无论是直接观察还是客观观察，从总体意义上看，它们都具有以下的特点：
观察的直观性
所谓直观性，是用感观直接观察或是感知客观事物的一种思维能力，是每个人与生俱来的一种本能。仅就感知能力而言，并不是人类所独有的一种能力，动物也具有感知，如它们饥饿的时候会到处去寻找食物，感到寒冷的时候会躲进洞穴，受到死亡威胁的时候它们会逃遁，等等。然而，作为感知功能的最主要的观察能力，只有人才具有。人类正是凭借这种独有的创造性的观察能力，才把其视野拓展到无限广阔的宇宙，深入到物质的外观世界，从而导致了一系列伟大的发明和创造。
眼巴甫洛夫成功于观察？演伊凡·彼得洛维其·巴甫洛夫是俄罗斯著名的生理学家。他长期进行消化生理研究，设计了巴氏小冒等手术方法，对未麻醉动物消化液分泌等功能进行终身观察。多么可贵的执著观察精神！由于他对消化生理的研究贡献，他获得了1904年诺贝尔生理和医学奖。进而又从唾液腺的精神性兴奋出发，转移到对高级神经活动的研究，从而创立了条件反射学说，证明语言功能为人所特有，并且是以语词的刺激作为条件反射的。他是成功的科学家，他的成功最主要的原因在于观察，他把自己的座右铭“观察，观察、再观察”贴在实验室的墙上，时刻勉励自己。
观察的连续性
无论是物质运动抑或是思维活动，一般都具有连续性，由量变到质变。因此，无论是对客观事物的观察或是进行科学试验，都应该坚持连续性，从而发现新奇的现象，总结出新规律，发明新理论。
眼观察数十年如一日？演我国现代气象事业的创始人，著名的气象地理学家竺可桢先生，从年轻时候便坚持每天测量气温、气压、风向等气象数据，长达半个多世纪，共记录下了40多本资料。他晚年出版的《物候学》，体现了他全面系统地观察我国气候变迁的丰硕成果。
观察的典型性
在对客观事物进行观察时，无论是目测抑或是借助科学仪器观察，有时无法对事物的整体进行观察，而只能选择有典型意义的样本进行观察，进而用数理统计的方法，求出总体的统计规律。例如，在生物学的研究中，奥地利遗传学家孟德尔选择用豌豆作为植物杂交的典型试验材料，创立了现代遗传学说。因此，善于选择典型，仔细观察典型样本，是培养创造性观察思维能力的一个重要方面，必须自觉地学习和应用。
观察的求异性
在对客观事物尽心观察或者是自然科学试验中，往往从观察到的反常现象入手，经过深入研究进而导致科学发现与发明的历史是不胜枚举的。最典型的代表就是青霉素的发现，它虽然产生于偶然，但它却是孕育于必然之中的。
眼青霉素的发现？演英国细菌学家富莱明1922年从某种植物和动物的分泌液中，发现了一种称作“溶菌酶”的杀菌物质。1928年他在研究培养葡萄球菌时，发现了培养皿中完全没有生长葡萄球菌，却长出了许多绿色的霉菌，这是一个反常现象，他要追究个中原因。经过他艰苦的研究，发现这种绿色的霉菌能灭杀葡萄球菌，因为是绿色的，所以命名为青霉素。这的确是一个重大的发现，后来经过澳大利亚病理学家弗洛里的研究，肯定了它的价值，把它作为一种抗菌素广泛应用在医疗上，从而挽救了无数人的生命。由于这项发现的重大意义，他们三个人共同获得了1945年诺贝尔生理和医学奖。
观察能力的培养
正常人的观察力，虽然是与生俱来的，但这只是常规的观察力，如果要使它上升为创造性观察力，还需要有意识地进行培养。事实上，人的观察能力是随着年龄的增长、知识与经验的积累、创新意识的强化以及审美能力的提高而不断地提高的。
培养观察思维能力的方法很多，应当广泛地、经常性地进行。例如，学习绘画，参加旅游和科学考察活动，组织开展气象和天文观察活动，培养人对自然科学试验的兴趣和操作能力等。随着现代科学观测技术的发明和运用，人类的观察范围向着无限广阔的宇宙和极为精微的物质结构的内部两个方向发展，导致了越来越多的发明和创造。
