科学创造活动与科学家的灵感_王续琨.pdf

科学创造活动与科学家的灵感 王续砚 科学研究是一种具有高度创造性的智力活动 它与文学艺术创作活动有某种 程 度的 相 似 心理过程极其复杂 思维活动往往出现一些诸如灵感之类的高级心理状态 探讨科学家 在科学创造活动中的灵感状态 既是科学心理学中的一个极富兴趣的间题 也是科学方法论 研究中不容回避的一个课题 对 灵盛 概念 内翻的考寮和分析 灵感 i n sP纽ratio n 这个术语来源于古希腊文的日e o二 二 后者是一个复合名词 原意指神揭的灵气 或灵气的吸入 在古希腊 诗人 泛指文学家 被看作是神的代言人 因此 灵 感 在文艺创作领域的原始意义 是指文学家 艺术家在创作时的一种神 性的着 魔 即由于获得了神启 才能创作出超群不凡豹作品 随着时代的发展 灵感 的概念逐渐 摆脱了这种浓厚宗教色彩的意义 十八世纪浪漫主义风靡文坛的时候 灵感 被认为是天 才 人物的一种得夫独厚的素质 是天赋之才的同义语 当代 西方有的美学家则把它 归结为一 种 无意识分的本 能 我 国古文中没有 灵感 一词 但是与国外各个时代对于艺术 灵感 的种种理解相类似的 描述 在文论和文学作品中可以找到不少 例如 宋代大诗人陆游说 文章本天成 妙手偶 得之 清代文学家袁枚在一首诗 中写道厂但肯寻诗便有诗 灵 犀一点是吾师 夕阳芳草寻常 物 解用都为绝妙词 大约 在本世纪二十年代 我国文艺界出现了按英文音译的 烟士披 里 纯 这个新词汇 随后又意译为 灵感 从古希腊算起 灵感 这个术语沿用了两千多年 直到今天 哲学家 文 学 家 艺 术 家 科学家仍在使用它 尽管唯心主义者为 灵感 披上了光怪陆离的神秘外衣 做出形形色 色超自然的描绘 然而 我们绝不能因为它被人为地沾上了 神 气 便回避它 各式各样 灵感 说斯涉及的精神劳动中的突发状态 是确实存在着的 今天 我们没有必要再去另造 新词来替代 灵感 自此以下 请允许笔者把 灵 感 一 词的 引号 去掉 给灵感下一个妥贴的定义是很困难的 但绝不能认为灵感概念的内涵 只可 意会 而不 可 言传 在国内外的一些辞书和心理学 美学著作中 有关灵感的条目和段落是可以查得 到的 诸家阐释 不尽相同 根据目前的认识水平 我们似乎可以对灵感做这样的粗钱理解 灵感是以已有经验和知 识为基础 在意识高度集中之后产生 的一种极为活跃的精神状态 当人们在思维活动中认识 突发性飞跃 产生敏锐的顿悟 就可以说这个人获得了灵 感 对于灵感的注意与研究 发端于文学艺术领域 然而 在进行创造性思维的科学研究活 动中 同样存在着灵感 科学家的灵感 与文学家 艺术家的灵感的不 同之处 在于思维 的方 式 内容和最终目标 即前者以抽象思维为主 以从观察和实验中获得 的概 念作为 基 本 内 容 以对客观规律性的认识和发现作为最终目标 而 后者则以形象思维为主 以饱含着对生 活 的深刻体验和丰富情感的形象作为基本内容 以塑造新的艺术典型作为最终目标 但是 两者产生的前提条件及心理活动 的基本过程是 大体相 同的 科学创造活动中的一种现象 科学研究成为一种相对独立的社会劳动方式之后 科学家的灵感问题 才开始引起人们的 注意 许多科学家从切身 的实 践中也感受到灵感的存在 德国物理学家 心理学 家赫 尔姆霍 茨 1 8 2 4一18 94 说 在对 问题作了各 方面 的研究以后 