论直觉和灵感在科学认识中的方法论意义.doc

论直觉和灵感在科学认识中的方法论意义摘要：本文阐明了直觉和灵感的含义，揭示了它们在科学认识中的作用，并分别描述了直觉和灵感在科学认识中的方法论意义。关键字：直觉；灵感；科学认识；1.何为直觉和灵感“直觉”一词，最早拉丁文解释为是凝视，聚精会神地看，与现在的理解不同。后来在英文中，直觉（intuition）的解释是the immediate under standing of something without conscious reasoning or study，即“未经自觉的思考或研究而产生的对某种事物的即时了解的能力” ，在这含义中摆脱了对于事物的表面直观，开始包含了对于事物规律性的猜测，这种论断符合对直觉的理性判断3。灵感是认识主体对于曾经反复思考而尚未解决的问题，由于某种偶然因素或潜意识信息的激发而得到突然顿悟，使问题得以解决的思维过程。科学上许多重要发现就是在正面的冥思苦想无所得之后，在作无关的事情时，或处于轻松的思想状态中，突然“顿悟”得到解决问题的方法，从而使问题迎刃而解。爱因斯坦说：“我相信直觉和灵感”。灵感这种富有创造性的心理状态具有引发的随机性、显现的瞬时性、认识的突破性和情感的波动性等基本特点2。2、直觉和灵感在科学认识中的方法论意义科学技术发展史表明，人类的许多重大发现以及重大发明的取得，离不开直觉和灵感思维。对于这一点爱因斯坦多次指出：“我相信直觉和灵感。”物理学家的最高使命是要得到那些普遍的规律一要通向这些规律，并没有逻辑的通路，只有通过那种以对经验共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律。因为直觉和灵感不受某种固定的逻辑规则的约束而直接领悟事物本质，所以直觉和灵感具有发生的即时性和完成的瞬时性、思维过程的非逻辑性、对经验知识的依赖性以及意识之处的突破性等特征。直觉和灵感思维不像逻辑思维那样可以分析为清晰的思维过程，无论是它的产生还是它的消失都呈现出非理性。科学发展中越来越多的案例表明，直觉和灵感思维不仅存在，而且越来越重要。对直觉和灵感思维的产生及形成机制的探讨，人们从心理学、认识发生机理等不同角度作出了许多有价值的探讨。2.1直觉在科学认识中的方法论意义我们通常赞叹科学家的洞察能力，其实就是指他的直觉判断能力，这种判断能力在科学发现过程中有重要的作用，例如镭元素的发现就是居里夫人在面对一系列放射现象前，直觉判断到一定有一种放射性更强的元素存在，通过实验分析而得到的。科学家常常通过直觉的判断成就了伟大的发现，就像物理学家劳厄所说的那样“以直觉的预感击中了正确的目标”。2.1.1直觉思维的内涵性功能直觉思维的内涵性功能即内源性功能，是指直觉思维源于其本身固有的内在性质而具有的特殊功能,它不仅仅表现在产生创造性思维成果的阶段,而且表现在科学发现活动中的收集材料、实验观察、综合分析等各个阶段，贯穿科学发现活动之中。根据直觉思维的作用表现，本文认为其内源性功能主要指直觉思维在科学发现中所起的快速判断、本质洞察、创造启发、估量猜想等方面的作用3。（1）快速判断。直觉思维能够在极短的时间内综合各方面已获得的信息，并根据自己的验知识对客观事物作出迅速的综合判断，在此过程中不经过复杂的逻辑分析就能够对所思考的问题作出坚定性的判断。这一功能是直觉思维表现最广泛最突出的功能，是迅速的解决科学问题的重要途径。在科学发现过程中，直觉思维的快速判断功能发挥着重大的作用，地质学家魏格纳有名的“大陆漂移说”以及爱因斯坦的“追光悖论”,都是受益于直觉判断。（2）本质洞察。直觉思维能够深入到事物内部或细微处对其联系进行认识，从而达到对事物的本质上的揭示。作为直觉思维更为重要的功能，直觉思维的本质洞察性是建立在直觉判断的基础之上的，在对事物某一方面性质的判断基础上形成对事物的整体感知，从而产生思维飞跃。直觉能力强的人一般都具有敏锐的洞察力，能够从细微处发现问题。德布罗意在赞叹爱因斯坦的天才般的洞察力时说:“能够一眼看穿那疑难重重、错综复杂的迷宫给那黑暗笼罩的领域突然带来了清澈的光明”39。关于直觉思维的洞察功能，华裔科学家丁肇中也深有体会，他说:“计算机之父图林杰出的开创性和惊人的直觉洞察力,使他的很多思想由于超出当时人们的理解能力而一度默默无闻,结果弄得二三十年后一些人的独立研究成果似乎不过是在证明他的思想的超时代程度”40。这些都说明了直觉思维的洞察功能在科学发现过程中的重要性。（3）创造启发。直觉思维更为可贵的功能在于它能够较好的抓住机遇，触类旁通。科学家在研究科学问题不得要领时，此时某一信息的突然输入，便可能引起思维主体的警惕，从而对思维主体产生了某种暗示，导致大脑瞬间冲破障碍，问题遂迎刃而解，这就是直觉的启发作用，直觉能力强的人往往能够在机遇来临的一瞬间抓住机遇，从而发现并解决问题。我国科学家朱洗在实验室研究蓖麻蚕的越冬问题时，面对飞蛾扑窗现象产生了科学直觉，将适应热带的蓖麻蚕同这种温带又以蛹越冬的野樗蚕杂交,最终培育出茧质好而又以蛹越冬的新品种。飞蛾扑窗本是一个司空见惯的现象，而朱洗却从中得到了直觉启示,触类旁通,解决了科学问题。