伏錫良

運(yùn)用觀察得到被觀察事務(wù)的主要印象，在剖析奇特效應(yīng)過程中獲得新發(fā)現(xiàn)的方法，叫觀察發(fā)現(xiàn)法。

觀察是一種有目的、有計劃、有步驟的感知活動。從創(chuàng)造出發(fā)的觀察要求人們要善于用敏銳的眼光去“觀”，用科學(xué)的思維去“察”。

觀察活動由觀察者、觀察對象和觀察工具等三個基本要素構(gòu)成。

觀察者即進(jìn)行觀察的人，是觀察活動的主體。一個人要成為觀察者，從主觀條件上來說，必須掌握一定的科學(xué)知識，具備必要的實(shí)踐經(jīng)驗和觀察技法。在進(jìn)行觀察之前，他應(yīng)當(dāng)向自己提出觀察任務(wù)(觀察目的)，明確觀察對象，制訂觀察方案，裝備觀察儀器。在觀察過程中，他應(yīng)當(dāng)把思維與感知有機(jī)地結(jié)合起來，正確地使用觀察工具。觀察結(jié)束時，他要通過適當(dāng)方式提出準(zhǔn)確、可靠的觀察結(jié)果——科學(xué)事實(shí)，進(jìn)而獲取新的發(fā)現(xiàn)或新的發(fā)明。

觀察對象，即被觀察的客觀世界的某個事物、某個片斷。是觀察活動的客體。對于一項具體的觀察活動來說，它只能把客觀世界的某個局部作為觀察對象。另一方面，觀察對象也不是任意的個別事物、個別方面。哪一個個別事物、個別方面應(yīng)當(dāng)成為觀察對象，要由觀察者根據(jù)創(chuàng)造實(shí)踐或研究課題的需要，以及當(dāng)時當(dāng)?shù)氐挠^察條件來確定。

觀察工具，即觀察活動賴以進(jìn)行的物質(zhì)手段，包括觀察儀器及其他具有輔助作用的工具。使用觀察工具的目的在于擴(kuò)大觀察范圍。

觀察者、觀察對象和觀察工具這三個要素之間存在著相互依存的辯證關(guān)系。從原理上說，作為創(chuàng)造技法的“觀察法”，可以說是充分發(fā)揮觀察三要素創(chuàng)造性潛能的一種藝術(shù)。

觀察發(fā)現(xiàn)法的常用技巧有：

1考察重復(fù)：科學(xué)家特羅特認(rèn)為：“知識來源于對周圍事件中相似處和重現(xiàn)情況的注意。”因此，對于創(chuàng)造者來說，做出發(fā)現(xiàn)式創(chuàng)造的重要思路之一，就是要研究每一個有限的時間或空間里發(fā)生的一切相似或重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。

什么是重演現(xiàn)象?它是指同一事物或同類事件在一定的時間空間里，以同一形式或相似形式反復(fù)演示的現(xiàn)象。世界上一切事物、現(xiàn)象的發(fā)展與變化是相互聯(lián)系的、有序的。發(fā)現(xiàn)重演現(xiàn)象，就意味著摸到了某種規(guī)律的觸角，在認(rèn)真的考察與實(shí)驗探索中，就有可能做出科學(xué)發(fā)現(xiàn)或技術(shù)發(fā)明。

我國著名科學(xué)家竺可楨以研究氣候變化規(guī)律而蜚聲中外。他在知識創(chuàng)新中能夠做出卓越的貢獻(xiàn)，與他長期考察重復(fù)現(xiàn)象的努力分不開的。竺可楨從青年時代起，就養(yǎng)成了觀察的習(xí)慣。他每天早晨起床后的第一件事，就是觀測并記錄氣溫、氣壓、風(fēng)向、溫度等氣象要素，幾十年如一日，直到逝世的前一天，從未間斷。他在進(jìn)行觀察的同時，還閱讀了大量的古籍，從中尋覓有關(guān)氣候和物候的記載，一頁一頁地摘抄下來。在掌握了大量觀察資料的基礎(chǔ)上，他對這些資料進(jìn)行整理和精心研究。終于發(fā)現(xiàn)了世界氣候存在波動的重演現(xiàn)象，并寫成《歷史時代世界氣候的波動》一文。文中，他批駁了那種認(rèn)為“氣候一成不變”的觀點(diǎn)，有理有據(jù)地指出，世界各國史前時期和歷史時期氣候變化是普遍性的，而且是有一定規(guī)律的波動。后來，他又發(fā)表了《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》，對中國氣候變化作了定量分析。這篇論文震動了國內(nèi)外氣象學(xué)界，為祖國贏得了榮譽(yù)。

2動態(tài)觀察：動態(tài)觀察是相對靜態(tài)觀察而言的。在創(chuàng)造活動中。人們不僅要對事物進(jìn)行靜態(tài)觀察，而且要創(chuàng)造條件進(jìn)行動態(tài)觀察。

金屬是常用的材料類型，研究金屬性能對發(fā)展材料工業(yè)和應(yīng)用材料都具有重要的意義。對一種金屬而言，在靜態(tài)下觀察，除了看見它的形體、光澤等屬性外，不可能有新的發(fā)現(xiàn)。如果將它逐步冷卻，進(jìn)行降溫狀態(tài)下的動態(tài)觀察。又會產(chǎn)生什么結(jié)果呢?

