七、奇妙的“云梯”——科学发现中的创造性思维
在法则的锁链上,闪烁着幻想的火花。
——舒曼
在科学认识和创造中,科学家从事归纳、演绎、分析、综合等逻辑思维的同时,贯穿着非逻辑的思维,即创造性思维,如灵感、直觉、想象等。这些创造性思维架起了科学家采撷重大科学成果的“云梯”。古希腊哲人和数学大师毕达戈拉斯,有一次走过一家打铁场时,为非常有节奏的打铁声所吸引,于是走上前去,竟意外发现铁锤的大小、重量及敲击的轻重程度,都与打铁发出的谐音有一种确定的比例关系。由此毕达戈拉斯认识到音乐的和谐与数学的比率可能是相关的。
一个著名的故事说,牛顿在沃尔斯索普的果园中碰巧看见一个苹果从树上掉下来,一瞬间一个念头闪过他的脑际:为什么苹果往下落,而不是往天上去呢?既然苹果往下落,那么为什么月亮不掉下来呢?由此,牛顿得出了“重力”的概念,进而发现万有引力定律。
德国化学家凯库勒在公共马车上打瞌睡时勾勒出了碳链结构式。更令人惊讶的是,在1865年的一天晚上,他在根特的书房里写教科书,不知不觉在火炉边打起瞌睡,迷迷糊糊地睡着了。梦里他看见碳原子像炉中柴火一样闪着火星,在眼前飞舞,又突然连结起来,犹如蛇一样弯曲盘绕,咬住了自己的“尾巴”,旋转扭动。凯库勒从梦中惊醒,花了整夜的工夫整理,于是苯分子的六角环状结构诞生了。凯库勒在睡梦中获得灵感从而导致科学发现,成为科学史上广为流传的佳话。
俄国化学家门捷列夫在1869年2月17日建立了第一张元素周期表。他发现元素周期律的决定性观念是在很短的时间内完成的。这一天,门捷列夫准备动身去彼得堡。当他提着箱子要上火车时,一个天才的念头在他的脑海里突然出现:元素按原子量由小到大排列,呈周期性变化。在此之前,门捷列夫从各方面研究过元素及其化合物的相互关系,总是不得要领。这可真是踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫。
法国数学家彭加勒在科学创造中也得益于灵感和直觉的闪现。据他自己回忆,一天晚上,他违反常例,偶然喝了咖啡,不能入睡,各种思想一起涌入脑海,互相冲突排挤。其中有两个想法互相联系起来。到第二天清晨,他终于弄清有一种福克士函数存在,而且可以由超几何级数推出。后来他参加了一次地质考察旅行。一路旅行使他把数学方面的事情忘得一干二净。他到达哥当士以后,与别人一起坐公共汽车,就在脚刚踏上汽车踏板的一刹那,一个新的思想倏地涌入他的大脑:福克士函数的定义转换式与非欧几何方面的某种转换式是相同的。
19世纪的奥地利音乐天才舒伯特,有一天与几个朋友一起散步于维也纳的郊外。在返回的路上,他们走进一家小酒店,谈话间偶尔发现桌上放着一本莎士比亚的诗集。舒伯特随手拿过来读了起来。忽然,他大声嚷道:“旋律出来了!可是没有纸怎么办?”他的朋友立刻拿过桌上的菜单翻过面来递给他。瞬间,音乐的灵感喷薄而出,不到15分钟他便谱写完《听哪,听哪,云雀》这首著名诗篇的全部乐曲。
1896年,法国物理学家柏克莱尔发现了不同于X射线的一种新射线——铀射线,它不需要外界刺激而自发产生。这种现象激发了居里夫人强烈的好奇心,经过一系列实验,她发现铀的放射性与铀化合物的化学组成同光照、温度都没有关系。于是居里夫人作出天才的猜测和判断:一是放射性不是化合物分子的性质,而是原子的特性;二是这种射线不一定只有铀才具备,也许别的元素也具有。确实如此,她不久发现了另一种放射性元素——钍。1898年7月,在对铀沥青矿的继续研究中又发现了一种放射性元素,并命名为“钋”,以纪念自己的祖国波兰。同年12月,她又发现一种放射强度比以前发现的所有放