（4）估量猜想。直觉可以帮助思维主体进行有价值的预测,为最终的问题解决铺设通达的桥梁。这种预测在科学发现过程中表现为科学估量与猜想。科学史实表明,杰出的科学家都有很强的科学直觉的预测能力，居里夫人对镭元素的发现就是凭着科学直觉进行的预测与猜想，后经无数次的实验而得到验证的。苏联物理学家福克甚至认为:“伟大的发现，都不是按逻辑的法则发现的，而都是由猜测得来；换句话说，大都是凭创造性的直觉得来的”。除此之外，有的学者还认为直觉思维具有建构作用，并且这种作用在科学发现的过程中所产生的影响是最为深刻的。是思维主体在通过直觉产生了认识之后通过逻辑分析而获得的成熟理论，是对事物本质的突破。如阿基米德的浮力定律，牛顿的自由落体定律，爱因斯坦的相对论等，都是得益于这种建构功能。2.1.2直觉思维的外延性功能直觉思维的外延性功能即外显性功能，是指直觉思维基于其内源性功能作用于实践活动而表现出来的功能。这里我们着重研究直觉思维在创造性思维和科学发现过程中的地位和作用，从宏观上对其进行阐述。总的看来,直觉思维的外显性功能首先在于它是创造性思维的重要表现形式，而创造性思维则是科学发现过程中必不可少的思想源泉，创造性思维有两种形态，一是以逻辑思维为主的创造性思维形式，它具有演绎推理，归纳推理，类比推理等逻辑推理形式，如亚当斯和勒维列对海王星的预言，门捷列夫关于钪、镓、锗等元素的预言等等都是以推理为主的逻辑思维导致科学发现成果的著名例证。另一种是以非逻辑思维的直觉、灵感等为主的思维形式，在这种形态下,思维主体主要运用直觉、灵感等手段来得到认识成果如生物学家沃森和克里克直觉到DNA是遗传基因的钥匙。关于直觉思维在创造性思维中的地位和作用，请见下图 1：图 1直觉思维在创造性思维中的地位和作用示意图从上图我们可以看出，在整个科学发现的过程中，直觉思维在产生创新成果的阶段起着至关重要的作用。直觉思维与理性思维同时贯穿于整个科学发现的活动中，两者互相区别又互相联系，相互作用形成了创造性思维的成果。理性思维是从直接经验出发，以严格的推理步骤进行分析最终得到结论，这种思维形式在科学研究处于量变过程中时起主导作用。同时我们也可以看到，理性思维在科学研究的量变过程中虽然起着主导作用，却也不可忽视直觉思维的存在，直觉思维以一种非线性的形式存在于科学发现的过程中，协助认识主体的活动。一旦主体受到直接经验的触发，即产生了直觉思维，从而导致创造性成果的形成。“但直觉思维更重要的作用是在科学研究的量的积累达到一定的程度而进入质变阶段时,直觉会以其不受任何固定思维模式限制和敢于冲破旧范式束约的特性,通过意象思维、形象思维去直接(同时也是模糊、生动地)把握事物的本质和规律”。2.2灵感在科学认识中的方法论意义灵感不是完全可以按照人的意志人为控制的，人们只能根据灵感闪现的规律性，创造合适的条件来诱发和捕捉它，从而提高创造性思维的效率2。具体应从以下几方面着手：1、要在大脑中造成灵感闪现的诱发势态。这是指创造者在强烈的创造欲望的支配下，把自己的兴趣、注意、思维和情感全部集中到创造目标上，搜寻和调动起有关的全部经验、知识和信息，分析思索过问题的各个方面，使思维进入一触即发的饱和状态。在这种状态下，不仅能更充分的发挥主体的创造力，而且思维的敏感性大大提高，最容易感受来自潜意识或外部世界各种信息的刺激和启发。2、要善于科学用脑，张驰结合。潜意识的触发信息只有在紧张的思维松弛时才易进入意识领域，外部偶然机遇的信息也只有在紧张的思维松弛时，才容易被及时感知和吸入到思维热场中，与目标联系到一起，从而点燃干柴，激发灵感。因此，当紧张的思维陷入困境，问题悬而未解时，可以把问题暂时搁置起来，有意思的使思维离开主题，去休息或从事一些轻松的消遣性、娱乐性活动，或者先去思考其它问题。这样既可以有助于潜意识发挥作用，又可以从这些活动中获得有意义的激发信息。3、要提高机遇发生概率。在科学技术创造中，由于外部偶然信息激发创造灵感的情况很多，创造者可以通过两种途径提高机遇概率：一是广泛涉猎和注意多个领域和一般生活中的知识和事物，善于把所见所闻及时与创造目标联系起来，常能获得启发。二是在实验中扩大对研究对象的干预范围和力度，从而人为造成多种偶然现象或特征的出现。这可以增减对实验对象干预控制过程的物质量和运动量、变换事物之间的质能组合方式、尝试利用各种无关因素等途径来实现。4、要善于及时捕捉和发展灵感闪现的创造性火花。灵感稍纵即逝，有经验的创造者都有随时记录的好习惯。随身携带纸笔，对于捕捉在散步、旅行、乘车、睡前睡后等情况下突然闪现的灵感特别有用。此外，灵感一般只是给创造者提供一种关于解决问题关键环节的观念和思路，要把这种观念或思路变成创造性的解决问题的完整方案，还需要大量的甚至是艰巨的发展完善工作。创造者在灵感闪现后趁热打铁，穷追不舍，才能使灵感闪现的创造性火花得到保持、完善和发展，获得创造的成功。3.结语当前科学发现活动的特点要求突破传统的逻辑思维，摆脱归纳主义的框架，采用非线性的直觉思维来进行思考。研究直觉问题和灵感问题既是人类历史发展的内在的逻辑要求，又是现代科学发展的必然结果。