巧 妙 的设想不 费吹灰之 力 意 外 地 到来 犹如灵感 贝弗里奇 科 学研究的艺术 科学出版社 1 979年版 第 7 3页 科学 巨匠爱因斯坦说 我相信直觉 和灵感 爱因斯坦文集 第1卷 第284页 灵感出现在科学家的创造性思 维活动中 我们可以找到许多生动的实例 研究中 科 学 家的思路难免受阻 不时处在 山重水复疑无 路 的困难境 地 然而 经过艰苦跋涉 又常常 在不能预期的时刻突 然走进 柳暗花 明又一村 的新天地 这里 不妨列举 儿个众所周 知的 例子 古希腊科学家阿基米德 公元前2 87一212 奉国王之命 鉴别王冠的质地是否纯真 他 煞费苦心 许久找 不到可行的办法 在感到特别疲倦的时候 他来到公共 澡堂 他跨进澡 盆 看到溢 出盆外的热水 忽然受到启发 连连高喊 我知道 了 我知道 了 在 随后的实验 中 他不仅揭开了王冠之谜 还 总结出有名的浮力原理 德国化学家凯库勒 1 82 9 一1 8 96 为了弄清碳原子相互间 的结合问题 日夜苦思 常常 每天只睡 三 四个小 时 一天 他乘马车回家 在马车上思如潮涌 突然悟出碳链结合的秘 密 我国著名生物学家朱洗 18 9 9一1 962 为培育一种不吃桑叶 经济价值高的新蚕种 曾 选择了许多种蚕与印度蓖麻蚕杂交 两年多没有得到理想的结果 炎夏的一个夜晚 一只橘 蚕蛾扑火而来 在灯前翻腾起舞 飞进实验室的这个 不速之客 使朱洗立刻想到 擂蚕 与 蓖麻蚕是 同属 为什么不可以用它来杂交呢 他顿时颖悟 开拓了新的 思路 经 过精心试 验 果然获得成功 由以上事例中可以清楚地看到 在科学家的研究活动 中 顿悟 或 大彻 大悟 式的灵 感 是一种真实存在着的精神状态 英籍澳大利亚病理学家 贝弗里奇所著 科学研究的艺术 一书中专列 直 觉 一章 这位对科学研究过程既 有 自我经验又做过独到研究的科学家写道 直觉 用在这里是指对情况的一种突如其来的颖悟或理解 也就是 人们在不 自觉地想着某一题 目时 虽 不一定但却常常跃入意识的一种使问题得到澄清的思想 抖学研究的艺术 第 7 2 页 贝弗里奇此处所用的 直觉 in tu lti on 作为一种心理状态 与我 们前面所述的灵 感 概念 的内涵有相似 之处 我们认为 灵感状态是直 觉力 或称思维洞察力 在创造性思维 过 程中的显现 所谓直觉力 是指在已有感性经验和知识的基础上直接领悟事物的本质 敏锐 地认识到客观规律性的思维能力 只有借助于这种直觉力和创造性想象力 科学家在科学研 究中才有可能对研究对象的认识产生突攀 事实上 科学研究作为创 造性的脑力劳动 是渐 进性与突变性相统一的辫证思维过程 在这个过程中 既 有连续渐进拍白觉思考 又有认识 故突发性飞跃 而灵感 正是这种 飞跃的 关节点 在灵感状泰下 科学家常常茅塞顿开 豁然开朗 出现智力的跃进 超过了平时的翻由 和极限 正如运动员在顶峰状态创造新成绩一样 科学家如果没有这种超常状毒 科学研究 就难以有新的突破 这正是我们要研究灵感的原因所在 许多科学家没有谈到 灵感 甚至矢口杏认灵感 原 因是多方面的 有的是出于对夸大灵 感作用的反感 有的是不了解灵感的真实含义 更 多的则是对自己的思维过程并未留意 科 学家的组大多数不是心理学家 他们所孜孜以求的 是最终研究成果 而不是对研究过程的心 理描述 因J h a 