愛迪生忽然想出了一個辦法。他說,他能利用工廠汽笛聲和河對岸聯係上。他拉響了汽笛,發出長長短短的聲音。河對岸的汽笛也響起長長短短的聲音,愛迪生翻譯給大家說:“對岸的人們向你們問好。”

請你說說,愛迪生是怎麼與對岸通訊的?他是怎麼想到用這種辦法通訊的?

(4)莫爾斯是個美國畫家。有一次,他聽說電磁鐵會隨著電流的變化而引起磁力的變化。他想:這可以用來傳遞信息。經過幾年的努力,他發明了電報。但是,電報訊號經過一段距離的傳遞以後,會變得很弱,接收起來很困難。有一次,他在驛站裏看到送信的馬奔波一天後就留在站裏,第二天改用精力旺盛的馬。這樣一站一站更換,傳遞信息可以達到很高的速度。他想:電報為什麼不可以一站一站地接力呢?他就在一段距離後設立一個電報訊號加強站,從而使電報傳到很遠的地方。

第四節 在試錯中發展

我們認識事物,常常是一步一步認識的;我們解決問題,也是一步一步解決的。要認識事物,要找到解決問題的關鍵,試試錯錯法是一種常用的思想方法。

大發明家愛迪生實驗並改進了電燈,實驗的成功不是靈機一動就作出的,而是經過了長期的摸索。在摸索的過程中,他就多次用到了這種試試錯錯法。

在研究究竟什麼原因使燈絲容易斷裂時,他使用了試試錯錯法。他先假定,燈絲斷裂是因為製造燈絲的材料的熔化點太低,隻要燈管裏的燈絲能夠耐高溫,就能發出比較明亮的光,燈絲的壽命就能延長。為了證明自己的想法,他就選用熔點很高的金屬——白金。但是,用白金絲一試,還是很容易斷裂。這說明,問題的關鍵不是在燈絲的熔點。

一種想法被事實所否定,他就提出新的想法,尋找新的原因。愛迪生想:也許燈絲的環境不好,裏麵有空氣,通電以後,燈絲發熱,容易燃燒。為了驗證這種想法,他就試著改變燈絲的環境。早期的燈泡裏並不抽成真空,裏麵有許多空氣。燈絲在高溫條件下與空氣發生作用,使燈絲斷裂。愛迪生抽去了燈泡中的空氣,燈泡發出了光,持續了很長一段時間才熄滅。

但是,燈絲的壽命還不夠長,有的用幾個小時,有的用幾十個小時,燈絲就斷裂了。為了尋找最合適的燈絲材料,愛迪生試用各種各樣的纖維做燈絲,棉花線、竹絲、金絲等等,一一加以實驗。單是竹絲,就在世界各地收集了幾百種竹子,然後經過炭化做成燈絲,再一個一個地試,看看哪一種燈絲的壽命長些,發光亮些。經過一樣一樣的實驗,一步一步認識了各種燈絲的優點和缺點,終於找到了比較理想的燈絲材料。他所使用的方法,就是試試錯錯法。

科學家們做過實驗,把一隻猿關在籠子中,籠外有一隻香蕉。它想拿到香蕉。它先用前肢去拿,但是,前肢太短,雖然盡量地伸出去,還是夠不到;它見到籠子旁有一些小竹竿,就拿起一根竹竿,想用竹竿撥香蕉。但是,竹竿太短,還是夠不到香蕉。它就放下這根竹竿,用另一根竹竿試試,一試,這根竹竿還是夠不到香蕉。它還是不甘心,隻見它抓頭摸耳,爬上爬下,突然,它拿起竹竿,這一頭看看,那一頭看看,再拿起另一根竹竿,看一看這一頭,又看一看另一頭。它似乎有所頓悟,急忙把兩根竹竿連接起來,細的一頭插在粗的一頭中,這樣,竹竿就變長了,夠著了香蕉。用這種辦法,它終於吃到了香蕉。這隻猿使用的方法,實際上也是一種試試錯錯法,就是一計不成,再試一計。

運用這種方法,要注意幾點。

第一,要盡量在實驗之前作通盤的考慮。就是說,要先想想可能有哪些原因,有哪些辦法,要努力把各種可能的原因、可能的辦法都羅列出來。這樣可使這種辦法有一定的計劃性。

第二,一種辦法失敗了,不可固著於這種辦法,要盡力調換新的方法。這條路走不通,不要老是在這條路上徘徊,要想想還有什麼別的路可以走。

第三,用試試錯錯法進行實驗的時候,應該有一個合理的先後次序。這個次序的安排,應該按照可能性的大小、實驗的難易程度排列。可能性較大的辦法,或比較容易見分曉的辦法,應該先行實驗,以節約時間,提高效率,盡早縮小搜索範圍。

