在17世纪,西欧和中欧各国的冶金工业有了很大的进展,许多化学家都把精力集中在有实际应用价值的燃烧理论方面。在化学史上出现了由著名化学家史塔尔创立的“燃素论”。这种学说认为,一切能燃的物质里面都含有一种特殊的燃素物质,在物质燃烧时,本身所含的燃素便分解出来,因此,燃烧的本身便是失去燃素的过程。这一学说风行一时,受到了许多化学家的推崇,人们把化学上的许多问题,都用“燃素论”来解释,“燃素论”统治了化学界百年之久。
随着生产的发展和科学的进步,传统的“燃素论”不能解决的问题越来越多了。这个学说明显地成了化学前进的绊脚石。俄国大化学家罗蒙诺索夫和法国著名化学家拉瓦锡就是敢于用自己的实验和理论打破这一局面,向“燃素论”挑战的人。
1736年深秋,罗蒙诺索夫以在彼得堡科学院附属大学学习的优异成绩和其他两名同学一起,被科学院派往国外学习。他们来到德国的马尔堡大学,跟随著名的物理化学家沃尔夫教授学习。罗蒙诺索夫非常善于独立思考,思想上从不受前人的束缚,对科学问题敢于提出自己的见解。经过一段时间的学习后,就是对沃尔夫教授的某些观点他也常常持有不同的看法。有一次沃尔夫对学生们几天前进行的燃烧试验进行讲评,依据的就是“燃素论”。学生们像在听《圣经》一样静静地听着,没有人敢对此说出半个“不”宇,可年轻的罗蒙诺索夫却敢于提出自己的疑问。
他在教授讲完后站起来说:“教授,我经过反复思考,认为有燃素的说法很值得怀疑。”“怎么?你怀疑燃素的存在吗?你能用实验证明吗?”教授听了大吃一惊。“我暂时还不能。”“那等你有了实验证明再做结论吧!”
当时罗蒙诺索夫虽然不甘心,却也只好沉默,然而在他心里已经埋下了志愿,一定要用实验证明自己的观点。
到了1741年,他学成回国,几经周折建造了科学院的化学实验室。1750年他开始利用实验手段向“燃素论”正式挑战。他将一块金属称了重量之后放到一个专门的玻璃容器里,然后将容器的颈部焊死,放在加热炉上熔烧,然后再打破容器取出金属的烧渣称其重量,结果发现它比原来的重量有所增加。
增加的重量是从哪里来的呢?按照“燃素论”的说法来讲,烧后的烧渣应比原来的金属轻才对啊,可见“燃素论”与事实不符,可容器里别无他物,只有空气……难道是金属与空气的微粒化合了,才导致重量的增加?那么容器中的空气重量就应减少,倘若不打破容器,那么整个容器的重量就应不变。
他的这一系列想法在他再一次的实验中终于得到了证明,燃烧的整个容器的重量完全一样,这也狠狠打击了“燃素论”,从而证明了金属的燃烧根本不是燃素在起作用的结果。
此后,法国的著名化学家拉瓦锡也仔细研究了“燃素论”的内容,根据他对实验的观察也对这一学说产生了怀疑,经过数不清的精心实验,拉瓦锡终于证明了物质本身并不含有什么燃素,燃烧是绝对离不开空气中的氧气的,物体燃烧时,是在和氧气化合,所以重量增加。1789年,拉瓦锡拨开了“燃素论”的迷雾,为人类更好地认识世界提供了新的武器。
在科学上许多重大发明都需要对已有的理论或经验提出疑问,以激励自己进行探索。如果总是墨守成规,迷信已有的知识,对任何事情都不敢提出疑问,那么我们的认识就不会更深入、更广泛,就没有更多的新思想、新理论、新事物产生,我们的生活条件和环境也不会有所改善,世界也就无法前进了。我们可以把科学看做从发现问题而发展起来的。“开水为什么会沸腾?”“为什么会发生地震?”……科学家们正是为了解决这些问题而进行着忘我的研究。
问题对于人类的创意是一种激励、一种挑战,正因为人类敢于接受这种挑战,才有问题的不断出现和不断解决,人类才不断地丰富自己的知识,因此,一个问题的解决,就意味着人类在改造大自然中又取得了新的成就,对自然王国的认识又前进了一步。而解决问题的前提是不受前人的束缚,敢于打破旧框框,而提出问题的过程,也正是思考问题的过程,更是学习知识和理论的过程。凭空提问是没有任何意义的,如果一个人对某一个事物能够提出自己的看法和见解,提得越多,说明他对这个事物的了解、分析和研究得越深入。