他们不能清晰地说明创造性的设想如何进入自己的头脑中 在探索真理的道 路上 射向 目标的突然 闪光会使探索者获得不可遏制的激情 当科学家处于这种昂奋的精神 状态 下 除了自己所追踪的目标之外 其他一 切都不会在自己的脑撵里留下记忆 因而比任 何时候都难于考察自己的思维过程 这无疑增加了考察灵感状态的困难 但却不能由此引出 灵感状态不可考察的结论来 在目前条件下 尽管难以对灵感状态下 的心理和生理机制作出 准确的描本然面从心理学和科学方法论的角 度 对科学家的灵感状态作初步的分株不仅 悬必撰地 而且也是可能的 艰苦劳劝的攀离奖赏 著者曲堆物生义哲学家费尔 巴哈说 热情和灵 感是不 为意志所左右的 是不由钟点来调 节的 是不会依照预定的日子和钟点进发出来的 费尔巴哈哲学著作选来 下卷 三联书 店 毅 年瓶 第504页 灵感既可能在连续的思考过程中突然君临 也常常以机遇的形式 在多种多祥的铸况下戏剧性地出现 这种现象 是不以人的主观愿望为转移的 自然现象的 启示 与同行甚至非同行友人的交谈 散步或旅途中的遐 想 睡 前 醒后 的静思 养病 失 瞩时对工作的迫忆 半睡半醒状春的梦境 都有可能产生新奇的设想 独特的思路 为了讨 论的方便 我们可以依据灵感出现 之前心理活动的特点 把灵感祖略地区分为渐进式灵感和 遐想式灵感两大类 基于心理学和脑生理学的研究 一般认为 人们通过辛勤实践和持久学习所获 得 的经 验 知 识 是以潜沉状态 存贮在大脑里 的 科学家在苦心思索某一个研究课题时 大脑皮层 会出现连续的优势兴奋中心 并逐渐形成定向的意识 在持续不断地累积资料和思考过程中 定向意识对新的事实材料和自觉 回忆起的某些已有经验 知识进行反复的分析综合 在获得 结论的那个时刻 便构成渐进式灵感 反映为渐进式灵感的科学家 可称之为 累积型 另 一类科学家则惯于围绕研究课题进行无拘无束的自由思考 当他们受到外界的启示面产生联 想 或是在遐思 中 出现独特的联想 由联想所调动的经验 知识和新近所掌握的事实材料通 过定向意识进行有效组合 因而造成遐想式灵感 这一类科学家的心理活 动呈现一定的跳跃 性 直觉力表现得更 为明显二些 可称之为 推 测型 无论是 累积型 的科学家 也无论是 雏测 型 的科学家 在艰苦思索中形成的定 向意识对于灵感的出现总是起着核心的作用 由于灵感的产生表现为一定的不确定性 很可能会给人们造成一种错觉 认为可以随时 随地 轻而易举地 获得灵感 要 知道 灵感不 是召之 即来 的怪 客 而是对 科学家艰苦 劳动的 崇高奖赏 众里寻他千百度 蓦然 回首 那人却在灯火 阑珊 处 如果说 灯火 阑珊处 是灵 感的 闪现 那末它 的先决条件是 众 里寻他千百 度 没 有这个 前提 纵然频频 回首 也不 会有任何发现 在科 学研究中 只有当科学家对 自己所研究的课题经过长期 思考 积 累了大 量资料 达 到思想饱和 挥之不去 驱之不散 即形成定 向意识 才有可能 引发灵感 德国 大数学家高斯 1 7 77一18 55 为一条定理的证明折磨了数年 后来思路一 下子打通了 他把 这个 闪电似的想法比作把原有知识和使之成功 的东西连接起来的 导线 如果科学家的头脑 中没有从艰苦劳动 中获得的丰富知识和 经验 没有持续不断的 自觉思考 任何绝妙的 导线 都不会起丝毫 的作用 有人说 俄 国化学家门捷列夫 18 34一1的7 发现化学元素周期律 