它们是科学发现活动中的一种独特又有效的思维方法，在科学实践中起着关键的作用，但是也有着自己的局限性，因此要求我们在科学发现活动中，必须通过逻辑思维对直觉和灵感领悟出的思维认识进行证明和完善，以此来排除其中的错误思想。在科学发现活动中合理、适度的应用它们不仅能够推动科学研究活动的进展，往往还能够使科学家获得更重大的发现，从而实现自身与社会的全面发展。因此，直觉思维和灵感在科学高度发达的今天越来越受到人们的重视，但还有待于人们更进一步的研究、探讨。参考文献：1刘国建.论直觉和灵感思维的自组织机制2 灵感在科学发明中的作用3王敏嘉.试论科学发现中的直觉思维历史认识的指导思维方式是“历史的方法”与“逻辑的方法”，这两种思维都是高级的理性思维。就人类思维方式和思维特征来说，处理性的思维之外，还有形象思维、直觉以及灵感闪现等意识现象。这些人类的意识表现对历史认识的作用如何？也是理论上应当探讨的问题。1、形象思维的特点是在知识与经验的基础上，通过想象来构建对人与事物具体形象，并依此描述和认识对象。这常常是文学创作、艺术表达的手段，所以也被称作“艺术思维”。构建出某种真情实景、具体形象，有时也要经过认真的思维才可做好，但这种思维与理性思维区别很大，在历史认识的深化进程中，只能起到极为有限的辅助作用。历史学之一大特点是对历史上的真情实景有所叙述，即具备写实性，那么形象思维在整个历史学中是必要的。但历史学的性质不同于文学艺术，其目的和精髓并不在于取得具体形象的认知，例如关于司马迁的身高、相貌等等，如可考知，当然也好，如果无考，亦无大碍。历史学的形象思维有有严格的限制，即不能无依据地进行塑造，不允许虚构，因此必须受理性思维的指导。现今个别人夸大形象思维在史学中的作用，是混淆史学与艺术之区别的错误。西方某些否认历史学科学性、学术性的流派，往往鼓吹历史就是艺术，我们不应盲目信从诸如此类的荒诞说法。面对此类说法列举的所谓证据，我们应当发问：那到底是形象思维在已有历史认识的表述中发挥出作用？还是使历史认识深化、创新之研究中发挥的作用？毫无疑问，形象思维在史学中的作用，绝大多数是在表述的层面。史学是一种学术，其生命线在于认识的准确、深化与创新，是以求真、求是、求新为目标。其知识的普及，仅可视为附加任务。历史著述常常出现形象化的描述，达到生动的效果提高读者的兴趣，增强记忆。其中有些描述例如“血流漂杵”、“怒发冲冠”，明显属于文学性的夸张，而在具体的语境内，并不导致主体史事的失真，读者也明了其夸张特色，因此从史学角度也不必挑剔。这是历史学的写实性表述对于文学修饰的一种容忍度。2、直觉是在知识、经验及思维模式的影响下，直接得出的认识，并未经过举证、推理等理性思考，也未进行具体形象、情节的构建。这种既无理性思维也未形象思维的认识，是不可靠的。那么为什么在现实生活中，作为直觉的“第一印象”可能具有认识价值呢？这是观察者以往的经验、知识起到的正面作用。在历史认识中，主体接触的资料多不是鲜活的情节与形象，而是加工提炼后的记述，从中得出直觉认识就更加不可依靠。史学提倡的应当是考订举证和理性思索，直觉最多只能是在不可靠前提下当作一个求证点而已。有人信口雌黄地认为史学应当实行“感觉主义”，这等于企图取消理性，将当代历史学水平一举降低到原始人的历史认识水平，既虚伪狂妄，又愚昧至极。3、灵感与感觉、直觉不同，它不是未经思索的那种低级认识的产物。灵感是在苦苦思索而并无突破的僵持情况下，因某种原因忽然闪现出深刻的思路或认识，古人所称“顿悟”、“豁然开朗”即多属此类。这种现象并不神秘，是有其科学原因的。当历史问题的探讨者调动认知结构中的所有内容，进行持久苦思而不得其解状况下，偶然间诱发大脑内产生思维上的特殊联系，则忽然想到新颖的思路或突破口，于是得到创建或发明。这偶然诱发因素，可能是暂时休息、环境变化、相关或不相关的事情的联想，也可能是睡中之梦，看似神奇，其实均源于思维的积累与精神的高度集中。灵感有的需要及时捕捉，迅速记录，否则容易消逝。产生灵感，随后还应当进一步推拓，打开一个与众不同的思路，得出不被常规拘囿的结论。因此，灵感不过是理性思维的一种特殊形式的产物。在历史研究中，也有虽然得到灵感，但无法论证或偏离了史实的情况，这就只能放置一边。综上所述，形象思维、直觉、灵感的存在，都不能减低或替代理性思维在历史认识中的主导地位，历史的方法、逻辑的方法是认识历史、研究历史的基本方法。什么叫形象思维？简单地说，“形象思维是依靠形象材料的意识领会得到理解的思维。”从信息加工角度说，可以理解为主体运用表象、直感、想象等形式，对研究对象的有关形象信息，以及贮存在大脑里的形象信息进行加工（分析、比较、整合、转化等），从而从形象上认识和把握研究对象的本质和规律。 形象思维与抽象（逻辑）思维是两种基本的思维形态，过去人们曾把它们分别划归为不同的类别，认为“科学家用概念来思考，而艺术家则用形象来思考。”这是一种误解。其实，形象思维并不仅仅属于艺术家，它也是科学家进行科学发现和创造的一种重要的思维形式。例如，物理学中所有的形象模型，像电力线、磁力线、原子结构的汤姆生枣糕模型或卢瑟福小太阳系模型，都是物理学家抽象思维和形象思维结合的产物。