从以上的几个实例我们可以看出,科学史上的重大发现和技术上的发明创意,都必须有敢于对过去的理论或技术提出质疑的精神。罗蒙诺索夫和拉瓦锡对“燃素论”提出怀疑后没有就此止步,他们都经过多次实验和积极的思考,逐渐接近真理,终于发现了崭新的燃烧理论。
哈佛大学创意课阐明,敢于解除迷信,提出问题是进行科学创意的关键一步。把握住这一点对创意意识的开发将有很大帮助。
以批判的眼光去革新
哈佛大学创意课指出,创意活动既要以继承为前提,更要以创意意识为条件,创意者在有效地从事创意活动时,必须要有创意精神和创意能力。创意精神既表现在强烈的创意动机上,还表现在对各种事物的批判精神和革新精神上;创意能力则是一个创意者必须具备的一种创意品格,它并不是抽象的不可捉摸的东西,任何创意能力总是要在解决问题的过程中才能表现出来。
而要解决问题,首先就要发现问题,提出问题。问题是一切创意活动的起始点,创意地解决问题是产生新成果的必经之路。在一定意义上可以说,人类文明的进化史也就是一部在科学、技术、文明领域中不断提出问题解决问题的历史。
英国著名化学家道尔顿以原子量为核心提出了新原子论,为化学史的发展提供了一个重要的理论基础。恩格斯说:“化学的新时代是随着原子论开始的。”
但是道尔顿的原子论也存在着毛病,其中之一就是他用复合分子概念代替分子的概念,忽视了分子与原子的本质区别。正是这一点使原子量的测定陷入困境,而盖·吕萨克气体反应定律对道尔顿原子论是支持的,没有想到首先起来反对气体反应定律的恰恰是道尔顿本人,因为他认为,如果按照盖·吕萨克的说法,一个体积的O2和一个体积的N2化合成两个体积的NO,那么NO的复合原子岂不是由半个氧原子和半个氮原子组成吗?这是和原子不可分的观点相矛盾的,这就是他持反对态度的“理由”。
他们两个人互不相让,终于引起了一场争论。
1811年阿佛伽德罗提出了分子的概念,提出分子与原子的区别,他指出原子是参加化学反应的最小质点,而分子则是游离状态下单质化合物能独立存在的最小质点。同时还修正了盖·吕萨克的假说,提出在同温同压下,相同体积的一切气体中含有相同数目的分子,而不是相同数目的原子。他将前人的研究成果统一起来,形成了科学的原子——分子论。这时,道尔顿又起来反对说:“在同温同压下,同体积的不同气体所含有的气体粒子数,随气体而异。”结果,出现了原子论的创始人阻碍了原子论进一步发展的可悲事实。19世纪一些有胆识的人开始探索怎样实现人类上天飞行的夙愿时,有些科学界的名流站出来劝阻。最早用三角方法测量同地距离的法国科学家勒让德说:“制造一种比空气重的装置去进行飞行是绝不可能的。”赫尔姆霍茨从物理学的角度论证要使机械装置飞上天纯属空想。美国天文学家纽康通过大量“证明”认为飞机甚至无法离开地面。可是到了1903年,飞机还是飞上了天。
人或多或少地都存在着思维惯性,习惯于依据已有的知识,按常规方法去思考问题,当出现与已有知识相矛盾的新理论、新知识时,就会感到不以为然,体现不出强烈的批判精神,难怪贝尔纳说:“构成我们学习的最大障碍是已知的东西,而不是未知的东西。”上述的实例反映的正是这一情形,这告诉我们,创意者在从事创意活动中要警惕,不要受“已知”的束缚,要摆脱传统观念和习惯思维方式的影响,以保持独立思考能力和批判的革新精神。
一个人的创意力的强烈与否,不仅与知识经验有关,而且与他的“问题意识”的强度和明晰程度关系更加密切,所谓“问题意识”,实际上就是一种寻根究底的精神,一种革新的批判精神,“问题意识”也是萌发创意思想的前提,是创意的起点。深具“问题意识”,以科学的批判眼光去看待各种事物,才可以不受传统观念束缚。
传统思想,习惯看法,权威教条等既成观点,常常也会成为阻挠创意的障碍,这种障碍通常都会有三种表现形式:一是知觉上的障碍,即来自我们自己的知觉方面的障碍;二是文化上的障碍,即每个人常常在有意无意中有附和“流行思想”、“习惯看法”、“传统观念”的倾向,而这种倾向往往容易束缚人的创意力,一个人如果不敢冲出“流行思想”的束缚,不敢冲出“常规”,深受“趋势”和“潮流”的控制,便会埋没创见,创意力就难以发挥;三是感情上的障碍,这是在个人的思想上、感情上所造成的障碍,如自尊心、个人得失的考虑所造成的障碍。