是 因为做了一个 梦 事情远非如此简单 早 在求学时期 门捷列夫就产生了建 立化学元素广泛联系的想法 他 当了大学教授后 做了大量的科学实验 并对人们已经发现 的六 十多种元 素做了深入研 究 关 于元素周期律发现的细节 曾有这样的传说 为了制成周期表 门捷列夫一连三天三夜没 有睡觉 后来由于太疲劳 不知不觉地睡着了 在 梦中 他梦见了比较成型 的周期表 突然 醒来 把结果写在一张纸 片上 尽管化学史家对于 这个传说大有 疑义 但是 这种梦的 出现 并 不费解 试想 没有长 时间的深思熟虑 会有这类 神奇的梦吗 这类现象表明 从事艰苦 脑力劳动的科学家在睡眠时 由于心理活动的惯性 大脑的局部 常以梦的形式 继续进行思维 活 动 由于这种思维基本上 不受外界环境 个人情绪的干扰 某 些有用的经验和知识能够 在 记忆中迅速恢复 因而就有可能在梦境 中解决了研究 中的难题 并兴奋得突 然惊醒 这是渐 进式 灵感的一种表 现形式 得益于梦境 的科学家连睡觉都不得安稳 还在延续着 日有所思 的脑力劳动 这不 更加证明灵 感得之不 易吗 由量变的积 累而引起质变 是 自然 界的普遍规律 也是人类思维的普遍规律 灵感 不 过 是科学思维在持续不断的艰苦努力之 中 发生质变的起点 许多科学 问题 常使科学 家困 惑几年 十几年 几十年才获得明晰的答案 未知事物的长久折磨 不正是科 学研究活 动高 度艰苦性的表现吗艺 浓青一析 拨云来 沉恨万端如雾散 拨开研究中的重 重迷雾 要花费 极大的气力 阿基米德在 澡盆里受到 的启发 是 以进公共澡堂之 前的苦思冥想为基础 的 凯 库勒在马车上的颖悟 来自于弹思竭 虑 锲而 不舍的顽强 劳动 朱洗 的杂 交蚕新品种 是由 无数次失败铺就了成功 的道路 偶然出现的灵 感 表现 了不畏艰 险 苦心求索而后获得酬报 的必然性 长期积 累 偶然得之 在瞬间的思想闪光的背后 有着穷年 累月刻苦钻研的积 蓄 英国数学家哈密顿 1 80 5一1865 在散步走到都柏林一 座桥上的时候 获得了四元 数乘法 的解决思路 这是 天赐 良缘 吗 不 哈 密顿在谈到此事时说 出色的想法 出现在他的脑海 里 这是十五年 辛勤劳动的结果 奖赏之后的艰苦劳动 我 国宋代的陆样亭说 人性中皆有悟 必工夫不断 悟头始出 如石中皆有火 必敲击 不已 火光始 现 然得火 不难 得火之 后 须承之以艾 继之以池 然 后火可不灭 故悟亦 必继之以躬行力学 这 个比喻妙得很 通俗地阐明了颖悟 灵感 产生的前提和加以利用的 全过程 毫无神化的气味 按陆氏的说法 思想上 的颖悟是 工 夫 不断并的必 然产物 一般人 都有得到的可能性 得到颖 悟并不难 重要的是要 继之 以躬行力学 悟 后 的 躬行力 学 确实值得我 们深入探讨 科学研究的实际表明 一个课题从开始到最终完成 往往要经过曲折的艰苦的历程 曲 径 通幽处 禅房花木深 认准了方向 发现了通 向 幽处 的道路 并不等于达到了探深索幽 的 目的 获得灵感 不过是完整的科 学思维过程的一个中间环节 仅仅提供了实现科学创造 的可能性 在由艰苦劳动 中获得了奖赏 灵感 之 后 接踵而来 的仍旧是艰苦的劳 动 灵感 不是 科学研究的终点 理论 科学家依靠直觉力从科学 事实中获得的假说 新思 路 需加以严格 论证 要 用推导 计算找出最终 结果 并用尽善尽 