下麵是一個具體的例子,試著用試試錯錯的辦法提出你的解決方案來。

有一天晚上,小明在家裏做作業,突然,台燈不亮了,他起身準備檢查台燈不亮的原因。請你用試試錯錯法幫助小明提出解決的方案。

第五節 學會逆向思維

我們遇到一個問題,思考的起點,可以從條件出發,也可以從結果出發。從條件出發,是一條路;從結果出發,也是一條路。

下麵是一個實例:

有兩個女孩子和她們的母親要到一個小島上去旅遊,到小島必須乘船,但是,船隻有一隻,而且是一隻小艇,不能讓母女三人同時開往小島,它的載重量每次最多隻能運載一個婦女或兩個女孩。怎樣才能讓她們到達小島?

這樣的問題,我們可以從結果開始思考。我們設想,如果三個人已經全部到達小島,最後來到島上的人就有兩種可能,一種是兩個小女孩最後到達小島,另一種可能是母親最後來到小島。如果是後一種可能,那麼,母親到小島所乘的小艇是誰帶給她的呢?顯然這是不可能的。因此,隻有一種可能,即母親先到小島,兩個女孩後到小島。

但是,如果母親直接先到小島,也有一個問題:她上了島,她所乘的小艇怎麼再去接運兩個女兒呢?她要上島,要為她準備小艇,還要考慮有人把小艇運回,因此,兩個小女孩要在島上和海岸邊起應接的作用,一個給她送小艇,一個要在她上島後幫助她把小艇運回岸邊。

經過這樣一些分析,我們再從結果回到起點,可以理出這樣的思路:

(1)兩個小女孩先乘小艇到小島;

(2)一個小女孩守在島上,另一個駕了小艇回到海岸接運母親。

(3)因為小艇隻能運一個大人,前來接母親的那個女兒離船上岸,母親獨自一人駕小艇來到小島。

(4)另一個女兒正守在島上。她接了母親上島,自己乘小艇再去海岸邊接自己的姐妹。

(5)姐妹倆乘上小艇前往小島。三個人此時都到了小島。

運用從結果開始思考的方法,是一種常用的思考方法,但是,這種方法要與從原因或條件開始思考的方法結合起來。

第六節 讓腦筋轉個彎

走路的時候,一條路走不通,可以走另一條路;解決問題時,一種方法解決不了,可以用另一種方法去解決,可以讓思維轉個彎,想一想能不能把問題轉換一下,把它變成與之等價的另一個問題。如果解決了後一個問題,前一個問題也就迎刃而解了。

“曹衝稱象”就是一個很好的例子。

三國時期,有人向曹操贈送了一頭大象。一天,曹操問手下的大臣們,能不能稱出大象的重量。大臣們麵麵相覷,誰也想不出好辦法來。

曹操的兒子曹衝聽了,大膽地說,他有辦法稱象。他讓人找來一隻船,在船上放上一堆青草,把象引到船上。大象的重量一下把船舷壓低了。曹衝來到船上,在吃水的地方畫了一條線。然後,他又讓人把大象牽到岸上,船馬上又浮了上來。曹衝又讓人往船上裝泥土石子。船上的重量一點一點增加,船也一點一點地下沉。當船沉到剛才劃線的地方時,曹衝又讓人一筐一筐地稱出這些石子和泥土的重量,加在一起,就得出大象的重量。

曹衝在這裏使用的方法就是轉換法。船上分別裝上大象和石子時,船下沉到同一吃水線,這表明大象和石子有相同的重量。這樣,稱出大象的重量就變成了稱出石子的重量,大象的體積大,稱量比較難,而石子比較小,可以一次一次地稱,因此,稱大象的難題就變成了稱石子這樣一個比較容易的問題。沒有這種問題的轉換,稱象問題是個難題,轉換以後,稱象問題就輕而易舉地解決了。

問題的轉換必須是等價的,也就是問題的本質不變。轉換前後的兩個問題必須在實質上是同一個問題。比如說,知道一堆水果的總數,這堆水果中有梨和蘋果,要你數出梨有多少隻。你可以一個一個地數梨的數目;你也可數蘋果的數目,然後用總數減去蘋果的數目,得出梨的數目,這兩種方法是等價的。如果蘋果的數量少,用後一種方法就是比較簡便的方法。

