任何科学技术的发现和发明,都是一种创新,起关键作用是一种特殊的思维活动---想象。一个人想象能力的高低是与他创造才能的大小和精神产品的多少成正的。丰富的想象力是科学生命旺盛的体现。
想象是人类区别是动物的独有天赋和才能,它是凭借形象思维、抽象思维和数学思维三种方式,对头脑中接收和存贮的各种信息,进行加工、排列工、重组、创造出未曾感知甚至是未曾存在过的事物的形象的心理过程。想象是人们在信息不充分的环境中生存和行动的时候,在不明确性的认识阶段上产生和发生的;相反,信息越充分,认识越明确,为想象力提供的活动场所也越小。长期以来,人们仅仅注意到了艺术创作中的想象,似乎想象只存在于艺术家的头脑中。事实上,将科学与艺术比较,科学上的想象自然不见得比艺术中的多,但也绝不见得比艺术中的少。所有伟大的科学家和发呢家,都曾自由地运用他们的想象,创造出不逊色于艺术珍品的科技成就。
爱因斯坦在《论科学》中,阐述字想象对知识的增进和科学研究的重要作用,他说:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想象力是科学研究中的实在因素”。我的体会:
1、 想象对研究对象的纯化和概括。科学研究中概念
的形成,信赖于实践基础上一系列创造性思维活动的结果,其中想象起了相当重要的作用。通过观察和实验,科学家收集许多漫无秩序的事实和事件,只有靠创造性的想象力去理解和联贯它们。列宁说,“即使在最简单的概括中,在最基本的一般观念中,都有一定成分的幻想、”在各个学科中,不论是由直接经验通过归纳建立的概念,还是由“间接概括“而建立的概念,都需要想象。如在微观领域、宏观领域、纯理论和数学研究中,黑洞、物质波、无穷集合等概念,如果没有相当丰富的想象力是很难接受理解它的。
2、想象力为科学实验开辟道路。想象对科学实验的引导作用,最明显地表现在“想象实验”上。“想象实验”又称“思想实验”,是把实验对象和条件以及实际步骤,转化为观念形态的东西,在科学家的头脑中进行思维活动的过程。伽利略在向亚里斯多德错误观念挑战的时候,就曾成功地运用了想象实验。他在《关于两种新科学的数学证明的论说》中,对这种实验作了叙述。尽管这种实验,并不等于实际证明,但却具有启发性和开拓性。马赫在《论思想实验》一书中,对这种实验的作用和意义给予最充分的肯定。他说,思想实验常常先于物理实验开辟道路。又说,它在我们的思维中能引起最巨大的变化,提出科学研究的电重要的途径。它不仅仅在物理学领域是主要的,而且在一切知识领域甚至在数学中重要的。
3、想象是“理性的先驱”。普朗克说:“每一种假说都是想象力发挥作用的产物”。正是想象“可以补充在事实的链索中不足的还没有发现的环节”(高尔基),实现它作为最终导致科学理论建立的“理性的先驱”的作用。现代地质学的开拓者魏格纳,1901年的一天,他对着墙上的地图看与非洲西海岸一凹一凸互相对应,好像可以拼合到一起。这一发现使他的大脑兴奋异常,闪现出一连串问号。为了寻找答案,他查阅资料,苦思冥想。不久,萌生了一个“大陆漂移”的奇想。尔后,他开始寻找地质、地理证据,即使在应征参加第一次世界大战时,他也没有放弃研究。1915年,魏格纳得到巴西与非洲很早以前连在一起的古生物学证据,增强了他继续探索的信心。
魏格纳认为:“就像我们把一张撕破的报纸按参差不齐的断边拼接起来一样,如果看到其间印刷文字行列恰恰相合,就不能不承认这两片破报纸原来是连接在一起的。”为了寻找恰恰相合的“印刷文字”,他长期生活在野外,经过艰苦的考察终于提出了三方面的证据:第一大西洋西岸的许多生物有亲缘关系;第二,大西洋两岸的岩石、地层和褶皱也相吻合;第三,在古气候方面,两极地区有热带沙漠的征兆,而且在赤道森林中找到了冰盖。他还从地球物理学、大地测量学等方面进行了严密的论证。最后,提出了使人“大陆漂移假说”。“理想实验”是发挥想象的“理性的先驱”作用的另一突出表现。“理想实验”是人们在抽象思维中设想出来的,百在实际上,由于实验条件的极端性,是无法做到的。
4、想象是科学发展的前锋。每门科学在其发安然的早期阶段,由于许多东西还是未知的,要用猜想或设想加以补充,因此贯穿着各种想象的假设。随着知识领域的进展,其中许多东西明确起来和固定下来,因而想象退居次要地位。但是这种情况不能长久维持,由于科学知识的积累和研究方法的改进,甚至最稳定的科学领域都会发生与新事实的冲突。这时又产生想象的需要,而且常常需要更大胆的想象,才能保证徬的革命性变革。任何学科,都是在稳定的积累和革命的变革交替中发展的,想象始终是科学进步的前锋。
5、想象对于增进人类自身的智力和激发我们去做新的努力的那种刺激力量的作用。列宁曾引用皮萨无列夫的话指出:“如果一个人完全没有幻想的能力,如果他不能间或跑到前面去,用自己的想象力来给刚刚开始在他手里形成的作品钩画出完美的图景,那我就真是不能设想,有什么刺激力量会驱使人们在艺术、科学和实际生活方面从事广泛而艰苦的工作,并把它坚持到底。”在这个意义上,我可以说,任何科学技术成果都是人的幻想,正象有的学者说的那样:“现在证明的东西无非是以往被想象过的东西”。