爱因斯坦是一个具有极其深刻的逻辑思维能力的大师，但他却反对把逻辑方法视为唯一的科学方法，他十分善于发挥形象思维的自由创造力，他所构思的种种理想化实验就是运用形象思维的典型范例。这些理想化实验并不是对具体的事例运用抽象化的方法，舍弃现象，抽取本质，而是运用形象思维的方法，将表现一般、本质的现象加以保留，并使之得到集中和强化。例如，爱因斯坦著名的广义相对论的创立实际上就是起源于一个自由的想象。一天，爱因斯坦正坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由下落，他是会感觉不到他的体重的。爱因斯坦说，这个简单的理想实验“对我影响至深，竟把我引向引力理论”。 形象思维的基本特点是： （一）形象性 形象性是形象思维最基本的特点。形象思维所反映的对象是事物的形象，思维形式是意象、直感、想象等形象性的观念，其表达的工具和手段是能为感官所感知的图形、图象、图式和形象性的符号。形象思维的形象性使它具有生动性、直观性和整体性的优点。 （二）非逻辑性 形象思维不像抽象（逻辑）思维那样，对信息的加工一步一步、首尾相接地、线性地进行，而是可以调用许多形象性材料，一下子合在一起形成新的形象，或由一个形象跳跃到另一个形象。它对信息的加工过程不是系列加工，而是平行加工，是面性的或立体性的。它可以使思维主体迅速从整体上把握住问题。形象思维是或然性或似真性的思维，思维的结果有待于逻辑的证明或实践的检验。 （三）粗略性 形象思维对问题的反映是粗线条的反映，对问题的把握是大体上的把握，对问题的分析是定性的或半定量的。所以，形象思维通常用于问题的定性分析。抽象思维可以给出精确的数量关系，所以，在实际的思维活动中，往往需要将抽象思维与形象思维巧妙结合，协同使用。 （四）想象性 想象是思维主体运用已有的形象形成新形象的过程。形象思维并不满足于对已有形象的再现，它更致力于追求对已有形象的加工，而获得新形象产品的输出。所以，形象性使形象思维具有创造性的优点。这也说明了一个道理；富有创造力的人通常都具有极强的想象力。 二、形象思维在物理解题中的作用 如前所述，抽象思维与形象思维是两种基本的思维方式，人类从事各种活动，往往需要对两种思维方式协同使用，对于物理解题活动来说。亦是如此，专家的大脑中有着丰富的形象贮备，在解决物理问题时，他们总是先根据问题情景构建出清晰的物理图象；尽可能利用图形来反映物理状态、物理过程及有关物理量的关系；善于在头脑中对有关形象进行分析、比较、类比、整合；想象可能发生的情景。所以，专家往往对问题的形象有着较强的直感能力。而一般人的大脑中，形象的贮备相对贫乏，他们在解决物理问题时，不善于从形象上去把握问题；一接触到问题，就企图立即建立有关的求解方程，其结果往往是欲速则不达。那么，在物理解题中，形象思维究竟能起到哪些积极的作用呢？ （一）表征作用 认知心理学家将信息在头脑中的呈现方式统称为表征，认为表征是影响问题解决的重要因素。在物理解题中，形象思维是形成表征的重要思维方式。由于形象思维的形象性和整体性，使主体容易对问题的实质和解题的关键产生直感，从而触发出创造性解决问题的方案。比如： 例1A、B两站相距60千米，A站每隔10分钟向B站开出一辆汽车，汽车的速度为60千米小时。现有一辆汽车从B站向A站开出，速度也是60千米小时。问从B站开出的汽车在途中将会与从A站开出的几辆汽车相遇？（设B站的汽车开出时，A站恰好有一辆汽车开出。） 对本题，我们可以用如图1位移图线来直观地表征，由图线（相交点）可知，B站开出的汽车将与A站开出的11辆汽车相遇。我们还可以用如图2的图形来表征，即B站的汽车b刚开出时，A、B之间已有5辆汽车，同时有一辆汽车a刚从A站开出。这样，b将在A、B的中点与a相遇。可见，在前半段路程上，b车将与A站开出的6辆汽车相遇。同理可知，在后半段路程上，b车也将与A站开出的6辆汽车相遇。除去在A站遇到的一辆，可知b车在途中将与A站开出的11辆汽车相遇。 （二）先导作用 在求解物理问题时，主体运用形象思维对与问题相关的各种情景展开广泛的联想，提出有意义的猜想，这可以为问题的分析和推理的进行大致指明方向，避免解题陷入盲目的境地比如： 例2、水平桌面上有一叠圆形金属片，摆放形状如图3。最下面的一块重为G，面积为S2，它相邻的上面一块金属片重为G2、面积为S2，以此类推，金属片的重量和面积均逐渐减半，一直叠下去。则自下而上三块金属片，每块金属片上表面受到的压强之比p1：p2：p3多大？桌面受到的压强多大？ 本题乍看上去似乎很难求解，为此我们先从形象上做如下的考虑：将各金属片的形状转化为一系列的矩形，并自下向上按1、2、3编号，如图4所示。由图可见，第1片以上的各片的总面积等于第1片的面积；第2片以上的各片的总面积等于第2片的面积以此类推。根据题意，可知重力的关系也是如此。所以，第1、2、3金属片上表面受到的压强之比为1：1：1。桌面受到的压强为PFS2GS。 （三）支持作用 物理解题需要严谨的推理运算，形象思维可以为这种逻辑推理提供强有力的支持。运用形象思维，可以使主体头脑中建立起一幅生动清晰的物理图象，这是抽象思维得以顺利进行的基础。例如，当呈现问题：“三个共点力，大小分别为3牛、4牛、8牛，它们的合力能否为零”时，我们的头脑里通常出现一个示意的三角形。