法國科學家法伯曾做過著名的“毛毛蟲試驗”。他把若幹條毛毛蟲擺放在一個花盆邊緣上,使它們首尾相連,圍成一整圈。再在花盆周圍不到6英寸的地方撒一些毛毛蟲最愛吃的鬆針。然而,由於這些蟲子有“相互跟隨”的習性,致使它們首尾相接,一個接一個地在花盆沿上蠕動著,誰也不偏離“軌道”。七天七夜之後,這些蟲子全部餓死在花盆沿上。
如果毛毛蟲中有一隻稍微與眾不同,敢於打破這種相互跟隨的定勢,它們就能馬上改變整體的命運,告別死亡。人類的“從眾心理”也是相當強的,總是習慣於固有的“思維模式”或“行為方式”,因而禁錮了創新能力的發展。如果我們善於打破傳統僵化的思維模式和習俗,衝破一些條條框框的束縛,就會擺脫絕境,從而獲得從容灑脫的人生。
創新能力的培養,需要養成獨立思考的習慣。不能讓思維總是跟著老師轉,總是隨著同學跑。而應該學會自己去理解、去發現。隻有通過自己努力理解了的知識和道理,才能成為自己的東西。
刨根問底,認識本質
決定和影響世界格局的都是本質性的東西。在科學的道路上,那些一般性的知識隻是用來前進的必經路段,而我們所追逐的目標和獲得突破的進步則依賴於更加深入的知識和科學。所以我們不能停留在一般性的知識上麵。
·韋勒10歲時,從野外抓來許多小魚,放在缸裏養。一天,有一條小魚死了。為了弄清原因,韋勒用小刀解剖了小魚。他驚奇地發現在小魚的肚子裏有一些非常小的白色蟲子在蠕動。這些白色的蟲子是什麼呢?韋勒疑惑不解。正在這時,韋勒的父親回來了,當時他是某醫院的病理學係主任。“這些白色的小蟲子是什麼東西?是不是小魚的寶寶呢?”韋勒向父親求教。“這不是小魚的寶寶,是寄生蟲。”父親回答道。“寄生蟲是一種什麼蟲子?它是怎麼跑到小魚肚子裏去的?是它把小魚弄死的嗎……”韋勒冒出了一連串的問題。父親耐心地解釋說:“寄生蟲不僅魚體內有,在其他動物甚至人體內也有,他們危害著生命的健康,是應該消滅的大敵。”韋勒認真地聽著,後來,為了探究生物世界的奧秘,他選擇了病原微生物學作為畢生的事業,後來,因研究小兒麻痹症疫苗的成果榮獲諾貝爾獎。
·科學家尼耳斯·享利克·戴維·玻爾小時候,有一次,他家自行車的鏈子壞了,本來也不是個大毛病,不難修理。但尼·玻爾卻建議將車拆開,徹底地修一下。大人們都反對,認為隻是車鏈子壞了,有必要把整個車都拆開嗎?尼·玻爾是想借著這個機會,看看車的內部結構和各個部件的組合奧妙。他把車拆開,零件堆了一地。在弄明白了各個零件之間的關係後,不僅又把車組裝好,而且騎起來非常靈活,幾乎像新車一樣。
科學總是在不經意間來到我們的身邊。在我們的生活中總是充滿了許多奇妙的事情,那些天真無邪的人們總會想知道它們“是什麼”、“為什麼”……在這樣對事物本質的追問中,他們的學問增加了。
瑪麗亞·戈佩特是繼居裏夫人之後第二位榮獲諾貝爾物理學獎的女科學家。瑪麗亞不僅從小就對科學發生了興趣。一次,家裏的一位老傭人在給客人沏茶時,由於歲數大了,端茶杯的手不住地顫抖,灑出了一部分茶水在盤子裏。瑪麗亞注意到一個奇怪的現象:茶杯在灑出一點水之後,茶杯和盤子之間就像被什麼東西粘住了一樣。她很好奇,為什麼會這樣呢?她拿了一套茶杯做起實驗來了。她有意灑出一點水在盤子裏,並輕輕地晃動杯子,看看茶杯動不動。一連試了好幾回,她終於發現了一個秘密:在茶杯和盤子之間灑一點水,茶杯就不會滑動了。有了新的發現小瑪麗亞很興奮,她激動地將這個秘密告訴了父親:“爸爸,你快告訴我這是為什麼?”父親卻沒有回答她提出的問題,而是高興地抱起了瑪麗亞,大聲地說:“瞧,我們的小瑪麗亞有了新的發現……”
科學家克裏克說,我相信自己具有一個異常清醒的分析頭腦和迅速掌握任何問題本質的能力,這使我在起步晚的情況下也能迅速地達到事業的頂層。不停留於一般性的知識,認識事物本質,是做學問的終極目的。
