以前医生诊断病人是否得了贲门癌,主要是借助听诊器听病人吞水后。在食道下部的贲门处发出的声音,根据其是否正常来判断食道有无癌变。
这种诊断方法,不同的医生往往由于听觉和分辨能力的差异而做不同的判断,往往会造成误诊,给患者带来更加严重的痛苦。
为了提高诊断的准确性,耶鲁医学院的两位医生向耶鲁大学电子系求助,希望研制出一种能将病人吞水的声音信号图形化的仪器。
耶鲁大学几位科研人员接受这一重要任务,立刻行动,将实现的目标分解成录音、声音转换和热笔描图三个功能组块。录音有现成的磁记录技术可以采用,声音转换和热笔描图也都有现成的技术可以借鉴。
他们通过想象,采用磁记录技术,利用快录慢放的方法,将1000赫音频变为100赫,通过声电转换装置,将吞水声音信号变为电信号,再用心图仪上的热笔描绘出音图。就这样,他们根据既定的目标,经过日日夜夜的辛勤工作,将磁记录、声电转换、热笔描记等已有技术加以重新组合配装,终于发明了“吞水音图描记仪”。
这项发明不仅获得了国家的新型发明专利,而且在第14届日内瓦国际发明博览会上捧回了金奖。
杰出的原子核物理学家卢瑟福曾说过:“出色的科学家总是善于想象的。”爱因斯坦也把想像力当做一种可贵的智能,他认为:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,它推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想像力是科学研究中的实在因素。”爱迪生、瓦特等大发明家,他们的学历并不高,却做出了许多发明。这就与他们从小养成的惊人的想像力有关。关于想象的创新作用,我们可以从以下两个方面理解。
一方面,想象能帮助创新者思考问题。
在创新活动开始之前,创新者首先都要设想这项创新活动的条件、步骤、可能发生的问题和预想达到的结果等,这些事先的设想离不开想象。
美国发明家斯坦·梅森发明了能使食物处于最佳受热烹饪位置的炊具。要制造这种炊具,首先应找到微波炉内各处的“热点”。为了解决这个难题,梅森将一层层放有玉米粒的隔板放进微波炉,然后观察哪些地方的玉米粒先爆成玉米花。梅森终于发现了微波炉内的“热点分布模式”:它们不在入口,也不在中央,而是呈一种蘑菇云状。根据这一点,梅森发明了适合这种模式的烹饪盘。
有一位教授洗完燥后,拔下澡盆的活塞放水。他无意中发现水流在排水口形成了漩涡,是向左旋的。这件不起眼的事激发了他的好奇心。他又在其他器具上做实验,并且观察河流中的漩涡,结果发现它们都是向左旋的。教授于是联想到,这种现象大概与地球自转的方向有关。果然,在南半球国家,孔道水流的漩涡是右旋的;而赤道地区的孔道水流并不形成漩涡。最后,这位教授总结出了孔道流水的规律,提出一种新观点,这在研究台风等方面具有实用价值。
一些不起眼的小事中,往往蕴藏着大规律。许多科学上的重大发明都是由一些“司空见惯”的小事触发的。
另一方面,想象是通向创新的桥梁。
人们对客观事物的认识往往有一个发展过程,当人们所掌握的资料不够完备时;只有运用想象,提出猜测性的假说,才能进一步探索客观事物的本质。著名物理学家普朗克说:“每一种假说都是想像力发挥作用的产物。”假说是为探索事物的规律预先在头脑中做出的假定性解释,假说是以现有的材料和认识为基础的大胆的解释,一旦被证实,就是一个科学的创新。
想象是通向创新的桥梁,在创新过程中,想象的一个重要作用就是促成假说,创新者可以根据想象做出的假说来确定方向,进行有目的、有计划的探索。
19世纪著名的化学家范特霍夫,曾经就“想象”这种特殊创造力,对许多科学家作了调查研究,发现他们中间最杰出的人都具有高度发达的想像力。他在担任阿姆斯特丹大学化学教授后首次授课时,就力陈在自然科学研究中,想象跟观察同样重要。创造性想象对于科学家来说,同文学家一样重要,甚至更加重要。德国著名数学家希尔伯特在同一个朋友谈到他的一个学生时,曾作过非常有趣而精辟的说明:“他已去当诗人了。对于数学来说,他太缺乏想像力了。”现代英国数学家布罗诺夫斯基也在题为《想象的天地》的演讲中指出:“所有伟大的科学家都自由地运用他们的想象,并且听凭想象得出一些狂妄的结论,而不叫喊‘停止前进!’。”
善于用联想思维观察问题
作为形象思维的一种基本形式和方法,联想思维是指人们在头脑中将一种事物的形象与另一种事物的形象联系起来,探索它们之间的共同或类似的规律,从而解决问题的思维方法。