只要我们能冲破以上三种障碍,用批判革新精神看待事物,就会培养出大师般的创意意识,进行成功的创意。
在革新下加以模仿
今天,坐飞机对于我们来说已经是习以为常的事了,提起它,你也许会不屑一顾,但是如果翻开航空发展史,你就会为自己的傲慢与偏见惭愧。人们为了像鸟一样自如地飞翔,经历了漫长的年代,也付出了巨大的代价,不少人甚至为此献出了自己的生命。你是否这样想过,人类从诞生之日起就不甘寂寞,探索和创意向来就是人的天性?当看到鸟儿在天空自由飞翔的时候,人们坐不住了,他们想,鸟类能够展翅高飞是翅膀在起作用,于是很多人站在悬崖等高处把人工翼绑在双臂上模仿鸟类飞翔,有些人甚至因此而丧生。后来者在进一步研究鸟翼形态的基础上逐步学会了制造滑翔机,在有利的上升气流中飞向天空,继而,人们又在思考怎样才能保持持续飞行的问题。
早在1809年,英国的乔治·凯利爵士曾预言飞机应是这样的:“基本原理必定与滑翔中的具有坚固翅膀的鸟一样,只是需要研制合适的发动机。富尔顿和瓦特的蒸汽机也许是可能的动力源,但是,轻重问题是十分重要的,以致大概要利用火药或液体的突然燃烧而产生的空气膨胀作用。”莱特兄弟的双翼飞机于1903年完成了世界上的首次飞行,实现了凯利爵士的预言,在航空史上具有划时代的意义,但是,在此以前,人们所做的各种努力可能就鲜为人知了。1483年,达·芬奇设计了扑翼式飞机,可惜未能制造;1783年,有两人乘坐蒙特哥菲尔发明的热气球飞行了五里,这是受气球的启发而模仿制作的;1783年,墨尔尼设计了一艘飞船,这是首次使用螺旋桨推进的飞船。
莱特兄弟及上述各位探索者们所做出的贡献,已载入了世界航空史册,但公正地说,那些开始想模仿鸟飞并献身的未留下姓名的先驱者们更应该大书一笔,因为后来者每一设计中的进步都与模仿是分不开的。这样的例子可以信手拈来,比如我们可以把加工的木棍看做对天然木棍的模仿,把骨针看做对鱼刺的模仿,把剑看做对动物角的模仿,这种简单的模仿虽然是极其直观表面的,但它的应用是广泛的,作用是显著的。
从自然物转化到工具是一次具有划时代意义的飞跃,伟大的创意是人类支配自然的标志,也是人所特有的主观能动性的体现。可见,从我们祖先那里起,从人类在大自然中求得生存和发展起,模拟就一刻也没有离开过我们,从简单的模仿或仿制,到模拟实验以及功能模拟,模拟方法和手段的每一点进步和提高,都为社会文明和进步起了巨大的推动作用。
模拟实验是在直观模拟的基础上发展起来的比较高级、比较复杂的模拟过程,它被广泛应用于现代科学技术的各种创意活动中。对于我们赖以生存的地球,人们认识还比较肤浅,而对于地球昨天所发生的一切就知之更少了,尽管我们可以从它的形成物中运用历史追溯法,以先进仪器设备为手段来反演,推断它昨天发生的运动。
比如,可以用古生物化石来对比地层,确定当时的地理环境;用同位素法可以测定岩石的年龄等。那么除此以外还有没有其他比较有效的方法呢?那就是进行模拟实验,在这方面做出创意成绩的应首推我国地质学家李四光教授,模拟实验不仅可以模拟无法再现的过程,而且更多地运用于将要实施、将要进行的过程,比如许多大型的复杂工程的设计。运用模拟实验可以预先发现问题以及时纠正和改进,为这些创意活动提供可靠的数据和条件。模拟实验的目的是通过模型去认识或创意原型,而模拟的更高一个阶段——功能模拟,则是对直观模仿的复归,目的在于发展模型本身。
功能模拟就是以不同系统中功能和行为的相似为基础,从控制和信息方面用模型模拟原型的方法,在这方面最突出的例证就是控制论,以及在此基础上发展起来的智能模拟。控制论的创始者维纳等人在自动机器、生物有机体和人类社会之间作跨领域的横向类比时,发现了某些惊人的相似,于是,他们把人的行为、目的等概念引入机器,又把通讯工程的信息和自动控制工程的反馈概念引入活动的有机体,产生了控制论的理论和方法。