轉換的方向是很多的,大可以轉化為小,高度也可以轉化為長度。古希臘科學家泰勒斯測量金字塔的高度,就是使用高度轉換成長度的方法。金字塔很高、很陡,要用垂直測量的方法測出它的高度是不容易的。埃及人年長月久,竟忘記了金字塔的高度。泰勒斯到埃及遊覽的時候,埃及人請他測出金字塔的高度,泰勒斯答應了。測量的這一天,泰勒斯讓助手在地上垂直地立下一個標杆,不時地測著它的影子。當影子的長度與標杆的高度一樣時,泰勒斯讓助手馬上測出金字塔影子的長度。他說,這個影子的長度,就是金字塔的高度。

為什麼高度轉換成等價的長度了呢?這是因為,太陽光是平行的,當標杆的影子的長度與標杆的高度一樣時,說明太陽光與地麵成45度角,此時,所有的垂直物體都與自己的影子組成一個等腰直角三角形,垂直邊與地麵上的直角邊相等。因此,要測出高度,可以測出它的影子的長度。

轉換方法在生活中很有用,在學習中也很有用。許多數學題可以通過一定的轉換而獲得解決。在物理、化學的學習中,我們經常地使用著這種方法。

第七節 圖表能告訴我們

我們思維的時候,往往是在頭腦中思考著、比較著、判斷著。遇到複雜一點兒的問題的時候,腦子常常不夠用,因為腦子不僅要思考,還要記住階段性思考的結果。

有時候,我們遇到更加複雜的問題,問題的已知條件比較多,條件中的關係複雜,一時不能在大腦中清晰地理出頭緒來。如果這時進行思考,常常會越想越亂,使我們感到無處入手。此時,重要的是要理清問題,把條件條理化,把問題明朗化。

把問題和條件理化的辦法是有的,一種比較常用的辦法,就是列出表格,把問題表格化。

我們還是通過具體的問題來說明這種方法的應用吧。

有一個這樣的問題:安妮、海瑟、特麗莎三人是鄰居。海瑟的家在中間,他們各自的職業不清楚,隻知他們分別是醫生、化學家和電台播音員。

一天放假,特麗莎不在家,播音員牽著特麗莎的狗散步去了。安妮家那台立體收音機的聲音實在太響了,化學家受不了,就用手在那堵與安妮相隔的牆上輕輕地敲了三下。

請問,他們各自的職業是什麼?

這個問題的難處,一是條件比較多,解題時記不住那麼多;二是這些條件與結果之間的關係不明顯,不能從某個條件直接得出某個結論來;三是條件比較交錯,一個條件可能與另一個條件一起才能得出某個結論來。

如果我們把問題放在頭腦中苦思冥想,很可能不知從何處入手。

如果我們用列表的辦法,就能把問題簡單化、明朗化。

我們先列出這樣一個表來:

醫生化學家播音員安妮海瑟特麗莎

然後,將已知的條件逐一填入表中:

醫生化學家播音員安妮-海瑟特麗莎+--

1、從已知條件看,安妮家的收音機使化學家受不了了,化學家就用手敲與安妮家相隔的牆。這說明安妮不是化學家。這樣,我們就在安妮與化學家的對應格上填上“-”號。

2、從已知條件看,播音員牽著特麗莎的狗散步去了。因此,特麗莎不是播音員。這樣我們就能在特麗莎與播音員之間的對應格上填上“-”號。

3、特麗莎不在家,她不可能敲安妮家的門。條件中告訴我們,是化學家敲的門。這就排除了特麗莎是化學家。這樣,我們可以在特麗莎和化學家之間的對應格上填上“-”號。

4、從表上看,特麗莎既不是化學家,也不是播音員,那麼,她就一定是醫生。我們就可以在特麗莎與醫生之間的對應格上填上“+”號。

5、接下來,我們可以在表格上運用邏輯關係進行簡單的推導:特麗莎是醫生,那麼海瑟和安妮一定不是醫生。我們就在它們與醫生的對應格上填上“-”號。

6、從第一欄中,可以看到,安妮不是醫生,不是化學家,則必然是播音員。我們在安妮與播音員對應的格上填上“+”號。

7、安妮是播音員,則海瑟必然不是播音員。在海瑟與播音員的對應格上填上“-”號。

8、安妮不是醫生,不是化學家,則必然是播音員。在安妮與播音員之間的對應格上填上“+”號。

這樣,我們從表中可以看出,特麗莎是醫生,海瑟是化學家,安妮是播音員。

醫生化學家播音員安妮--+海瑟-+-特麗莎+--

下麵也是個條件比較複雜的問題,大家不妨試著用列表的方法進行解決。

有一家旅行社正在為三位旅客訂飛機票。這三個人是荷蘭人比爾、加拿大人帕特和英國人德比。他們一個要去荷蘭,一個要去加拿大,一個要去英國。已知比爾不去荷蘭,帕特不去加拿大,德比不去英國,帕特也不去英國。那麼,他們各自要去哪個國家?

