情況很難完全都預計到,使主觀和客觀完全相符合。因此,在觀察和實驗中,意外性的事件總是大量存在,這是正常現象。隻要主觀和客觀的矛盾存在,就難免會有這樣那樣的意外事件發生,這說明在自然科學研究中,機遇的出現是不可避免的。但是,不是每一個自然科學工作者都能抓住它而導致科學的發現。法國化學家和微生物奠基人巴斯德說:“在觀察的領域裏,機遇隻偏愛那種有準備的頭腦”,這句話道破了捕捉機遇的真諦。科學研究中,沒有抓住機遇作出應該獲得成就的例子不在少數。例如:

  19世紀最優秀的化學家之一李比希,在一次提取碘的實驗中,他用海藻灰做原料,在浸出液中通入氯氣以析出碘元素,實驗完成後,李比希發現燒杯底中有一些深褐色的液體,他幾乎不假思索地認為這是氯化碘,很草率地貼上了氯化碘的標簽,隨手把燒杯放進櫥櫃裏。他一點也沒有想到應該驗證一下這種液體究竟是什麽,一點也沒有想到自己的經驗有沒有可能出現差錯。1826年,法國青年波拉德也用這個辦法提取碘,經過一係列的操作後,也發現燒杯底部的母液中有一些深褐色的液體,聞一下還有刺鼻的氣味。他沒有輕易地判斷它是什麽,而是進行了仔細的分析、研究,最後證實這是一種新的元素,取名為溴,並寫出了題為《海藻中的新元素》的論文。不久,李比希讀到這篇論文,論文中描述的新元素發現過程和化學物理性質與自己發現的幾乎一模一樣,一項已經到手的寶貴發現卻讓它輕易地從手心裏溜走了。他找到那隻貼著氯化碘標簽的燒杯,揭下標簽,把燒杯掛在自己的床頭,他沉痛地說:“從那以後,除非有非常可靠的實驗根據,我再也不憑空製造理論了。”

  11。1。2 機遇的類型

  機遇出現的形式多種多樣,但根據機遇的結果與原來預定目標的關係,可將其分為同向機遇、異向機遇和類向機遇。

  1。同向機遇

  同向機遇是指與創造者事先預定的研究方向一致的機遇。即:在發明創造過程中,要尋找的目標是十分明確的,但是發現或發明的方式和場合卻非常意外。例如:

  19世紀下半葉,鋼已成為應用十分廣泛的一種金屬,但是,鋼的一個很難對付的問題是抗腐蝕性很差,不少科學家都在尋找不受腐蝕的合金鋼。1913年,英國冶金學家布裏爾利想要研究一種製造槍管用的合金鋼,多次冶煉都沒有達到目的,不合格的廢品都堆在一起。幾個月後,他在廢品堆中無意地發現其他鋼都生鏽了,隻有一種鎳鉻合成的鋼沒有生鏽,仍像以前那樣光亮,不鏽鋼就這樣在無意中發明了。

  貝爾為了發明電話,進行三年的努力仍無結果。1875年6月的一天,貝爾和助手正在做實驗,助手負責看管發送機,貝爾在另外一個房子裏接收。突然,貝爾收到了一種微弱的聲音,他連忙衝進發送機房。助手告訴貝爾,機器壞了,正在修理。經過認真的檢查,發現發送機上的一個彈簧突然不振動了,但磁化了的鋼條卻在磁鐵前振動著。這個意外的發現給貝爾的啟示很大,他抓住這個機遇,通過進一步的研究,終於發明了電話機。

  2。異向機遇

  異向機遇是指與創造者事先預定的研究方向不一致的機遇。也就是說,人們本想尋找某種預期的現象或發明某種預期的目標,但結果卻發現或發明了完全不同的另外一種現象或目標,甚至是比原計劃更有意義的現象或目標。有人把這種機遇比喻為“射獐得馬,擒龍獲鯨”。

  因此,在觀察過程中,如果發現了意外的、與計劃目的不一致的異常現象,應主動產生疑問,並抓住機遇改變預定的目的進行研究和創造,這種抓住異向機遇進行創造的技法也稱見異思遷法。例如:

  日本東京大學名譽教授三島德七博士進行三元素合金(鐵、鎳、鋁)的研究,在三島教授的指導下,三島的助手藤島把鐵、鎳、鋁配成各種各樣的三元素合金,當時,他們的研究目標根本沒有考慮其是否具有磁性。但在研磨各種三元素合金時,觀察到一種不可思議的現象:研磨下來飛散的粉末都黏附在附近的鐵片上,表明這些粉末有一定的磁性,這個意外的發現,使三島的研究計劃作出調整,進而開發鐵、鎳、鋁係永磁合金。經過努力,開發出了阿爾尼科永磁合金,為磁性材料的發展作出了巨大的貢獻,因為它的磁性強度比當時已有的磁鐵高,用來做磁性元件可以縮小尺寸。