美的科学语言表述出来 爱因斯坦 的好 友 贝索 曾经叙述过爱因斯坦 对狭义相对论创立过程的自我介绍 他告诉 我 一 天晚上 他躺在床上 对 于那个折磨着他的谜 指对 同时性的绝对性 的怀疑 引 者 心里充满了毫无解答希望的感觉 没有一线 光 明 但 突然 黑暗里透出 了 光亮 答案 出现了 里沃夫 爱因斯坦传 商务印书馆 1 96 3年版 第6 3页 灵感的出现 使爱因斯坦 极为振 兴 他立 即起来投入工作 连续奋斗了五个星期 写成 论动体的 电动力学 这篇只 有九千 字笼旦具有 划时代 意义 的著 名论文 没有五个星期 呕心沥血的劳动 爱因斯坦头脑中闪 现的答案再美妙 也不会成为实在的科学成果 由此可见 灵 感只不过提供了取得成功的契 机 有作为的科学家之所以常操胜券 秘诀就在于他们善于抓住 契机 一鼓作气 穷 追 不 舍 直 到获取满意的结果 获得灵感 常使科学家情绪亢奋 头脑异常敏锐 想象力十分活跃 在其他人看来 他 们生活上失去 固有 的节律 如醉如痴 废寝忘食 屯进入 忘我 的精神境界 正象阿基米德从公 共澡堂跑 出来 连 自己没穿衣服都 不知道了 爱因斯坦后来追忆 论动体的电动力学 的写作 过程时说 这 几个星期里 我在自己身上观察到各种精神失常现象 我好象处在 狂态 里 一 样 同上 这是科学家艰苦劳动 的外在表现 大可不必做出种种虚妄而荒诞的解释 灵感可以成为科学家打开成功之 门的钥匙 但是 绝不要以为 灵感所提供的思路 设想 都是正确无误的 弓l向失败要比引向成 功 的可能性大得多 由灵感而得到的设想 假说 经 数次推倒重来或加以修正后 才能逐步接近目标 人们常常饶有兴味地谈论牛顿因看到苹果 落地而发现万有引力 瓦特因观察水蒸汽冲开壶盖而发明蒸汽机 说他们是幸运 的天才 殊 不知 牛顿 瓦特的思路 设想 被事实毫不留情地予以否定的有多少里他们为总结万有 引 力定律 发明和改进蒸汽 机 付出了多么艰辛的劳动 灵感绝不是天才人物的一种自然而然 的自我表现 还是大发明家爱迪生 1847一1931 说得对 天才 那就是一分灵感 加上九 十九分汗水 源 头活水何处 来 问渠那得清如许 为有源头 活水 来 灵感 犹如一乱 源头活水 导之得法 便可冲开 险阻 一 泻千里 那末 源 头活水 是从嘛 里来的呢 这句话 问得更 直一点 就是 有 利于 获得灵感的基本条件是什么 探讨这个问题 对于科学人才的培养和管理使用是有实际意义 的 然而 要说清这个问题却是 很困难的 不畏 劳苦 知难而 上 百折不回 持之以恒 这无疑是科 学工作者的最 可贵的 思想品 质 也 是获得灵感的基 本条件之一 这一方面 前面已有所论及 不再展开 除此而外 这 里还想提出几点有待讨 论的管见 第一 拓展有效知识面 科学研究 是以感性认识作为源泉和 出发点的思维活动 反映在 这个 过程中的灵感自然也导源 于实践 E L 泰勒说 具有丰富知 识和经验 的人 比 只有一种 知识 和经验的人更容易产生新的联想和独 到的见解 贝弗里奇 科 学研究的艺术 第5 8 页 总结科学家的成功经验 不难发现 知识面开 阔的人 常常能够触类旁通 临渴逢源 有利于灵感 的突现 获得新的思路和设想 博 学有益于借鉴 从事物的普遍联系中考 察真体 事物 在科学研究 中将一门学科 的理 论 方法移植到另一 门学科 中去 找出若干素来 认为没 有关联 