自古以來,西方人就有一種對世界的本體刨根問底的習慣,他們一心要在各種雜多的意見中尋求統一的智慧。世界的本原是什麼?什麼是世界的始基?最終極的原因是什麼?這是希臘哲人愛提的問題。答案或曰水,或曰火,或曰氣,或曰原子。起初隻是在感性具體物中兜圈子。可是他們越來越發現,用這些可感事物的物質作本原,無法表達萬物的普遍性、統一性、無限性。於是提出了一些抽象詞語,用來表示無限的統一的存在本體,比如阿拉克西曼德的“阿派朗”,赫拉克利特的“邏各斯”,巴門尼德更是首次提出了“存在”範疇。這些始基論,後世以“邏輯”一說最流行,並常常以此為代表。
西方一切學說之母胎始於哲學,而對哲學的定義就是智慧的學問。亞裏士多德邏輯,歐幾裏德幾何,乃為重智之產物。從英國的經驗主義到美國的實用主義,從路德的宗教改革到韋伯的新教資本主義倫理,到穆勒的利己主義都浸透著一種理智精神。西方哲學對人類精神的討論,也多以理智為結論。可以說,對事物本質的追問是人類的智慧之源。
有新的見解,接受事實的檢驗
克勞斯·瑪·克裏津是德國物理學家,因為發現了量子霍爾效應並開發了測定物理常數的技術而榮獲1985年諾貝爾物理學獎。
1978年,克裏津在測量矽場效應管的一些特性時,發現隨著電壓的變化,場效應管的霍爾電阻的曲線會出現平台。霍爾效應是美國人霍爾發現的一種電磁效應。霍爾在研究電流在磁場中受力的情況時,發現如果在電流的垂直方向加上磁場,則在同電流與磁場都垂直的方向上就會出現一個電場。應用霍爾效應的霍爾元器件早已被廣泛應用了。其實,在克裏津之前就曾有人發現過在某些條件下霍爾電阻曲線出現平台,但他們都把它看作是偶然的、不重要的現象而忽略了,沒有加以深入研究。而克裏津以敏銳的目光注意到這種現象,他不明白其中的原因,因為當時的理論都沒有解釋過這一現象。
克裏津認為可能是由於測試材料中的結構缺陷影響了霍爾效應的測量結果,但他並沒有想當然地加以簡單推斷,而是試圖通過精確的實驗來說明。為此,他反複地測量了多種不同的樣品,並設置了不同的實驗條件。由於克裏津嚴格地挑選測試樣品,對測量線路進行了有效的屏蔽,謹慎小心地安裝樣品,排除了各種外界幹擾因素,這就使測試結果非常真實可信。大量的測試結果表明,在特定的條件下,多種測試樣品都出現了霍爾電阻曲線的平台。這說明霍爾電阻曲線平台不是偶然的現象,而是精確地被固定在某些位置的,它不受材料或器件尺寸等因素的影響,是客觀存在的一種規律性現象。
經過長時間的思考,克裏津發現在某種條件下,霍爾效應是呈現量子化的!霍爾電阻曲線的平台,正是這種量子化的表現。這是一個非常新穎的思想,人們很難想象量子化的規律會十分準確地在這裏起作用,克裏津在實驗中發現的量子霍爾效應,被同行們認為是“非常令人意外的,它開辟了一個具有極其重要意義的新的研究領域。”
科學和學習的過程不單純是被動地接受現成的知識。在現實的世界裏,那些有價值的東西常常需要我們通過一個全新的視角去發現,我們獨辟蹊徑的任何一種想法都有可能是成為重大發現的契機。
斯萬特·奧古斯特·阿倫尼烏斯是瑞典物理化學家。在他生活的19世紀,科學家們麵對著一個難題:當在實驗中把電池的兩個板極放進溶液時,他們發現電流可以通過溶液。這個問題使許多科學家感到困惑,因為已知的條件是:電流不能通過蒸餾水,也不能通過固體的鹽塊;但是,把鹽塊放進蒸餾水中化成鹽水,電流卻很容易通過;而且,當電流通過鹽水時,在電極板上還會出現新的物質。
英國化學家戴維和德國科學家格羅斯特曾試圖解釋這種現象,但沒有成功。後來法拉第也做過這方麵的研究,也沒有找到滿意的答案。許多年過去了,一些化學家和物理學家始終被這個難題困擾,無法解答……
1882年,阿倫尼烏斯向上述難題提出挑戰,力求一攬子解決問題,對難題做出完滿解答。他下決心攻克溶質溶於溶劑後出現的種種不可解釋的難題,選擇了研究溶液的導電問題作為博士論文選題。