  日本從前有一個叫騰庵的人,開釀酒的作坊,當時,日本釀出的酒都比較渾濁。有一次,騰庵手下的一個夥計因對他不滿,決定離開酒坊,他在離開前故意抓了一把灰丟進大酒桶,想把酒弄髒,讓酒賣不出去。騰庵非常生氣,懊喪的心情使他久久地望著酒桶發呆。奇怪的是,過了一陣,他發現被摻了灰的酒逐漸變清了,後來請人來化驗分析,搞清了正是摻進去的灰使酒裏的雜質沉澱了。從此,騰庵有意識地利用這種方法生產出別人生產不出來的清酒,發了大財。

  17世紀英國著名化學家、物理學家波義耳,有一天早晨摘了一朵鮮豔誘人的紫羅蘭花帶到實驗室,他的助手不小心將鹽酸濺到了放在一旁的紫羅蘭花上,波義耳連忙把花拿到水裏衝洗,沒想到,這一洗,紫色的花變成了鮮紅色。作為化學家的波義耳沒有輕易放過這一奇特的現象,他和助手連續幾次試驗,結果都一樣。經過仔細研究分析,波義耳在紫羅蘭花裏發現了石蕊,它遇酸變紅,遇堿變藍,從而將石蕊加工成酸堿指示劑。

  德國人亨利·施瓦泊通過天文觀察,認為在水星和太陽之間應該有一顆行星存在,經過多年的觀察,到1843年,當他認真分析多年的資料時,沒有找到意想當中的行星,卻意外發現了太陽黑子的活動情況,經過進一步的研究,他發現太陽黑子的活動周期為11年,並因此榮獲了英國皇家天文學會授予的金質勳章。

  1859年,美國紐約一位年僅20歲的藥劑師切斯博羅到賓夕法尼亞州新發現的油田去參觀。他看見石油工人非常討厭抽油杆上所結的蠟垢,於是下決心研究如何淨化這些蠟垢。在曆時11年的研究中,發現蠟垢中有一種不會腐敗變臭的油膏,進而轉向提煉這種油膏,並取得了成功,這種油膏就是凡士林。

  20世紀40年代,腫瘤患者接受放射性治療時,常出現惡心、嘔吐等副作用。有一位叫饒安泰的醫生為了減輕病人放射治療的痛苦,給病人服用異胭肼,結果出乎意料,不管腫瘤有沒有好轉,患有肺結核的病人,肺結核首先痊愈。由此,人們得到了用異胭肼治療肺結核的方法。

  3。類向機遇

  類向機遇是指與人們的預見性及其研究探索方向偏離的一種機遇。例如:

  一個眼睛近視的男孩,不小心絆倒後打碎了眼鏡,破碎的鏡片刺進了他的眼角膜。醫生立即以手術清除異物,令人驚奇的是,眼傷治愈後,該男孩的視力大大提高了,也就是說,在無意之中治好了他的近視眼。以此意外收獲為契機,人們發明了通過改變角膜的彎曲治療近視的新醫術。

  下肢靜脈曲張是一種多發於中、老年的血管疾病,久站或勞累之後,有下肢沉重、酸痛和疲勞感,有時踝部或足背可出現水腫,休息或抬高下肢後可暫時緩解。為了治療靜脈曲張,日本專門給老年婦女設計了一種緊身褲襪,結果搶購者都是那些想使大腿修長的穿超短裙的姑娘,盡管這種緊身褲襪比普通襪子貴40倍,但銷售量逐日上升,設計者進而轉向開發健美用品。

  一個叫貝西莫的技術人員,有一次操縱反射冶煉爐時,由於供給的燃料不夠,使生鐵不能完全熔化而造成了冶煉的失敗。這時,他想,與其讓一爐生鐵報廢,不如注入一些空氣,借此機會清洗一下爐壁。當他向爐內鼓入空氣時,原來微紅的生鐵變得越來越紅並且逐漸熔化,待全部熔化後,他像往常一樣,把鐵水注入鑄模裏。第二天,他照例用鐵錘敲打前一天澆注的鑄件,這時,他意外地聽到了清脆響亮的聲音,原來,生鐵中的碳素由於鼓入了空氣而不複存在,生鐵變成了鋼。從此,一種新的煉鋼法———吹氧煉鋼法誕生了。

  11。1。3 捕捉機遇應具備的條件

  在自然科學研究中,遇上好時機的人很多,機遇向這些人提供了同樣能做出重大發現的機會,有的人能“有緣相會”,認出機會抓住不放,取得意外的收獲。有的人卻“無緣相識”,錯失良機,結果一無所獲,喪失了做出重大發現的機會。這不能歸結為“運氣”,而應當歸結於科學研究工作者本人的主觀條件和努力程度。要想捕捉機遇,對科技工作者來說至少要具備以下幾方麵的條件。