借助这个三角形，再分析它的三条边是否可能分别是3、4、8，然后作出判断。 三、物理解题中形象思维的基本形式 （一）意象 意象是人脑再现出来的某个事物的写意的形象，它既可以是由若干个同类事物的形象概括出来而得到的观念性的形象，也可以是被模式化了的某个事物的基本形象、由感性认识所获得的各种形象信息经过一般化和典型化，便可成为意象而贮存在主体的大脑中及进行进一步的加工。意象相当于抽象思维中的概念，是形象思维的基本元素。爱因斯坦说：“在我的思维机构中，书面的或口头的文字似乎不起任何作用。作为思维元素的心理的东西是一些记号和有一定明晰程度的意象，它们可以由我随意地再生和组合。这种组合活动似乎是创造性思维的主要形式。它进行在可以传送给别人的、由文字或别的记号建立起来的任何逻辑结构之前。上述的这些元素就我来说是视觉的，有时也有动觉的。通用的文字或其他记号只有在第二阶段才能很费劲地找出来。” 对于物理解题来说，主体完善的意象系统是极其重要的因素。例如问题：图5所示，在半圆形支架上，用两根长为半径的细线1、2悬挂着重为G的小球。现让A端固定不动，让B端逐渐沿圆形支架逐渐向上滑动，使线2从水平状态逐渐变为竖直状态。判断这一过程中，两根细线拉力的变化情况。我们头脑中出现的是与问题相关的矢量示意图，如图6所示，线B端的滑动表现为图中矢量T2的道时针向的转动。由图可见，这一过程中，细线1的拉力T2将逐渐变小，细线2的拉力T2将先变小，后变大。当两线相互垂直时，拉力T2最小；当细线2处于竖直状态时，拉力T2G。 除了图形意象，物理意象还包括图式意象，如数学符号、公式、图表等形象性材料，都可以成为图式意象的载体。比如： 例3一长列火车依惯性驶向倾角为a的小山上，当列车完全停下时，列车一部分在山上（如图7）。试求列车从开始上山到停下来所经历的时间。列车全长为L，摩擦不计。 对本题，设整列车的质量为M，列车山上部分长为x，质量为MxL。选择山基为x轴坐标之原点，方向沿山坡向上。根据牛顿第二定律，可得列车受到的合力为 当得到上式时，如果主体的头脑里能出现简谐振动判别式FX的图式意象，便可确认这是周期为的简谐振动方程，于是感悟到列车从开始上山到停下来的时间等于振动周期的14，即。 （二）直感 直感是运用意象对具体形象的直接判断和感知。直感的实质就是用具有普遍性和典型性意义的意象去对照当前问题中有关事物的具体形象，从而使主体对当前问题的模式作出判断，迅速确定解题思维的方向和途径。比如： 例4 如图8所示，有一聚光束穿过一遮光板的圆孔后会聚于板后10厘米处的a处，若在圆孔内嵌入一块凸透镜，则光束将会聚于板后5厘米的b点处，求该凸透镜的焦距。 在图8中，设想有一点光源放在b点，则据光路可逆，可知它将在a处成一虚像。由此可直感到本题实质上是已知物距U5厘米，像距V10厘米，求凸透镜焦距的问题。于是据透镜成像公式，即得 像这种用普遍形象（称为类象）的特征去比较具体对象（称为个象）的形象，根据形象特征整合的相似性来判别个象是否与类象同质的思维形式，我们称为形象识别直感，它主要表现为对各种形象在变式情况下的再认，以及在复合、综合形态下的分解辨认。 例5 如图9甲所示，在离地面高为h，离竖直墙的水平距离为山处，有一个弹性小球以初速度V0向墙水平抛出，与墙发生弹性碰撞后落到地面上。试求落地点与墙的距离S2（设球与墙碰撞时动能没有损失）。 本题小球的运动过程可分两段，其轨迹分别是AB和BC，AB段是平抛运动，BC段是斜下抛运动。将平抛运动补全，要得完整轨迹ABD（如图乙所示）。这一直感启示我们：将BC以墙为轴转过去180o，可能正好与BD重合。利用弹性碰撞规律，我们容易证明这一点。于时所求的S2为 如上利用已有意象模式，对新形象进行补形，将局部形象纳入整体形象之中的思维主动脉式，称为模式补形直感，它在形象思维中具有极为重要的竟义。正如美国哲学家鲁首夫、阿恩海姆在视觉思维一书中所写的：“把不完整的东西补足，乃是理性能力的一个最基本的本领。” 例6有两条船甲、乙在河中相向行驶，甲顺流而下，相对于水流的速度为v1，乙逆流而上，相对于水流的速度为v2,且v1v2。当两船相遇时，有一顺流而漂的竹筏正好在两船边上。再行驶一段时间后，两只船同时掉头返回行驶，而两船相对于水流的速度不变。问哪一只船先遇到竹筏？ 对本题，我们联想起另一个相似的情景：有两人在行驶的更车的过道上相向而行，两个行走的速度不同，到了某座位边两个相遇。再行走一段时间，两人同时返回以原来的速度行走，那么两人必在原来的座位边相遇。将两种情景进行类比：人相当于船，行驶的列车相当于水流，座位相当于竹筏，我们便可判得原题中两船将同时与竹筏相遇。 像这种通过比较新形象与已有意象的相似性，使新形象与已有意象系统相联结的思维方式称为形象相似直感。物理解题中对问题的变更和转化往往有赖于这种直感。 （三）想象 想象是头脑中对已有意象经过结合和改造产生新的意象的思维过程，它是最有创造性意义的形象思维的形式。爱因斯坦说：“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，想象力是科学研究中的实在因素。”