參考答案:

比爾去英國,帕特去荷蘭,德比去加拿大。

第八節 學會去偽存真

有些現象是表象,有些現象是假象,有些現象是枝節,它們都不代表事物的本質,不能說明主要的問題。在遇到這類問題的時候,我們的思維要防止直線性,要學會轉個彎,不要被表麵的現象所迷惑。

還是從例子分析吧。

約翰駕車到拉斯維加斯去度假,在一個小鎮上汽車出了毛病,隻得送到修理廠去修理。他乘修車的空當兒在小鎮上走了一圈,想順便理理發,因為他的頭發已經很長了。

他走遍了小鎮,發現小鎮上隻有兩家理發店,一家叫喬斯理發店,另一家叫比爾理發店。他想考察一下這兩家理發店的服務質量,就先來到了比爾理發店,隔著窗朝店內觀察,隻見地上有一堆亂頭發,鏡子也沒有擦幹淨,更令人難受的是,理發師自己的頭發一團糟,胡子頭發連成一片,像一堆茅草。

約翰又去喬斯理發店,隔著玻璃窗一看,隻見地板上很幹淨,鏡子很明亮,理發師的頭發剛理過不久,理得很整齊,很漂亮,看得出來,理發師的手藝很高超。

約翰剛要抬腳進去,但轉念一想,沒有走進去,而是回到了比爾理發店。

你認為,約翰的選擇對嗎?如果是你,你將怎樣選擇?

約翰是這樣分析的。鎮上隻有兩家理發店,而理發師不能自己為自己理發,必須由別的理發師理。因為鎮上隻有兩個理發師,所以,這兩個理發師的頭發一定是互相理的,比爾的頭發由喬斯理,喬斯的頭發由比爾理。喬斯的頭發理得很出色,說明比爾的手藝很好。而比爾的店裏地上滿是頭發,可以看成是髒亂,也可以看作是手藝高超、顧客盈門的結果。所以,約翰選擇比爾理發店是正確的。

下麵是一些題目,解答時,也要讓思維轉個彎。

1.愛德華是個億萬富翁,他願意出資50萬賞給汽車比賽的選手。但是,他將選擇最後一輛車即開得最慢的汽車的司機。請問,這場比賽怎樣進行呢?

2.富勒是以色列的“阿凡提”,他自稱能夠在比賽前告訴別人任何棒球賽的比分。人們不信,但是,每一次,他確實都在比賽前正確地說出了比分。富勒為什麼能這麼“一貫正確”呢?

3.一家花鳥店的店員向顧客介紹一隻鸚鵡說,它能重複說出它能聽到的任何話語,而且惟妙惟肖。有一位夫人聽了店員的介紹,買下了這隻鸚鵡。但是,一個星期後,這位夫人又帶了鸚鵡回到店裏,抱怨這隻鸚鵡買回以後連一句話也沒有說過,店員肯定是欺騙了她。店員也說出了他的理由,承認鸚鵡不會說話,但不承認欺騙了她。請問,店員是怎麼解釋的?

4.你有辦法使一根火柴在水下燃燒嗎?

5.一輛汽車裏坐著父子倆。他們是去度假的。但是,路上他們的車與迎麵來的另一輛汽車相撞,汽車失去了控製,撞在橋墩上,幸好父親沒有受傷,車也沒有損壞,但兒子受了傷,父親急忙用車把兒子送到附近的一家醫院進行搶救。醫生檢查後認為應該進行手術。但是,主持開刀的醫生看了看這個孩子,卻大聲說:“我不能為這個孩子做手術,他是我的兒子。”請問,這究竟是怎麼一回事?

6.某個司機沒有帶駕駛執照,但是她卻不顧交通信號和有關規定,以錯誤的方向沿著單行道越過了三條橫馬路。警察看到了全過程,去沒有找她的麻煩,反而客氣地低低頭。這是為什麼?

7.星期天,小王的同事和朋友一起來到小王家探望,小王的女兒也在家。孩子長得很可愛,來訪者一見了孩子,都抱她親她。大家都說:“這孩子真像她的媽媽。”但是,來訪的人誰也沒有見過小王的愛人,也沒有看到過小王愛人的照片。他們是怎麼判斷孩子像媽媽的?

8.從前有位國王,他有兩個兒子,他想選其中的一個做未來的國王,兩個兒子中誰要聰明些,誰就被指定為接班人。他讓兄弟倆比賽騎馬,誰的馬跑得慢,這匹馬的主人就當未來的國王。結果,大兒子正在想怎麼慢些更慢些的時候,小兒子卻已騎上馬飛奔而去,很快贏得了勝利。他是怎麼取勝的?