有人按此思路對多種金屬進(jìn)行實(shí)驗。當(dāng)把某些金屬放在接近絕對零度(－273℃)的溫度下時，發(fā)現(xiàn)其電阻為零。這時如向金屬線圈中通電流時，由于電阻為零，這個電流將不斷地在線圈中運(yùn)動下去，這種現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。

超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了世界各國對超導(dǎo)材料的開發(fā)與應(yīng)用研究。人們應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)制造產(chǎn)生磁流體發(fā)電需要的巨大磁場的線圈，因其電阻為零，線圈上便能通過很強(qiáng)的電流。由于超導(dǎo)材料具有完全不容納磁力線的特殊性質(zhì)，因此可以用它制成懸浮在磁場中的磁懸浮旋軸承——磁懸浮列車。如果能應(yīng)用超導(dǎo)材料制成高壓輸電線，輸電損失將從現(xiàn)在的20％以上降至到接近零的水平，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。

有比較才有發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)造動態(tài)條件是運(yùn)用技法的關(guān)鍵。常用的創(chuàng)造動態(tài)條件的方式主要有以下幾種：

(1)改變時序：將事物放在變化著的時間中進(jìn)行觀察和實(shí)驗，就是改變時序。比如，人們研究人體在一天不同時間內(nèi)的生理心理狀況，發(fā)現(xiàn)了“人體鐘”的現(xiàn)象。有的企業(yè)據(jù)此開發(fā)出適應(yīng)“人體鐘”規(guī)律的早、中、晚用保健增智營養(yǎng)液。某牙膏廠利用改變時序的動態(tài)發(fā)現(xiàn)手法，開發(fā)出“早安牙膏”和“晚安牙膏”。

(2)改變空間：同一事物在不同的空間可以表現(xiàn)出不同的功能與屬性。因此，有意識地將研究對象置于幾種不同的空間進(jìn)行觀察，也是進(jìn)行動態(tài)發(fā)現(xiàn)的一種手段。比如，將各種植物種子放在太空飛行器中進(jìn)行太空旅行，然后觀察它在地球上的發(fā)芽生長及結(jié)果會有什么變化，從而發(fā)現(xiàn)改良品種的途徑。

(3)條件極端化：事物的屬性在極端化的條件下或許與常規(guī)條件下有所不同，這種想法常常使動態(tài)觀察大有收獲。在超高速狀態(tài)下行駛的車輛，其動力學(xué)特性是不同于常速狀態(tài)的。因此，掌握高速條件下的車輛動力學(xué)性能，是設(shè)計車輛結(jié)構(gòu)及外型的重要理論依據(jù)。在超高溫、超高壓、超負(fù)荷等極端條件下，事物屬性將會發(fā)生什么變化呢?發(fā)現(xiàn)某種前所未知、前所未見的現(xiàn)象或?qū)傩?，便意味著抓住了?chuàng)造的契機(jī)。

3變換視角：在不同的視角下，我們看到的可能是不同的事物形象。比如，正視一個圓錐體時，看到是一個三角形投影，俯視時則看到的是一個圓形投影。再如，站在地面上觀察飛駛的列車與坐在另一輛飛駛的列車去觀察時，顯然會得到不同的視覺效果。在創(chuàng)造活動中，如果有意識突破傳統(tǒng)的觀察習(xí)慣，改用過去不曾用過的角度去觀察與思考，或許能發(fā)現(xiàn)“新大陸”，做出新的創(chuàng)造。

在變換視角前，應(yīng)當(dāng)了解人們傳統(tǒng)觀察習(xí)慣所采取的視角。有意識地變換視角，可以采用以下方式進(jìn)行：

(1)改變觀察位置：比如，站在地球上和坐在飛機(jī)上觀察同一地面物，會得到不同印象。站在大圓桶里看和站在圓桶外部看，會分別得出內(nèi)凹和外凸的印象。

(2)迂回觀察：在觀察活動中，常常發(fā)生正面觀察受阻，或直接觀察有障礙的情況，這時不防采用迂回包抄的觀察方式。事實(shí)上，許多創(chuàng)造發(fā)明都是采用迂回曲折、從兩翼或外圍人手進(jìn)行觀察才有所發(fā)現(xiàn)。我們無法觀察到電荷的流動，但是我們可以用電流表來間接觀察；我們無法觀察到受載構(gòu)件中的應(yīng)力分布，但通過應(yīng)變儀同樣可以觀察構(gòu)件中應(yīng)力變化的情況。

4剖析奇效：事物的奇異現(xiàn)象總是某種效應(yīng)的外顯。我們在觀察中發(fā)現(xiàn)某種形態(tài)奇異的現(xiàn)象后，應(yīng)去分析其與常規(guī)效應(yīng)不同的奇異效應(yīng)，力求從中剖析出鮮為人知的科學(xué)知識，悟出啟動創(chuàng)新的思路，這就是“剖析奇特效應(yīng)”的創(chuàng)造技巧。

湖南省汨羅市第一中學(xué)龍超澤同學(xué)從小就喜歡制作葉脈書簽，他在數(shù)以千百次的制作中發(fā)現(xiàn)，樹葉的葉脈巧奪天工，各式各樣，但總的規(guī)律是呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在不停地向葉脈呵氣時發(fā)現(xiàn)，在葉脈上凝集著小水珠，而且小水珠不會滲漏。他發(fā)現(xiàn)葉脈這一透氣不透水的奇特現(xiàn)象后，正遇大霧天氣。他想，如果能人工做一個很大的葉脈網(wǎng)狀裝置的話，不就可以把大霧凝集成水，解決缺水地區(qū)的缺水狀況么?他到市場上買了幾十種不同目數(shù)的金屬網(wǎng)篩，經(jīng)過反重試驗，終于發(fā)明了葉脈網(wǎng)式凝霧集水裝置。