  1。要有敏銳的觀察與判斷能力

  敏銳的判斷能力是捕捉機遇的關鍵所在,人們在觀察、實驗中可能碰到各種各樣的意外情況,哪些是百年難逢的機遇?這就要求研究者具有觀察、分析和判斷的能力。機遇隻提供一個線索、一個信息,並不能真正解決問題。成功的科學家善於觀察和勤於判斷,抓住有希望的線索不放,追根到底,弄清真相,做出科學的解釋。例如:

  19世紀初,法國統帥拿破侖正發動著一場又一場的戰爭。他率領軍隊橫掃埃及、攻打波蘭、占領意大利、入侵俄國,戰爭需要大量的火藥,由於連年戰爭,製造火藥的硝酸鉀非常缺乏,許多化學家正在研究人工合成硝酸鉀的辦法。法國化學家庫爾特瓦是從海草灰中提取硝酸鉀:他把海草燒成灰,把灰浸在水中,再從水中提取白色的晶體———硝酸鉀,並取得了成功。有一天,庫爾特瓦正在做實驗,他養的一隻貓來到實驗室,並伏在桌子邊上看主人做實驗,突然,不知什麽原因,貓跳到實驗桌上,並碰翻了燒杯裏的濃硫酸,濃硫酸正好倒進了浸出液的燒杯裏。庫爾特瓦急忙去扶,已經來不及了,但他注意到燒杯裏升起一股紫色的蒸汽,空氣中彌漫著一種難聞的氣味,他抓住了所發現的現象,意識到可能有新的元素存在。他多次重複了剛才貓無意中犯下的錯誤時所完成的實驗,都得到了紫色的難聞氣味,庫爾特瓦收集了這種揮發出來的物資,獲得了一種紫色的晶體,對它加以分析後,證明是一種新的元素,並起名為“碘”,意為“紫色”。

  這個成果的取得,和庫爾特瓦敏銳的判斷能力是分不開的,如果他發現燒杯裏升起的紫色蒸汽而不去關注它,沒有意識到可能有新元素的存在,也就失掉了重大發現的機會。

  要具有敏銳的判斷力,就要注意培養自己捕捉意外事件的能力,保持對意外事件的警覺性,就有可能走上科學發現的道路。達爾文發現家養動物的耳朵幾乎都是下垂的現象之後,經過細心的觀察研究,搞清了家養動物因為受驚少,耳朵不經常使用,是耳肌退化的原因。

  觀察過程中,要注意正確的觀察方法,特別要排除觀察中的假象與錯覺的幹擾。假象是事物的一種表現,但它歪曲地表現了事物的本質。例如,我們觀察放在水中的筷子,會發現筷子在水中彎折,顯然不是筷子真的彎折,而是我們看到的一種假象。錯覺是一種感覺上的失誤。例如,大多數人認為圖形為立體圖,其實這是一種錯覺,它是平麵圖形。

  2。要有廣博的知識

  機遇的捕捉,很重要的一點是取決於豐富的知識和實際經驗。大量的事實表明,邊緣學科往往是機遇的好發學科,美國科學家維納曾經強調:在科學發展中,可望取得最大收獲的領域是已建立起來的各個部門之間被人忽視的“無人區”。而要在這些“接觸點”、“無人區”工作,科學研究工作人員的知識麵不廣博是不行的。具有豐富知識和經驗的人比隻有某一種知識和有限經驗的人更易捕捉機遇,做出科學成就。

  3。敢於衝破傳統觀念的束縛

  科學上的發現,由於是對舊有知識體係的突破,因而違反了人們的所謂“傳統”,因此必然會受到來自傳統習慣的冷淡、甚至非難。若能捕捉機遇,導致科學發現,必須是有批判的頭腦,敢於衝破傳統觀念的束縛,否則,想做出成績也是不可能的。

  綜上所述,要達到一個“有準備的頭腦”,就必須具備敏銳的判斷力、廣博的知識,敢於衝破傳統觀念的束縛。同時要防止兩種傾向:一是有些人盲目崇拜偶然性,把成功的希望寄托在碰運氣上,《韓非子》中的“守株待兔”者就是代表。二是看不到機遇的重要性,認為抓不抓機遇無所謂,這種認識會阻礙人們主觀能動性的發揮,喪失由機遇導致的科學發現。

  11。2 動態發現法

  11。2。1 動態發現法的基本原理

  動態發現法是建立在動態觀察基礎上,使被研究對象處在激發、擾動狀態下再進行觀察,以獲得在靜態下無法得到的信息的創造技法。在科技創造活動中,人們為了多方麵地把握研究對象的特征、屬性,不僅要對其進行靜態觀察,而且要創造條件進行動態觀察,以獲取人們在靜態觀察中無法知道的情況。例如:

  金屬材料,在靜態下觀察,除了看見它的形狀、光澤等屬性外,不可能有新的發現。如果將它逐步冷卻,進行降溫狀態下的動態觀察,會有什麽結果呢?有人按此思路對多種金屬進行試驗,把鉍、鉛、錫等金屬進行逐步降溫,並觀察降溫過程中這些金屬性能的變化,當降溫接近熱力學溫度零度(-273℃)時,發現電阻為零。如果在-273℃下向金屬線圈中通以1安培的電流,這個電流將不斷地在線圈中運動下去———即超導現象。

  法國的帕斯卡是個天才少年,有一次,帕斯卡放學回家,看到一個園丁正要澆花。隻見他把扁扁的水龍帶接在水龍頭上,開關一開,扁扁的水龍帶一下就鼓起來,變得圓圓的,水從水龍帶的出口嘩嘩地流出來。帕斯卡用手摸摸水龍帶覺得有水在裏麵流。他覺得很奇怪:水在帶子裏麵流,為什麽要鼓起水龍帶呢他站在水龍帶上,想用身體的重量把水流切斷,但是,小小的身體壓在上麵,水龍帶隻是稍微凹進一點,怎麽也切不斷,他覺得很好玩。突然,他看到水龍帶上有幾個小洞,水從小孔中幾乎垂直噴出。他問自己:水龍帶裏的水為什麽會噴得那麽高呢?為什麽噴得那麽有力?

  帶著這些問題,帕斯卡回家找了根軟管接在水龍頭上做起了動態觀察的實驗:打開水龍頭,軟管鼓起來了,水流出來了,他想管子裏有壓力了,他在軟管上紮了幾個小孔,小孔裏噴出了一股水柱,各水柱噴得一樣高,有些奇怪,又紮了幾個小孔,噴出的水柱也一樣高,他想,這些小孔處的壓力是一樣的。

  他又找了一個空心氣球,裏麵灌滿了水,氣球的一頭連著一個針筒,並在氣球上的不同方向上紮了幾個洞,水開始緩慢地流下來,帕斯卡用針筒推了幾下氣,氣球裏的水同時向外噴射出來,無論哪個方向,所噴的水柱都一樣遠和一樣高:針筒又連續多推幾下,小孔裏的水噴得更遠更高。帕斯卡搞清楚了,針筒裏的壓力可以傳到氣球裏的水,水的壓力又可以均勻地傳到氣球的各個方向。於是帕斯卡建立了帕斯卡定律。

  11。2。2 動態觀察的方法

  1。改變時序

  將事物放在變化著的時間中進行觀察和實驗,以觀察事物隨時間的變化而發生的變化情況。例如,研究表明人體在一天的不同時間有不同的心理和生理狀況,根據“人體生物鍾”的這一現象,研究開發出適合早、中、晚不同時段用的護膚保健增智營養液;開發出適合早上和晚上用的牙膏。

  2。改變空間

  有許多事物,在不同的空間下會表現出不同的功能和屬性,因此,人們有意識地將研究對象置於不同的空間進行觀察。例如:

  將稻穀種子通過人造衛星帶到太空中進行一定時間的旅行後,再進行育苗種植,以觀察產量是否提高、大米的質量品質是否有改變。將鵪鶉蛋帶入太空中孵化,以觀察孵化過程是否不同、太空中孵化的鵪鶉與常規孵化的鵪鶉有什麽不同。

  CCTV-7“每日農經”欄目2011年6月30日播發了以“生態井岡———賣價高的太空烏雞”為題的新聞:2002年3月泰和烏雞蛋搭乘“神舟三號”載人飛船進行種蛋航天實驗,它們在太空遨遊了7天,繞地球108圈,曆經低抗、發射、飛行、著陸、振動等惡劣條件考驗,返回地麵,經孵化並繁育成功,供應市場。井岡山地區養殖的烏雞就是普通泰和烏雞蛋經過太空遨遊了7天後繁育成功的,這些烏雞的外形與普通泰和烏雞沒有什麽兩樣,但它們的抗病能力大大增強,身體強壯,精力充沛,肉質更加緊實,味道更加鮮美,肉雞和雞蛋中所含的蛋白質、氨基酸等營養物質也遠遠高於普通泰和烏雞,產蛋率是普通泰和烏雞的1。5倍左右,雞蛋價格是普通泰和烏雞的4倍,雞肉價格是普通泰和烏雞的2 3倍。

  科學研究發現水中分娩比常規分娩有更多的好處:溫度適宜的水,能使產婦感到鎮靜且可幫助放鬆,會促使產婦宮頸擴張;水的浮力與地心引力相抵消,有助於產婦發揮身體的自然節律;在水中,便於產婦休息和翻身,可減少分娩時的痛苦;對初生嬰兒而言,水中的狀態與母體內泡在羊水中的感覺很類似,這對孩子的感覺過渡十分重要;水中分娩的時間較短,能減少對母親的傷害和嬰兒缺氧的危險。