科学的想象是对已有意象的一系列直感的联结。在物理解题中，空间形象的想象，物理图象的想象，特殊状态和理想状态的想象，假设情景的想象等等，都是解题思维中极其重要的因素。比如： 例7从某一高度以相同的速度V0，将一把弹子向各个方向撒出去。试说明各弹子均为空中的任意时刻，所有弹子位于怎样的一个曲面上？（不计空气阻力） 对本题，先设想如果所有弹子的初速均为零，则它们将同时沿同一直线做自由落体运动；再设想弹子抛出时，重力突然失去，则弹子将沿不同方向做匀速直线运动，各弹子将处于同一个半径均匀增大的球面上。由此可想象到，本题中，弹子将处在一个半径RV0t（随时间均匀增大），球心做自由落体运动的球面上。 四、如何培养形象思维能力 现代科学表明：人的大脑可分为左右两个半球，左半球主管语言、逻辑数字的运算加工，而右半球则主管音乐、美术、空间的知觉辨认。从思维角度看，即人的左脑主管抽象思维，而右脑则主管形象思维。人的思维活动往往是通过左、右脑机能的“谐振”来完成的。教育的根本目的，在于最大限度地开发学生大脑的功能，培养能力。这里所说的大脑的功能应既包括左脑的功能，也包括右脑的功能；这里所说的能力理应既包括抽象思维能力，也包括形象思维能力。在以往的中学物理教学中，我们十分重视基本概念、基本规律和逻辑推理能力的培养，这完全是正确的。但是，应当看到，相对而言，我们对形象思维能力的培养，却重视得不够。这不但使学生的思维结构得不到完善，同时因为抽象思维缺乏形象的有力“支持”，所以也在一定程度上影响了抽象思维能力的培养。那么，在物理教学中，应当如何有效地培养学生的形象思维能力呢？ （一）增加形象贮备 根据马克思主义认识论，人的思维（即理性认识）是建立在感性认识的基础上的，抽象思维是如此，形象思维也是如此。作为形象思维生动性的形象的东西，并不是主体的头脑中凭空臆造出来的。它根源于现实中的东西。离开了感性认识，形象思维便成为无源之水，无本之木。因此，应当重视向学生呈现丰富的感性材料，要重视实验，充分运用电化教具和图表、模型等直观手段，要善于用形象说话，用生动的比喻和类比使抽象的概念形象化。 （二）强化想象训练 想象是最富有意义的形象思维形式，要有意识地对学生进行强化训练。如教过重力后，可让学生想象“假如突然失去重力”后的情景；教过摩擦力后，让学生想象“毫无摩擦的世界”；教过圆周运动、万有引力后让学生想象“假如地球突然停止转动”或“地球自转速度加大后的情景；等等。 （三）重视定性分析 形象思维是对问题整体、概略和方向性的把握，重视对问题的定性分析有助于形象思维能力的培养。当呈现问题时，应引导学生通过对问题信息的知觉，想象问题情景，构建典型形象，揣测物理变化的趋势。同时在纸上画示意图、受力图、光路图、电路图等，使学生在头脑里建立起清晰的物理图象，然后再运用物理规律进行推理和演算，得出定量的结论。 （四）提倡数形结合 在物理解题中，要提倡数与形的协同运用，善于将文字信息转化为图形信息，将物理变化规律用图象来表达，揭示数与形的对应关系，运用图象这一直观工具求解抽象的物理问题。四、从日常习惯看抽象思维和形象思维的区别 我们把思维分为抽象思维和形象思维（具象思维）本身就是一种抽象，是为了便于人们区分和认识自己不同的思维特征。在现实中，这两种思维方法从没有截然分开过。形象思维（具象思维）往往是在一些分类的概念基础上进行的，而抽象思维中的分析、综合、归纳、演绎又往往是和具体形象交织在一起的。 例如：就连物理、化学这类典型的抽象思维的学科中经常不得不借助图形、图象来说明复杂的演绎过程；再如，运用形象思维方法最典型的绘画艺术，一些抽象派的作品如果没有抽象演绎的帮助，我们就除了色彩什么也看不出来。甚至还有这样极端的情况：一位画家呈现给大家的一幅牛吃草的绘画居然是一张白纸，他的抽象演绎是：牛吃完草就走了，所以没有牛，而草被牛吃完后也没了，所以剩下的是一张白纸。 但是，尽管两种思维方法常常融合在一起，我们还是无法抹杀它们各自的特征，一个擅长抽象思维的人和一个擅长表达自己形象思维过程的人，我们还是立刻可以从他们的数量概念、时空概念和语言特征等方面将他们区分开来。 先看数量概念。原始人的抽象的数量概念极为贫乏，他们不能象现代人那样自由地运用抽象的数字来表达数目的多少，在计数时总是不脱离具体事物。 爱斯基摩人要是家里来了四个人，他不会象我们这样说四个人，而只会说：来了老人、妇女、歪眼的男人、带枪的人等等，他们用具体的事物来代替抽象的数字，还不能将数字从具体事物中抽出来（运用抽象思维）。另外，在相当多的原始语言中（多数我们至今仍在沿用），数字常常和手指头联系在一起。比如大家很熟悉的罗马数字，的原意是指一个手指头，的原意是指两个手指头，的原意是指一只手，的原意是指两只交叉的手。只是到了后来，、才不再和手指头联系在一起，而抽象地代表一、二、五、十等数字（在张浩的思维发生学、列维的野性的思维、佛罗伊德的图腾与禁忌中有许多这样有趣的例子）。 我们的先人不但把数字从具体事物中分析和归纳出来的抽象思维能力较差，反过来，如果他了解了几个简单的抽象数字（如一等），他把抽象数字综合和演绎到具体事物的抽象思维能力也很差。