创造性思维在科技发明中的作用

1、创造性思维在科技发明中的作用（发表于扬州学刊199年0第4期）严公宝20世纪以来，创造性思维在人们思维活动中显得越来越重要，它在科技发明中的作用愈益突出，引起了学术界、心理学界的关注、研究和探讨。创造性思维是指创造者在最佳的心理构成和心理合力作用下，首先获得强烈的、明快的、和谐的、创新意识，进而使大脑中已有的感性和理性知识信息，按最优化的科学思路，灵活地借助想象和联想、灵感和直觉等因素，以渐进式和突变式两种方式，实现重新组合、匹配、脱颖和升华，从而达到科学创造成功的思维活动。创造性思维是科学创造和技术发明智力品质中最为积极和活跃的部分，它有多种多样表现形式，主要是想象、直觉和灵感，这些形式对于

2、科技发明有重大作用。一、想象的作用：所谓想象是人们在原有感性形象的基础上，经过新的配合而创造出新形象的思维活动，或引起的联想和猜想。它可以分为再造性想象和创造性想象。尤其是创造性想象，他是科技人员从事创造性与活动的一个重要思维工具。它的作用主要表现在：第一，提出科学假说。假说是一种逻辑思维形式。然而，假说的提出或者形成的机制却非常复杂，其中“想象”在其中占有重要地位。因为他能用形象的方式来改造旧的经验。例如法国物理学家德布罗意就是运用创造性想象，形成了物质粒子必定伴随有波，因此也带有波的性质的形象，从而突破了玻尔的旧量子理论，于192年4提出了物质波的假说，三年后，这个假说为实验所证实。从此确

3、立了它作为微观世界基本规律的地位。第二，是模型方法的一个重要手段。模型是科学和工程技术中广泛采用的一种方法，它有多种类型：物质模型、数学模型和想象模型等。所谓想象模型就是结合运用想象和抽象方法而建立起研究对象（原型）的直观形象式模型。它是获得新知识的工具，它能够反映我们无法感知的，研究对象的内部结构。比如，19世纪末20世纪初，为探索原子结构，科学家根据实验事实，运用想象建立各种原子模型，其中最成功的是卢瑟福的太阳系模型，他认为负电粒子象行星绕太阳一样地围绕带正电的占原子质量绝大部分的核旋转。后来盖革的实验证明，原子核和电子之间有空隙，就是说卢瑟福模型比较正确。第三，表现为对象的未来设想科学幻

4、想。想象，不仅表现为当前研究对象的形象化构思，而且还表现为研究对象未来的设想，即科学技术的幻想之中。列宁曾经强调指出：“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。幻想是极其可贵的品质”（列宁全集第卷，人民出版社，版，第28页3）科学幻想往往激励着人们去理解、探索自然界新的秘密，开辟新的科技研究领域。例如189年4俄国齐奥尔科夫斯基就作出过未来宇宙航行的幻想。那时，他把未来宇宙航行分成十五步，设想从制造火箭式飞机到建立地球卫星、从登月到飞向行星，从飞出太阳系向整个银河系移民等等。然而齐奥尔科夫斯基的这些幻想是在飞机和火

5、箭都未问世的情况下作出的。可是，本世纪以来航空和航天技术发展的实践表明，他的这些幻想是科学的。由于飞机、火箭、人造卫星、阿波罗登月计划、航天轨道站和航天飞机相继成功，齐奥尔科夫斯基幻想中的前九步都已实现了，而今天人们正在沿着今后六步的方向前进。所以许多有创造性的科学家、发明家，往往就是一些幻想家。二、直觉的作用直觉是表现为对突然出现在人们面前的新事物现象的极为敏锐的深入洞察，准确判断和本质理解，也可以说是思维洞察力，在科学研究过程中，对机遇的迅速捕捉和对机遇现象内含价值的敏感意识，就是直觉效应的一种表现。它在科技发明中的作用表现在：第一，科学家依靠对科学问题进行选择。法国数学家彭加勒说过：“所

6、谓发明，实际上是鉴别，简单说来，就是选择。”因为在大量实验事实提供的各种可能性中作出选择，单单运用逻辑思维，是没法完成的，而是要依靠直觉。爱因斯坦在面临物理选择的时候，走的是一条革命道路，结果用“光量子假说”对量子论作出了重大贡献。正象奥地利物理学家鲍利所说的那样，爱因斯坦在这里正是凭借了他非凡的直觉能力。联想能力是人类区别于动物独有的一种能力。它几乎可以从任何事物或任何环境的刺激，引发出无穷的关联事物。平时知识积累和经验丰富的人，他的联想能力自然就强。例如美国人摩尔斯发明电报时，遇到远距离传输，信号发生衰减问题。有一天，他乘驿车从纽约到巴尔德摩去，在旅途中观察到邮车每到一个站就要更换拉车的马

7、，于是联想出在电报线路沿途设置放大站，不断放大信号，解决电报信号长途传输的衰减问题。凭借卓越的直觉能力，科学家能够在纷繁复杂的事实材料面前。能遇见到将来在某一方面会产生重大的科学创造和发明。这种直觉也称为“战略直觉能力”，因为它决定了科学研究的发展战略。科学史证明，大约在30年0前，牛顿通过想象和直觉作出了这样的预言:一门放在高山之巅的大炮，如果用8公里/秒的速度（称做第一宇宙速度）把炮弹从水平方向发射出去，炮弹就可以环绕地球飞行。牛顿的预言给20世纪兴起的空间技术以直接的启示。为后来人们发射人造卫星、宇宙飞船、人造行星等飞向月球，去星际空间作永久的遨游提供了理论基础。但必须指出的是，直觉得出