  在26℃的環境溫度下,產婦躺在水溫恒定在36℃ 37℃的浴缸中,水必須經過消毒。整個分娩過程中,需要幾次換水。嬰兒出生後,在水中待的時間不能超過一分鍾。1965年,前蘇聯的伊戈爾·恰爾科夫斯基讓一位產婦在水中產下了第一名嬰兒以來,東歐的一些國家普遍采用這種方法,波蘭已有500多名嬰兒在水中出生。2003年3月1日,一位北大研究生畢業的女教師在上海長寧區婦幼保健院成功實施水中分娩,這是中國的首次水中分娩。

  3。條件極端化

  有些事物的屬性在極端的條件下或許與常規條件下有所不同,所以,為了了解事物各方麵的屬性,使事物出現在超高壓、超高溫、超高速、超負荷等極端條件下,如果觀察到事物某種前所未知、前所未見的現象或屬性,便意味著抓住了創造的契機。例如,中國鐵路第一次提速時,由於滿足提速要求的客車車廂不夠用,北京至南京間的65/66次列車隻能用原來的車廂。由於這種車廂的設計時速為100km/h,在提速條件下運行就是條件極端化。結果,在未提速條件下運行不出現問題的地方,在提速條件下相繼都出現了問題,這次無意的條件極端化試驗為提速車輛的設計提供了很好的數據。

  11。3 變換視角法

  11。3。1 變換視角法的基本原理

  觀察,總要選擇一個觀察基點,也就是要確定一個觀察視角,觀察的視角不同,觀察到的結果也就不盡相同。在習以為常的事物麵前,要找到前人所沒有的新發現,必須有意識地突破傳統的觀察習慣,改用不同尋常的角度去觀察和思考平常的事物,去發現事物的某些不同尋常的性質,根據這些新的發現,可以作出新的創意。變換視角法就是這樣一種通過改變觀察事物的視角而獲得該事物的新性質、新現象的創造技法。例如:

  以前,人們信奉“地球中心說”,認為地球是宇宙的中心,這一說法是以地球作為觀察基點,發現太陽東起西落。哥白尼沒有局限於這一傳統的觀察習慣裏,而是變換視角,從宇宙的恒星上來觀察整個宇宙,提出了“太陽中心說”的科學假說,以後的科學研究證實哥白尼的理論是正確的。

  有一天吃晚飯時,小朋友貝貝望著天花板上的電燈,給全家人提了一個問題:“假如忽然沒電了,會發生什麽事情?”

  在化工廠工作的爸爸說:“化工廠將會爆炸。”

  當醫生的大哥說:“正在動手術的病人會發生危險。”

  當秘書的二姐說:“未來得及存盤的文件將丟失。”

  球迷三哥說:“足球賽轉播將被迫中斷。”

  熱戀中的四姐說:“兩人世界將更加浪漫。”

  善持家的媽媽說:“我們可以省電費了。”

  由於觀察問題的視角不同,貝貝一家人麵對同一個問題時,得出了各不相同的答案。的確,世上萬物都有著眾多不同的方麵,如果能從不同的角度,用不同尋常的視角來觀察和思考尋常事物,往往會有意外的收獲,甚至得到事半功倍的奇效。我們要學會用熟悉的眼光看陌生的事物,用陌生的眼光看熟悉的事物。例如:

  我們知道小蘇打主要用於食品的發酵劑,市場對小蘇打這種功能的需求,是從社會上對碳水化合物的消費需求中衍生出來的。但是隨著社會向工業化方向發展,美國市場對以蛋白質為基礎的熱量消耗越來越多,而對碳水化合物的消費則越來越少,因而,市場對小蘇打發酵功能的需求也就不斷萎縮。生產小蘇打的阿爾姆-哈墨公司為擺脫困境,不得不改變視角,對小蘇打另眼相看。他們站在非食品發酵劑的觀察基點上,發現了小蘇打的新性能,例如可以除臭、去汙、藥用等,並順理成章地開發出電冰箱除臭盒、地毯去臭靈、下水道清潔劑、皮膚鎮痛片等新產品,結果反而使小蘇打銷量增加,公司盈利。

  11。3。2 變換視角的方法

  1。改變觀察位置

  觀察要選擇一個觀察基點,或者說觀察的位置不同,看到的事物現象也不同,所以,可以通過改變觀察者的位置來了解事物的性質或現象。蘇東坡的詠廬山佳作是改變觀察位置的最好寫照:“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同。不識廬山真麵目,隻緣身在此山中”。在求解數學和理論力學的問題時,為了簡化求解思路,常常采用的坐標變換實際就是改變觀察位置的做法。例如:

  某天,一位小學生從學校回到家,迫不及待地告訴他的父親,說今天他切開蘋果時,發現裏麵隱藏著一顆星星。父親心想自己一生不知吃過多少蘋果,可從來沒有發現兒子所說的星星。於是,他拿來一隻蘋果,熟練地把蘋果一切為二,認真地看了看說:“哪裏有星星?”“來,讓我切給你看。”兒子說著拿起另一隻蘋果橫切一刀,然後把切好的蘋果伸到父親麵前:“爸爸,你看裏麵有沒有星星?”確實,從橫切麵看,蘋果核處顯出一個清晰的五角星圖案。因為父親是縱切蘋果,而兒子是橫切蘋果,這就是不同觀察位置造成的不同結果。

  我國發明的鐵鍋,2400多年來,人們認識了它的燒水煮飯的功能,這是人們從鍋口朝上的角度去看待它,如果從鍋口朝下的角度去看它,又會是什麽結果呢?第一次世界大戰期間,德國軍隊向法軍陣地發動進攻,法軍廚房的一個士兵慌亂中拿起一口鐵鍋扣在頭上,衝上前沿陣地,戰鬥結束後,雖然身上有傷,卻成了這個陣地上唯一活著的人。有一天,法軍將軍亞德裏安來醫院慰問傷員,知道這件事後,拿起鐵鍋看了看,腦海裏閃現出“鋼盔”的想法,不久,法國工程師根據亞德裏安將軍的指示,設計出了目前還在使用的軍用鋼盔。

  2。改變邏輯視角

  跳出人們頭腦中的傳統觀察習慣,觀其表現,察其內涵,通過改變對事物特性的認識去達到視角的變換。例如:

  1911年發明了世界上第一台洗衣機,多少年來,人們一直用它洗衣服。有一天,一位藏民把牛奶倒入洗衣機內,通電五六分鍾後切斷電源,待牛奶停止翻滾後,奶中的水分與乳汁已經分離,乳汁浮在上麵,撇出後即可製成各種形狀的酥油餅。與手工掏奶相比,工效大大提高,節省了四分之三的時間。此法很快在牧民中應用起來,這一創舉,為研製酥油加工機提供了寶貴的資料。

  有一位缺衣少食、無處安身的婦女,在無意中救了一個妖怪。妖怪為了報答她,提出可以滿足她三個心願,但有一個條件,無論她提什麽要求,她的丈夫都將得到她所得到東西的兩倍。而這個婦女的丈夫是個惡棍,早已死有餘辜。這個婦女提了第一個心願是要一筆錢,第二個心願是要一棟房子。這樣,她的丈夫也得到雙倍於她的東西。她實在不願意讓她的丈夫再得到好處,隻希望他受到應有的懲罰。請問,這個婦女應怎樣提第三個心願才能達到目的?

  按一般的理解,“心願”是指“希望得到好處”。因此,人們往往都從什麽好處“對這位婦人有利,而不利於她的仇人”的角度去考慮問題,結果難以找到合乎要求的答案。而這位婦女換了個思考的角度,從“得到某種壞處”出發,提出了“把我嚇個半死”的第三個心願,最終達到了自己的目的。

  11。3。3 影響視角的因素

  1。價值觀念

  價值觀念是人們對外界事物價值大小的看法。在現實生活中,我們會遇到形形色色的事物,有些能夠滿足我們的需要,對我們有價值,有些則對我們毫無用處,沒有價值。但是,也常常會出現這樣的一種情況:同一件東西,對一個人十分有用,而對另一個人卻毫無價值。這就是人與人之間在價值觀念上的差異,而新的創意往往就是從這些差異中迸發出來的。

  一般來說,在同一個國家,同一個民族,人們的價值觀念往往相對比較近;而在不同的國家,不同的民族,則相去甚遠。例如,麵對奔流而下的瀑布,

  中國人會興奮地說:“大自然是多麽的壯麗啊!”

  印度人會虔誠地說:“神的力量是多麽的偉大啊!”

  美國人會惋惜地說:“要是蓋一座水電站該多好啊!”

  再如,對於一隻雄象和一隻雌象相愛了的消息,不同國家的人會有不同的反應:

  法國人會詩興大發,讚美大象的戀愛是何等優美而浪漫;

  德國人則急忙考察世界各國大象的神態,編纂有關大象的百科全書;

  美國人則微微一笑,一邊喝著啤酒,一邊想:或許是在開玩笑吧;

  俄國人仿佛聽到了天方夜譚,在通訊社門前排著長隊,等待證實;

  日本人則會立即分赴各駐外機構調查各國對大象戀愛采取什麽行動,並提出有價值的報告。

  由此可見,價值觀念會影響人們觀察問題的視角,而在科學研究中,價值觀念的轉變往往就意味著創新。

  2。知識儲備

  知識儲備就是我們大腦中所儲存的預備性知識。我們每個人在思考問題時,往往都要受製於自己的知識水平,大腦中的知識儲備會對人們觀察問題的角度產生影響。例如:

  1786年的一天,意大利潑洛納大學解剖學教授伽爾伐尼在做解剖青蛙的實驗時,發現掛在窗前鐵柵欄銅鉤上死蛙的大腿肌肉收縮一下。伽爾伐尼這位專心關注於解剖學、滿腦子都是脊椎、神經、肌肉的教授很快便從生物學的角度得出結論:“這是生物電現象,蛙的神經中有一種看不見的流體,當金屬導線構成通路時,他會順著導線在青蛙體內流過,這種流動刺激了蛙腿,於是,我們看到了痙攣現象。”並將實驗現象連同解釋寫成論文發表。

  這篇論文引起了它的同胞、物理學家伏特的興趣,伏特在自己的實驗室重複了伽爾伐尼的試驗後,對伽爾伐尼的解釋產生了懷疑,他從物理學角度對這一現象做出了新的解釋:死蛙腿肌肉收縮不是生物電,而是物理電現象,蛙腿在這裏僅僅起到驗電器的作用,它的收縮表明回路中有電流通過。

  對同一現象,做出了不同的解釋,正是兩個人所儲備的知識不同、所站的角度不同所致。

  3。實踐目的

  實踐目的是指我們每個人在做事情時所確定的明確目的。實踐目的指導著我們的思考和行為,不同的人在觀察同一現象時,會由於受實踐目的的影響而不能全麵看待所考察的事物,隻能注意到事物的一小部分。例如,去鄉間考察,植物學家往往隻注意觀察不同的植物,動物學家往往隻注意觀察動物,地質學家往往隻注意不同的地質結構,農夫隻注意莊稼、牲畜等。因此,同價值觀念、知識儲備一樣,實踐目的也會影響我們從多個角度觀察事物。為了更好地創新,要善於根據實際情況轉移目標,不為實踐目的所束縛。

  11。4 迂回發現法

  11。4。1 迂回發現法的基本原理

  在觀察活動中,正麵觀察或直接觀察有障礙時,可以采用迂回的觀察方式。

  創造活動往往帶有模糊的性質,一眼望穿或睜眼即明的情況是不多見的。在很多情況下,人們的發明創造活動會遇到這樣那樣暫時解決不了的問題,此時,一方麵要有堅持不懈的精神,另一方麵,也要在必要的時候暫時停止在某個難點問題上的僵持狀態,另辟蹊徑,轉而進入下一步工作或另外的工作,帶著發明創造的未知數繼續探索,因為有時候通過解決側麵問題或外圍問題及後繼問題,可能會使原來的未知問題迎刃而解。大量事實也表明:許多創造發明都是迂回曲折、從兩翼或外圍入手進行觀察才有所發現的。在創造活動中,有準備地采用這種非直接觀察去進行創造性發現的方法,稱為迂回發現法。例如:

  很久以前,天文學家根據種種跡象判斷,在天王星之外一定還有一顆行星。但眾多的天文學家花費了大量的時間和精力進行了長期的觀察和研究,卻一無所獲,仍然找不到這顆行星,有人甚至開始懷疑海王星的存在。後來,科學家們暫時避開直接搜索,采取迂回的方式,轉而計算該未知行星的軌跡,求得了它的軌跡參數。根據軌跡參數的指示位置,很快就發現了海王星的蹤跡。

  法國著名的女高音歌唱家瑪·迪梅普萊有一座在當地可算最出色的私人園林,每到周末都會有不少人來這裏摘鮮花、拾蘑菇、捉蝸牛等,有的甚至還搭起帳篷、燃起篝火,在草地上野營,常常弄得園林一片狼藉,肮髒不堪。負責管理園林的管家,根據迪梅普萊的指示,在四周圍起籬笆,豎起“私人園林禁止入內”的木牌,並派人在園林的大門看守。但無濟於事,許多人依然通過各種途徑以隱蔽的方式進入園區。後來,迪梅普萊想,既然采取這一類的措施都不起作用,都不能使他們打消進入園林的念頭,那就得另外想辦法。她為此想了許久,後來猛然想到,園林中不是有時有毒蛇出沒嗎?我不去直接禁止遊人入內,用提醒他們謹防被毒蛇咬傷的辦法來達到目的。於是,她做了一些大木牌立在各個路口,上麵醒目地寫著:“請注意,你如果在林中被毒蛇咬傷,最近的醫院距此15公裏,駕車約30分鍾可到。”此後,進入園林的人寥寥無幾。

  如前所述,當正麵觀察受阻時,我們才采用迂回的方式,進行間接的觀察,所以,當我們接受了某個觀察任務或者開始某項創造活動時,應該首先嚐試一下正麵觀察和正麵解決的思路,因為這樣觀察和解決問題最直接、最方便。一旦受阻,則可以采用避直就曲、避實就虛或采用將以上兩種方法結合,並借助儀器觀察的綜合迂回的觀察方式進行觀察和研究。

  11。4。2 迂回觀察的方法

  1。避直就曲

  不是直接觀察研究對象,而是通過觀察“第三者”來了解觀察對象的情況。例如:

  北京的一個文化館要擴建,市政府撥款1400萬元,需遷走居民將近100戶。按當時的商品房售價,一套住房至少16萬元到18萬元,總計需2000萬元,還有600萬元的缺口。為此,籌委會工作人員找到北京某民用科技研究所。該研究所思考後出了一個主意:在北京郊區為搬遷戶買100套住房,同時買100輛天津大發汽車分送給各個搬遷戶,當時郊區的一套住房隻需3萬元,一輛天津大發隻要4。5萬元,二者加起來不超過8萬元,總共隻要800萬元,還可剩餘600萬元。籌委會經過研究,采納了該研究所的建議,繞過了再籌600萬元的障礙。

  一位外國重要客人訪問我國結束後,取道上海回國。在上海一家大飯店舉行的歡迎宴會上,使用的酒杯是極其珍貴的九龍杯,這種酒杯在斟酒時,杯子上龍嘴裏銜著的一顆金珠會閃閃發光,外賓見了愛不釋手,可能是有幾分醉意,順手把一隻酒杯放入他的公文包中。此事讓我們的接待人員感到很為難。全套酒杯隻有36隻,缺少一隻太可惜,又不能向客人索要,此時,我國一位國家領導人正在上海,他聽了匯報後指示,九龍杯一定要追回,但不可輕率從事。他思考了一會兒後詢問晚上還有什麽活動,工作人員說有雜技表演。他心生一計,讓魔術師把杯子取回,表演時,隻聽一聲槍響,桌子上的3隻九龍杯少了一隻,正當大家驚訝之時,魔術師說“我把九龍杯變到尊貴客人的公文包裏了”。外國客人隻得打開公文包,讓魔術師取出九龍杯。

  2。避實就虛

  從事物的“虛象”(如功能、性能、效果等)出發去認識事物的實際形態,達到直來直去達不到的目的。例如:

  唐代著名詩人陳子昂是四川射洪縣人,遠道到京城長安,住了十年無人賞識推薦,一直默默無聞。一次,長安市來了一個賣胡琴的,開價100萬。每天都有不少富人顯貴慕名而來,但沒有人購買。有一天,陳子昂突然從人群中走出來說:“我把它買下了”。圍觀的人都問他:“你買這把琴有什麽用?”“我擅長拉胡琴。”“能否拉一曲?”“我住在宣陽裏,明天備上好酒,恭候大家光臨,希望各位邀請長安的名人一起來。”第二天,陳子昂的住處聚集了一百多人,都是當時長安的名人。飯後,陳子昂手捧胡琴對大家說:“我陳子昂著文賦詩,有作品一百件,遠道來京師,沒料到一直未被器重,我這樣的人怎麽會熱衷於拉胡琴呢?”說完,他把胡琴扔了,然後拿出自己的作品分送給大家。第二天,陳子昂便名聲大噪無人不曉。

  台灣太平洋建設公司在台北市附近推出的“陽光山林別墅”工程完工後,盡管業主在電視、報紙上做了不少的廣告,但銷售卻遇到了困難,因為離台北市太遠。阻礙了顧客前去參觀的興趣,當然也就談不上銷售了。“陽光山林”一幢幢美麗的別墅“藏在深閨人未識”而麵臨著滯銷的命運。公司召開高層人員會議謀求對策,盡管大家都認為“陽光山林”的地段、價值、發展潛力都應該具有競爭力,但是問題的症結在於沒有亮點吸引顧客前來參觀比較。策劃者們經過嘔心思考,認為要突破難題不如先避開難題,通過開展其他活動來圖售房的實意。為此,增加投資建起網球場,並且與網球隊合作,將重要的賽事安排在“陽光山林”舉行,免費提供場地和設備,很快吸引了不少運動員及網球愛好者,多數球迷都屬於中上階層,往往是別墅的銷售對象。一時間,“陽光山林”名聲大噪,本來乏人問津的別墅便一幢幢地賣出去了。

  由上述兩個例子可以看出,陳子昂買琴、太平洋建設公司建網球場並舉辦網球比賽,都不是他們的實意,而是想通過買琴、建網球場並舉辦網球比賽這樣的虛意,以達到推銷自己的詩集作品、銷售別墅的真實目的。

  3。綜合迂回

  人的觀察與儀器觀察相結合,一般用於複雜的研究對象。例如:

  埃及金字塔巨石的成因問題,曾引起許多科學家的推測,到底是天然石塊加工製成還是別的方法造就的,科學家各持己見,眾說紛紜。後來科學家采用避直就曲的方法,從古埃及文化、法老陵墓中的隨葬品等方麵去觀察分析,得到金字塔的巨石由人工澆注而成的初步結論,後來又采用采樣化驗分析的辦法,以進一步證實觀察分析結論的可靠性。最終證實,情況的確如此。

  
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