客观世界是复杂多变的,是由许多各式各样的事物构成的,而不同事物之间又存在着种种差异和区别,正是由于这些差异才使得整个世界变得如此丰富多彩,也正是因为这些差异,才使得人们难以将它们联系到一起。事实证明,两个事物之间的差异越大,将它们联想到一起就越困难,而一旦将两种看似不相干的事物联系起来,往往就能做出创新。
人是有记忆力的,这是人人皆知的,但是你知道不知道金属也有记忆力?科学家们经研究发现,有一类合金不仅也像高等动物那样具有“记忆力”,而且它的“记性”好得惊人,哪怕改变成千上万或上百万、上千万次,仍能在一定条件下完全恢复原状;再如我们的拖鞋是用泡沫塑料做成的,那么有没有泡沫金属呢?目前,科学家们已经发明了性能优异的泡沫金属。大家知道,人体出汗时,汗水蒸发会带走一部分热量。科学家们受此现象启发,研制出了会“出汗的耐高温泡沫金属”。他们从众多的金属中,挑选了号称“高熔点金属之王”的钨作为泡沫金属的骨架,往钨骨架的孔洞中注满了较易熔化的铜或银。用这种泡沫金属制成火箭的喷嘴,随着温度的不断上升,小孔内的铜或银就会逐渐熔化成**,迅速沸腾、蒸发,并在“出汗”过程中带走大量热量,从而降低喷嘴的温度,保证火箭的正常运行。当然,泡沫金属最诱人的特性还是它的重量很轻。就拿泡沫铝来说吧。纯铝的密度是27克/厘米3,而泡沫铝仅为0。2——0。6克/厘米3,甚至能像木材那样漂浮在水面上。如果用泡沫铝制成设备,如空间站的航天器,总重量可大大减轻,所以是理想的未来航天材料。
前苏联心理学家哥洛万斯和斯培林茨曾用实验证明,任何两个词语都可以经过四五个步骤建立起联想的关系。比如高山和镜子,是两个毫无任何关系的概念,但联想思维可以使它们之间发生联系:高山→平地,平地→平面,平面→镜面,镜面→镜子;再如天空和大米:天空→土地,土地→水,水→水稻,水稻→大米。假设每个词语都可以与10个词直接发生联系,那么第一步就有10次联想的机会,第二步就有100次机会,第三步就有1000次,第四步就有10000次,第五步就有100000次,就这样可以依次向后类推。
所以说,联想思维有着广泛的基础,它为我们提供了无限广阔的天地,一个人如果不会运用联想思维,学一点就只知道一点,那么他的知识是零碎的、孤立的,派不上什么用场;可如果他善于运用联想思维,就会由此及彼扩展下去,做到举一反三,闻一知十,触类旁通,从而使思维跳出现有的圈子,突破思维定势而获得创新的构思。
1941年,第二次世界大战爆发.战争的硝烟弥漫欧洲上方,新式武器的发展使战斗愈加残酷,大批伤兵被运到后方。
一天,法国将军亚得里安去医院看望伤兵,一位伤兵向他讲述了受伤的经过。原来,在德国炮击时,这个士兵正在厨房值日,炮弹劈头盖脸地打来,弹片横飞,他在匆忙之中将铁锅举起来扣在头上,结果很多同伴都被炸死了,而他只受了点轻伤。
亚得里安由此联想到如果战场上人人都有一顶铁帽子不就可以减少伤亡了吗?于是,他立即指定了一个小组进行研究,制成第一代钢盔,并在当年装备了部队,据统计,在第二次世界大战中,世界各国的军队由于装备了钢盔,使几十万人幸免于难。
亚得里安由铁锅扣头能防炮弹,提出制造钢盔。这就是联想思维的结果。
1944年4月,苏军决定歼灭盘踞在彼列科普的德寇,解放克里木半岛。4月6日,已进入春季的彼列科普突降大雪,放眼望去,大地一片银妆素裹。苏集团军炮兵司令在暖融融的掩蔽体里,注视着刚进来的参谋长,只见他双肩落满了一层薄薄的雪花,其边缘部分在室内的暖气中开始融化,清晰地勾画出肩章的轮廓。司令员突然联想到:天气转暖,敌军掩体内的积雪也将融化;为了避免泥泞,他们肯定要清除掩体内的积雪,暴露其兵力部署,于是,司令员立即命令对德军阵地进行连续侦察和航空摄像。苏军只用了3个多小时,就从敌军前沿阵地积雪出现湿土的情况中,推断出敌人的兵力部署。苏军立即调整了进攻力量,一举突破防线,解放了克里木半岛。
联想,在战场上能帮助指战员取得胜利,在市场竞争中也能让企业家抓住商机,赚取利润,
这些创意的确给老板们带来了财运,但相比之下,某光学仪器公司的创意更是别出心裁,因此赚了个盆满钵满。
盛典开始了,从白金汉宫到圣保罗教堂,沿途挤满了近百万群众。当站在后排的人们正为无法看到盛典场景而焦虑不安时,突然从背后传来一阵阵叫卖声:“请用潜望镜观看盛典!”长长的街道两旁,冒出数百辆载满“王子牌”、“王妃牌”潜望镜的销售小车。立刻,人们蜂拥而上,争先恐后地抢购特制的观礼潜望镜。
如今,黛安娜已魂归天国,那场婚礼大典也被人渐渐遗忘,但是这一思维方式,至今还常常被创造学家提起。