例如，美国耗资15亿元研制的“哈勃”望远镜，于1990年发射，设计寿命为15年。这个被为“太空千里眼”的仪器，已在太空中飞行了16亿公里的航程，为20多个国家的2000多名科学家进行了11万次的观测，导致了不计其数的新发现。又比如，关于宇宙中存在着“黑洞”的说法，已经流行数百年了，但是一直无法得到科学的证实。而在几年以前，据来自哈勃空间望远镜发回的资料，科学家们首次找到了黑洞世界存在的直接证据，并推测黑洞很可能普遍存在于星系的中心部分。
在罗马的门神，有两个面孔，同时朝向两个相反的方向，人们把它叫做“两面神”。20世纪70年代末，美国康涅狄大学的行为科学教授A·卢森堡在对20世纪最伟大的科学家爱因斯坦的历史、论文等进行深入研究，以及对当今仍在世的一些科学巨匠进行长达1665个小时的直接交谈后，借用古罗马门神的名称提出了一个有关创造性思维的崭新概念——“两面神”思维方法。他认为，爱因斯坦凭借凡人的头脑创立极为抽象的相对论模型，其“核心秘密就是爱因斯坦炉火纯青地运用了‘两面神’思维这一独特的创造性思维方法”。
“两面神”思维的过程大致包括：
一是积极地构想出两个或更多并存的事物，倘若把这些事物合并成一个事物，即能产生创造性的新发现。
另一方面，如果把同样起作用、同样正确，但彼此完全对立的概念、印象和思想统一起来，也会产生创造性的结果。
爱因斯坦运用两面神思维引出相对论学说
爱因斯坦在发展相对论学说过程的思维曾被他本人称为“一生中最愉快的思维”，这一思维实质上就是“两面神”思维。《居里夫人传记》中的一段记述对此点能给予间接的说明：1913年夏，居里夫人携女儿与作为科学界朋友的爱因斯坦一道去瑞士东部的昂加地纳旅游。当他们沿着悬崖陡壁抵达一个山顶时，爱因斯坦突然喊道：“夫人，你明了我需要知道的，乃是当一个升降机坠入空虚的时候，乘客将会出现什么事……。”
这一如“杞人忧天”般的表演，使在场的孩子们哄然大笑。然而，他们哪里知晓，此举是引发爱因斯坦研究广义相对论的契机，爱因斯坦此时顿悟出了惊人的科学奥秘，即升降机里的重力感觉，恰恰是加速度上升的惯性力引起的，就像电场是电磁感应产生的那样，引力场也只是相对地存在。因此，对于一个从高处自由落下的观测者来说，在其下降期间是没有引力场的；反之，当他在没有引力场的空间里，乘坐以重力加速度上升的升降机加速上升时，定会受到与生活在地球上一样的引力的作用，但本人将毫无感觉。
震惊世界的“引力是相对的、引力与惯性力是等价的原理”就这样被揭示了。这一原理是广义相对论重要的理论基础。
从爱因斯坦的波粒二象性窥视两面神思维
爱因斯坦对光学的研究过程也能让我们一窥其“两面神”思维的轨迹。在科学界，光的微粒说与波动说之争可以追溯到17世纪中叶，至19世纪末尚未有定论。
通常，光在传播过程中表现出波的特性，发生衍射、反射、折射、色散等现象；而在产生和转化如辐射、吸收等？过程中，表现为粒子性。光的波粒二象性使科学界迷惑不解，也使得坚持波动说、粒子说的人各执一端，难分高低。如何解决这一矛盾？芽爱因斯坦遂大胆假设：光可能即是粒子，也是波，是一种光量子，而光理论应该是“波动理论与发射理论的一种融合”。从此，对现代科学事业的发展有深远影响的、同牛顿的经典力学迥异，但堪可与之相媲美的量子力学产生了。
20世纪的科学界再次刮起了狂飙。
恩格斯曾经指出，世上万物的“整个逻辑都是从前进着的各种对立中发展起来的”。对立事物间具有统一性，形式上的分歧其实掩盖着内容上的相通。“两面神”思维方法能帮助科学家产生新的重大发现，其根本原因也正在这里。爱因斯坦善于抓住那些表面上看起来似乎是格格不入的矛盾着的事物，进行科学的假设的推断；敢于“否定一种曾盛极一时的科学理论，以建立另一种与之不相容的新理论”，从而极成功地构筑了相对论和量子力学理论的殿堂，为世界科学事业的发展做出了划时代的贡献。他的一些令其同代人闻所未闻的神奇预言也正逐渐被今人及后人所验证。