8、的发现或者猜测，应当由实践来检验它的正确性。三、灵感的作用所谓灵感。是指人们对于曾经反复进行探索而尚未解决的问题，因某种偶然因素的激发，使问题得到突然性的顿悟，出现“豁然开朗、一通百通”的境界。灵感现象千差万别，但大致可以归结为思想变化；原型启示；情境感发；创造性梦幻；无意识遐想等几种类型。灵感在科技发明中的作用主要表现为:第一，突发作用。从灵感思维发生的时间和表现状态来看，灵感往往是在出其不意的刹那间，如散步、闲谈、赏花、观光在触景生情中，冥思苦想的问题突然得到解决，这便是灵感的突发性。例如，德国数学家高斯在证明一条定理时，折磨了两年之久，后来突然一个想法，使他获得成功。他回忆说:“像闪电一

9、样，谜一下就解开了。我自己也说不清是什么导线把我原先的知识和使我的成功的东西连接了起来。”（贝弗里奇:科学研究的艺术，科学出版社，197年9版，第75页）第二，偶然作用从空间来看，灵感受什么东西启迪而一触即发，而且来去又那么“短暂”，这都令人难以寻觅，带有很大的偶然性。例如，魏格纳在查阅世界地图时偶然发现，大西洋两岸的轮廓何其相似，从而提出了大陆飘移说。灵感在科技发明中的作用虽然表现为偶然性，其实在其背后隐藏着巨大的必然性，因为偶然性是必然性的补充和表现形式。第三、独创作用从灵感思维的功能上看，它具有区别于其他思维形式的本质特征独创性。灵感具有反常规的独创性。对原有思路久攻不克的问题，它往往改

10、变人们的思路，打破传统观念，跳出旧框框，另辟新蹊径，提出新的科学构思。例如现代物理学的奠基者爱因斯坦的好友贝索回忆爱氏得益于灵感，在190年5创立狭义相对于论的生动情景时说:“一天晚上，他躺在床上，对那个折磨着他的谜，心理充满着毫无希望的感觉，他的眼前，似乎没有一线光明。但是，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196年版，第63页）这个谜就是同时的相对性问题。灵感出现后，使爱因斯坦大为振奋，立即投入紧张的工作中，经五周奋战，写成了具有划时代意义的论文论物体的电动力学。创造性思维为什么在科技发明中具有巨大的创造能力呢？这是由于人脑通过个体、种族、社会积淀的方式，已

11、经贮存有大量的信息量，它又包含着个人的瞬间记忆、短时记忆、长时记忆三个系统，是比任何“电脑”都要高明千万倍的东西，因此它能够创造某种所谓的“奇迹”，是毫不奇怪的。这些“奇迹”的产生是人脑内部信息通路的接通，并以“顿悟”、“直觉”的形式表现出来。既然创造性思维在科技开发中具有不可忽视的作用，因此我们必须十分重视开发科技人员创造性思维的能力。科技人员创造才能的智力品质是一个由多智力因素组成的具有一定结构的智力系统。如下表所示:智力般性智力逻辑思维能力创造性思维能力观察能力试验能力记忆能力操作能力信息搜索能力形式逻辑思维能力辩证逻辑思维能力批判性的思考能力想象力直觉力鉴赏力洞察力（科技开发的智力组成

12、要素）在这个系统中的观察能力、试验能力、记忆能力等，主要是获取、积累技术知识和经验事实的手段；实际操作能力，是属于技能或技巧方面的活动能力，信息检索能力既有技能或技巧的一面，也有获取信息、掌握选择信息以参与创造性思维能力的一面。从本质上来看，它们都是一般性的智力品质。逻辑思维能力，是按照逻辑思维规律建立概念和命题之间推理关系的一种形式化的思维能力。事实上，在这个系统中，只有探索能力、批判性的思考能力、想象能力、直觉能力以及鉴赏力和洞察力，才是具有创造性思维功能特征的思维能力。对于一个科技人员来说，究竟如何开发自身的创造性思维能力呢？首先，要有丰富的知识和实践经验的积累。例如，维纳在控制论创立的

13、过程中，就致力于掌握多方面的知识和经验。他从原来的数学领域转过来研究量子论、相对论、统计学、统计力学、电工学、神经生理学等一系列的科学和工程技术问题，他特别重视参加或组织多学科的科学家和工程师参加的学术讨论会。所有这些都为控制论的形成提供了科学思想、科学根据和理论基础。从控制论创立的时间使我们看到，从事现代科技研究的人员要开发自身的创造性思维能力，积累多学科的知识和经验是极其重要的。其次，要确立勇于探索、敢于创造的精神，因为科技研究开发是向未知领域的挑战，如果说丰富的知识和实践经验的积累是科技研究中进行创造性思维的基础，那么勇于探索敢于创造的精神，就是创造性思维的前提。没有这种精神，根本不可能

14、在科技研究中有什么创造。这种精神在很大程度上来自对科技活动中提出的科技问题的敏感性和洞察力，或者对科技未来的想象和好奇心，或者对新技术革命有追踪创造的毅力和热情。这是人们在科技研究中进行创造性思维的重要前提。第三，要有良好的心境。所谓心境是指一种表现不明显但却持久起作用的情绪状态，它是技术人员专心致志于创造性思维的基本条件，科技人员如被一些琐事纠缠，不必要的分心，以及受不良因素的影响（过分疲劳或急于求成，以及个人生活中的烦恼等等）而产生的恶劣心境，都会直接妨碍他们的创造力的正常发挥。第四，在科研机构中的成员之间需要心理上的相容，以及自由探讨的民主空气。所谓心理相容，是指集体成员间的目标、志趣上的一致，和由此产生的和衷共济、团结互助。它一方面为每个成员提供了保持良好心境的客