我国的少数民族文化研究人员曾了解到这样一件事，僳僳人曾以一头牛从怒族人手中换回一块地，而那块地大得足够全村人耕种和收获，这是因为一和一都是一样的，就使他们产生了一头牛和一块地也是一样的错觉。 即使到现代，表达形象思维的文学语言也不提倡多用抽象数字。作文课上把一首诗背了三遍这个事实描述出来，如果一个学生很简单地写背了三遍，而另一个学生写成背了一遍、一遍、又一遍，那么能从文学老师那里拿到高分的肯定是后一个学生；听见88声枪响，文学语言主张写成听见一阵密集的枪声；火车时速120公里，文学语言主张写成风驰电掣般前行；美丽的姑娘看了小伙子三眼，文学语言主张写成美丽姑娘羞涩地看了小伙一眼。 再看时空概念。早先人们没有抽象的时空概念，谈时间空间都要联系到具体事物。 有一句话现在被人们当作戏谑用语：我吃的盐比你吃的米多，我过的桥比你走的路多。这句话实际上是祖先们比较年龄的正规用语，那时真的没有40岁、60岁这样的概念。直到50年代初期，在云南怒族地区，询问一些老人哪年生的，他往往回答说：我是茶花开花时生的等等。僳僳族老人回答自己的岁数时都说：象门前那棵树一样大，因为他们的习俗是生孩子时就在门前种一棵树，如果外来人不知情想砍掉或毁掉这样的树，他们会给你拼命，不要以为这仅仅是迷信（树代表他们生命），主要因为你使他无法再告诉别人自己的年龄了！ 现在的文学语言还鼓励这种时空概念具体化的倾向：时间如流水，时间如白驹过隙、寿比南山、弱冠之年、花甲之年等等。 有些部落没有东南西北的空间概念，但他们对空间有自己的理解和惊人的记忆力，他们只要过一次不管多么广袤阴深的森林，以后随时都能穿行过去而不会迷路。 又如，你听说一个人游英国、法国、德国.游遍了西欧，你脑中的第一感觉可能是他走了那么遥远的路。但紧接着抽象思维可能又会告诉你，原来他走的实际距离未必有中国的一个省那么远。 最后看语言特征。抽象思维的语言追求简单化和精确化，形象思维的语言则讲究具体化。 例如：有些民族的语言中没有受伤的概念，但有小刀割伤或牙齿咬伤的概念，没有战斗：的概念，但有矛战、箭战、拳战、舌战的概念。再看名词，我国古代汉语经常使用很具体化的名词，2岁的牛称为牛市，慢慢走的牛叫牛岁，3岁的牛叫牛参，白色的牛叫牛崔，生口舌病的牛叫牛今等等。诗经中有一首诗，其中马的名称达16个之多。欧洲北部的萨阿米人有41个词代表不同样的雪，却没有雪这个抽象名词。 我们知道形容词比较抽象，红、高、热、凶等等都用来表达事物某一方面的属性。表达这些抽象属性，比如凶，要写成豺狼般凶狠，如果再能具体些写如何咬牙切齿，如何横眉立肉就更具有文学性。学生学作文，必须会一种叫比喻的修辞手法，否则一定不会得高分，姑娘美，要写成美如水；小伙壮，要写成壮如山。 形象思维方法，是人类思维的一种基本方法。但是，关于形象思维的研究，至今仍十分不足。因此，关于形象思维方法的研究也是一个有待开拓的领域。形象思维的方法主要有联想和想象，各种主要方法内部又分为若干亚层次方法。想象方法的内容见于“创造性思维方法”这一章的第三节。1.联想联想，是形象思维的一种基本方法。所谓联想，指的就是在形象思维中由于一件事物而想到另一件事物的思维方法和思维过程。联想的特点，在于通过形象的彼此联接而达到对事物的认识。联想是形象思维活动中的一种基本方法，记忆材料进入新的形象思维活动，往往首先需要通过联想这一环节，即由新的感受形象而联想起以前关于其他事物的形象思维结果，从而进入对眼下对象的思维活动。联想也是一种十分重要的思维能力。人们的联想活动是不断升级的，每一次升级都会给旧的思维活动带来新的生机和成果。联想方法的具体形式很多，主要可分为三种，即接近联想、类比联想和对比联想。接近联想，是指时间上或空间上接近的事物，容易在人的思维中形成联系，由一事物而想到另一事物。在接近联想中，各种事物的表象形象建立起固定的联系，形成了一串只有在联想中才存在的主观形象链 。之所以把它叫作形象链 ，是因为它并不是一个独立的思维形象，而是由若干单个形象的连接，是人们凭借事物表象进行联想思维的结果 。在这种形象链中 ，已产生了感知觉、表象所不能达到的东西，即关于事物关系的认识。如果不涉及事物的相互关系，也就不可能把两个事物在思维中联系起来。同时，这也是实际生活的结果，因为人们只有在实际生活中才能体验和认识到事物的关系。所以，接近联想尽管认识水平较低 ，却是一种关于 事物相互关系的形象思维活动，是一种开始深入事物内部的认识方法。接近联想在人们的思维中有不可忽视的作用。例如，日常生活中的接近联想是非常多的，在文艺创作中接近联想也是不可缺少的。当然，接近联想触及到的事物关系还是比较表面的。类比联想，是指对一件事物的感受引起和该事物在性质上或形态上相似的事物的联想。因此，类比联想又叫相似联想。类比联想借助于对某一类对象的了解，通过比较它与另一类对象的某些相似，达到了对后者的推测性理解。因此，类比联想是从一类特殊对象的知识过渡到另一类特殊对象的知识 的形象思维方法 。类比联想的这种转移性，使它在思维中发生着巨大的创造作用。类比联想反映的是事物的相似性。相似有质似与形似。所以，类比联想有在事物之间性质关系上展开的，也有在事物之间形态关系上展开的。