的研究对象的内在联系 就成了许多科学上 的重大突 破 牛顿把地上的运动 和天上的 运动联系起 来考察 总结出万有引力定律 李四光 应用力学 方法研究地质现象 创立了地质 力学 维 纳 1 8 94一1 9 64 等找 到了动物和机器在控制和通信 方面的相似点 开创了控 制 论 这些科学家 都具备既有深度又 有广度的良好 知识结构 长 时间囿于狭窄的研究领域 闭 目塞听 孤陋寡闻 很容易受固有观念 的束缚 造成思 想上 的僵化 但是 人 的时间和精力是 有限的 在现代科学突飞猛进发展的条件下 任何 良 才都不会成 为门 门皆精的万 通博士 这 就需要各人依据实际情况 有目的 有计划地拓展 有 效知识面 为了及时借鉴其他学科 的新成果 新思想 要经常 翻阅文摘之类 的刊物以及中级 或高级科学普及读物 哲学观点能够起到影 响和制 约人的思维方 向 路线 的作用 正 确的哲 学结论可以沟通一事物与他事物的联系 因此 科 学工作者应 当重视学习哲 学 具备一定 的 哲学修养 第二 加强科学认识能力的培养 科学家的观察力 注意力 记忆力 理解力 抽象思 维能力 想象力等等 是在学习各种知识的过程中逐渐形成 和发展起来的 现成的知识是科 学创造 的出发点 而 科学认识能力是 科学创造 的得力工具 科 学认识能力 高度发展 即富于 创造性 的人 往往易于进入灵感状态 因此 科学认识能力的训练要比掌握 现成知识更为重 要 好奇和善疑 是有利于开发科 学认识能力 进而激发灵感 的心理 因素 科 学工作者在认 识能力的 自我训练中 要精心保护这 些可贵的心理 因素 第三 养成勤思的习惯 注意工作方式 的科 学性 科 学研究的仪器越来 越复杂 精密 但任何仪器都不 能最终取代人 的大脑 大脑的特殊 机能 在于能够进行创造 性思维 一件似 乎 毫无科学价值的事物 思索对 路 就可能激 发灵感 教堂 吊灯的摆动 使 伽利略 15 64一 1642 觅得了摆的等时性原理 山中的雾气 为威 尔逊 186 9一19 59 研 制出探测微观粒子 运 动轨迹的 云雾 室 提供 了难 得的启示 多思 勤思 是科学人才的优 良心理素质 头脑 中 突如其来的新鲜想法 切不可 掉以轻心 为了及时捕捉这 些新思想 新念头 随 身携带记事 本 有感则录 是个好办 法 勤思 的动 力 来源于高 度的事业心和对科 学真理 的孜孜不倦的 强烈追求 科学工作者应 该着魔似地迷恋 自己的工作 怠惰 懒散 以侥 幸心理对待科学事 业的人 永 远也摘不到灵感的鲜果 工作方式的科学性 主要是指用脑 的科学性 文武 之道 一张一弛 在研究活 动的主 要阶段中 对于那 些干扰正常思素的事物和各种刺激 所 带来的烦脑 要以顽强的意志公 直 制 力加以排除 始终保持高 涨的情绪和乐观的精神 但是要注意 人脑不是永动机 不能以 永不变化的速度运转 下去 长时 间单调而紧张的脑力劳动 会造成思路阻滞 体力不支 因 此 适时穿插一 些放松性的活动 如散步 做操 谈话 读杂志 听音乐 看演出等 有利 于定向意识的流动 会使处于意识边缘的记忆得到由 潜 到 显 的组合 从而产生灵感 科 学工作者要在实践中学会合理地使用自己的头脑 灵活 巧妙地进行时 间运筹 形成适合于个 人特点的工作方式 勤思与张弛结合 并不矛盾 张弛结合为勤思开拓新天地 调整节奏 能够提高大脾的 工作效率 勤思贯穿