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想象力、直觉和灵感

已有 6271 次阅读 2019-1-4 15:49 |系统分类:观点评述

许多创新工作是把表面上不相关的现象联系在一起,是一种复杂的知识融合。要做到这一点,要有丰富的想象力。所谓想象力,就是头脑中创造一个念头或画面的能力,即形象思维的能力。创新理念不是来自逻辑思维,而是源于形象思维。古希腊哲学家亚里士多德说过:想象力是发明、发现及其他创造活动的源泉。爱因斯坦认为:想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。

想象力就是形象思维的能力,其大小取决于一个人的文化素质高低。一个有较高文化素质的人思路比较开阔, 能够富于联想, 触类旁通。爱因斯坦是一个演奏小提琴的高手。他曾坦言:“物理给我知识,艺术给我想象力,知识是有限的,而艺术所开拓的想象力是无限的。”如何开拓想象力?德国诗人歌德说得好:“只有通过艺术,尤其是通过诗,想象力才能得到激活。”根据我个人的体会,经常在闲暇时阅读一些古代诗词名篇可以开拓自己的想象力。有时我自己也尝试创作一些诗,锻炼自己的形象思维能力。例如,我根据自己多年来从事概率论研究的体会写了一首打油诗《悟道》:“随机非随意,概率破玄机。无序隐有序,统计解迷离。”近年来,我有更多的自由支配时间可以创作古典诗词。最近,我经常以“我心目中的科学和艺术”为题去大学或中学做公众报告,报告结束后常有人问我,能否给出诗词对我做科研有帮助的例子,我的回答是:具体的例子没有,但艺术修养对我的科研选题和论著写作的影响是隐性的,是潜移默化的。

创新理念有时也来自敏锐的直觉和灵感。所谓直觉,就是没有经过意识推理而对某事物产生的理解和判断。爱因斯坦说他的创新思维活动“产生于有一种能用文字或其他符号来与他人交流的逻辑结构之前”,这就是一种直觉在纪念普朗克60岁生日的演讲中说:“物理学家的最高使命是得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,没有逻辑推理的途径,只有通过建立在经验的同感的理解之上的那种直觉。”物理学家玻恩更加相信:“实验物理的全部伟大发现都是来源于一些人的直觉。”传说德国化学家凯库勒一日午休梦到一条小蛇的头部咬住尾巴引发直觉,发现了苯环结构。牛顿由苹果落地引发直觉发现万有引力定律,更是家喻户晓的美丽传说。

什么是灵感?灵感也叫顿悟,它是一种近乎无意识或潜意识的非逻辑式的创造性思维活动,是对某一问题长期思考以后突然产生的思想火花。灵感有时产生于全神贯注思考问题之际,有时却是在不经意间或意识朦胧之中。印度天才数学家拉马努金在他身后留下的“笔记本”中有三千多个公式(均无证明),他在世时经常宣称他的这些公式是娜玛卡尔女神在梦中赐给他的,这是一种神秘的灵感。目前,研究拉马努金公式试图解开神秘灵感之谜的论文多达300多篇。 爱迪生是一位伟大的发明家小时候因为家里穷只上了个月学但他从小热爱科学,自己刻苦钻研,醉心于发明,正式登记的发明达1328种。他的发明创造尽管主要靠艰辛的科学实践,但也要灵感。正如他自己坦言“发明是百分之一的灵感加上百分之九十九的血汗。”

灵感来自何处?首先,它来源于对问题的潜心研究和知识的积累。例如,为了探寻化学元素的内在规律,门捷列夫常常手拿自己做的元素卡片像玩纸牌那样摆弄。有一天,他在摆弄元素卡片过程中突然像触了电似地跳了起来,在他面前出现了很奇特的意外现象:每一行元素的性质居然都是按照原子量的增大而逐渐变化着。根据这一突然的发现,他于18692月编成了第一张元素周期表。又如,相传有人向希腊国王告发工匠在制作金王冠时用银子偷换了金子,国王叫阿基米德想办法鉴定金王冠是否掺假。于是,阿基米德便冥思苦想考虑如何解决这个难题。有一天当他躺进澡盆洗澡时,发现自己身体越往下沉,盆里溢出的水就越多,而他则感到身体越轻。他突然领悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”(Eureka意思是“找到了”)。阿基米德找到的不仅是鉴定金王冠是否掺假的方法,而且是重要的科学原理——浮力定律。

其次,灵感也来源对生活的细微的观察,来源于对不同现象的类比和联想。下面两个科学发现的故事说明了这一点。1934年的一天,英国物理学家史考特·罗素在河边散步,恰好有一只小木船从他身边驶过,这时他观察到船头卷起一股激浪,但激浪异乎寻常地以单个波峰形式向前传播。这一现象激发了他的灵感,后来经过精心研究,提出了著名的“孤立波”理论。法国数学家勒雷(吴文俊先生法国留学时的导师)经常去巴黎塞纳河边观察河水流过桥桩时形成的各种漩涡,后来产生了灵感,于1934年写出了他那篇著名的流体动力学论文。




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