所谓质似，指的是事物在性质上的相似。所谓形似，指的是事物在形态上的相似。所有这些联想，都是形态上的类比联想。由形态上的相似而产生的联想，通过类比而把握了事物之间的某种关系，并通过前者而加深了对后者的认识 。由性质的相似而 产生的类比联想，是以较深的知识为背景的，其中有逻辑思维知识的渗透，但在两种事物之间进行类比联想时 ，人们头脑中进行的 是两种形象间的呼唤。类比联想比较接近有着远为广阔的领域。这是因为，事物之间在性质上或形态上的各种微妙的类似 都能够成为类比联想的基础 。所以，在原始形象思维时代，原始人的类比联想就十分突出了。但是，由于缺少可靠的 、较深的知识背景 ，类比联想往往导致了荒谬的结论，原始人的许多神秘观念都是由此而产生。现代人的形象思维有着广阔、牢靠的知识背景，其类比联想的结果远为丰富和可靠。类比联想还比接近联想更为能动地把握事物之间的关系，并通过关系加深了对事物的理解。从这个意义上讲，不论类比联想起自事物的形同还是质同，都在一定程度上触及到了事物本质。类比联想，起源于事物的相似性。事物之间的相似问题已被人们普遍关注，成为进行专门研究的对象，现已有人提出了“相似论”的理论 。通过对事物相似性的研究 ，一定会进一步促进类比联想的发展。我们已经看到，由于类比联想方法的发展，已深深地影响到逻辑思维方法，逻辑思维中的类比方法也越来越广泛的被使用着，关于类比是不是逻辑方法，人们是有争议的。不论怎么说，类比在形象思维中早就作为一种方法在运用着了，并且产生巨大的积极作用。例如文艺创作、科学创造、技术发明中，都广泛采用着类比联想。对比联想 ，指的是由某一事物的感受而引起 与某相反事物的联想 。事物之间的关系 ，不仅有时空上的接近关系和质形上的相似关系，还有对立统一关系，前二者是接近联想、类比联想的基础，而后者则是对比联想的基础。对比联想对事物关系的把握，比接近联想、类比联想更为深刻，抓住了事物之间的矛盾关系、转化关系，因此具有十分鲜明的特点，更加开阔了人的视野和加深了思维深度。在艺术创作中，形象的反衬就是对比联想方法的运用，这更加显示了被认识事物的本质。在实际工作中，运用对比联想，能够促进工作的转化。2.形象思维方法的特征形象思维方法作为一种思维方法 ，具有一切思维 方法的一般特征，同时，也具有自身的特征。形象思维方法的特征主要是：形象性和跳跃性。形象思维方法的形象性，首先表现在思维活动的对象上。不论联想还是想象，都是对形象材料进行加工的思维方法，离开形象材料，它们是无处存身的。因此，任何一个人要想运用形象方法来反映客观世界，都必须运用形象材料。形象思维方法的形象性，不仅表现在操作材料的形象性上，还表现在思维过程的形象性上。运用形象思维方法进行思维，整个过程始终是形象性的 。任何人在联想和想象中 ，头脑里都要不断地涌现形象，一刻也离不开形象。一旦失去了形象，联想与想象就停止了。在人们的实际思维活动中 ，形象思维方法 与逻辑思维方法时常发生转换。每当发生方法转换，必然要发生形象与概念的转换，否则实现不了方法的转换。所谓跳跃性，首先是指形象思维方法的运行没有严格的规则。关于形象思维方法活动的无规则性，有多方面的表现。不论联想还是想象，在其活动开始时不存在必须如此的充足理由和依据，不存在什么一定可以联想和想象，或者一定不可以联想和想象。往往表面看来十分不同的事物，也可以通过联想或想象而联系起来，并形成相应的思维形象。其次 ，形象思维方法的跳跃性 ，还表现为思维成果的猜测成分大，可靠性无保障。由于形象思维方法可以实现思维的无规则活动，既无充足理由的前提依据，也无必然如此的思维秩序，所以形成的思维结果的可靠性必然要小，即表现为一种猜测性成果。再次，形象思维方法的跳跃性，还表现在这些思维方法具有创造作用上。由于联想和想象没有严格的规则，恰好可以突破思维常规、摆脱传统知识和思维定势的束缚，从而形成超常或反常的新观念、新发明、新作品。具有严格规则的抽象思维方法，则往往难以实现创造的功能。所以，联想和想象的方法在创造性思维中具有十分重要的作用。故乡-学术-推荐阅读第十八章 科学的思想方法和思维形式文化史上某一时代的特征，不仅表现于当时所获得的思想成果，而且也表现于为获得这种成果所使用的思想方法或者说由这些成果体现出来的思想方式及其原则性。五四新文学革命作为五四新文化运动的重要组成部分，也是中国文学现代化进程的历史基础，就突出地反映了这种科学方法意识的时代觉悟。我们可以从科学思想影响与科技文化传播的视角来考察其中的某些形式特征。在鲁迅小说、新文学批评以及相关的理论建设中，明显地表现出接受了近、现代自然科学影响，所形成的科学性思想原则与思想方法；在思维方式上，也可以与现代科学进行比较甚至在某种程度上二者有逻辑认同。当然，由于时代局限，也存在着某些难以规避的认识误区。因此，选?quot;五四时期，从正、反等多层面来进行具体考察，是富有代表意义和典型价值的。达尔文生物进化论与狂人日记的关系，早已引起学术界的普遍注意。有的观点认为：狂人日记这篇小说不论从内容还是形式上看，都可以说是达尔文进化论在中国新文学中的形象化体现。汪应果：科学与缪斯，上海文艺出版社1991年11月第1