典型思维法是指通过对典型事例的深入细致的分析，从中找出事物的本质和规律，从而使问题得到解决的思维方法。
运用该法的关键是选择典型，使其真正具有代表性。一般来说，选出的典型应当与绝大多数同类事物的基本情况相同或相似；应当比较全面集中地体现同类事物的共性；应当与绝大多数同类事物所处的条件大体相同。其次是最好多选择几个典型。典型分析不只是选择和分析一个典型即可，因为任何典型都有其局限性。“点”在一定程度上可以代表“面”，但不能完全代表“面”，也不是任何一“点”都能在一切情况下代表“面”，更不能直接等同于“面”。多分析几个典型，多掌握一些情况，才能使我们的思维更全面，更深刻。
眼孟德尔选择豌豆作“典型”演孟德尔研究遗传学和杂交技术的过程中，就十分重视观察的典型性。他是奥地利修道士，也是一个业余植物学家，十分爱好园艺。在修道院的后花园里，孟德尔种植了豌豆、菜豆、玉米、草枣等多种作物，并不断地进行杂交实验。不过，在他的实验研究中，他主要选择豌豆作为研究的观察对象。为什么要选择豌豆呢？首先，与其他农作物相比，豌豆具有明显的、易观察的、稳定的相对特征，如种子的形状（圆、皱），子叶的颜色（黄、绿），茎的高度（高、矮）等；其次，豌豆花的雄蕊和雌蕊由花瓣包裹起来，在自然条件下进行自花授粉，易得到纯种，一般不会受到外来花粉的影响；再次，豌豆具有容易栽培、生长期短的特点，可缩短观察周期。
孟德尔在观察时选取豌豆豆粒表皮的圆滑和皱褶、植株的高和低、豆粒颜色的黄和绿等相对性状作为观察指标项。他经过8年的精心实验和观察，发现了豌豆杂交后代特征的变化，并在此基础上总结出两条重要的遗传定律，即遗传因子分离定律和遗传因子自由组合定律。这一科学研究成果对植物品种的改良具有重要的指导意义。
眼袁隆平培育“典型”稻种？演我国农学家和发明家袁隆平在攻克杂交水稻种植的技术难题中，也运用了典型观察的办法。首先，他在波浪起伏的稻海中，找到了一株叶茂根粗、性状特异的雄性不育水稻，并且小心翼翼地把它拔起，带回家中，移植到试验盆里；然后用小小的镊子，把别的稻花里的花粉，授入到它上面那一朵朵小花器里，进行人工杂交试验。经过精心培养，这个“典型”表现不错，结出了数百颗种子，成功地繁殖了第一代雄性不育的稻种。
在此基础上，袁隆平撰写了《水稻雄性不育性》的论文，寄给《科学通报》，并刊登在1966年第4期上。这篇为国内外第一次论述水稻雄性不育的文章，不仅用科学实践数据详细论述了杂交水稻具有雄性不育性，同时，还进一步预言：利用杂交水稻第一代优势，将会给农业生产带来大幅度、大面积的增长。经过多年的不断探索，杂交水稻种植技术日趋成熟。1981年，袁隆平获得国家特等发明奖。到1988年，杂交水稻已成为我国作物良种中推广速度最快、增产效果最好的佼佼者。当年种植面积推广到18亿亩，占全国水稻总面积1／3，七年中累计为国家增产粮食达1000亿公斤以上，创增产效益100多亿元。
无论是现代遗传学的奠基人孟德尔，还是杂交水稻之父的袁隆平，他们取得的成功，与其在科学观察中重视观察对象、观察指标项的典型性的科学方法分不开的。
发明创造需要典型思维方法，是因为它可能面对的是一个发展变化过程都极为复杂，且不那么纯粹单一的客观对象。要从观察事实中获得客观本质，就必须暂时地，有条件地撇开与当前无关的内容，撇开次要过程和干扰因素，从而对有代表性的对象在比较典型的条件下观察其比较纯粹的状态，让其主要的方面、过程充分暴露出来。其目的在于简化观察过程，保证观察结果具有典型意义。当然，典型与否，是相对而言的。
