在科學研究和科技創新中,想象思維雖然不是常用的思維方式,但如果在科學研究過程中,能充分發揮想象力,突破原有的框框,從(cong) 多角度、多方向思考問題,常常會(hui) 得到意想不到的結果。
看地圖發現“大陸漂移說”
1910年的一個(ge) 秋夜,因患重感冒而睡不著的德國氣象學家、地球物理學家魏格納躺在床上,百無聊賴。突然,他從(cong) 牆上的地圖上,看到一個(ge) 奇怪的現象——大西洋西岸巴西東(dong) 端的直角凸出部分與(yu) 大西洋東(dong) 岸非洲西岸直角凹進的幾內(nei) 亞(ya) 灣非常吻合;巴西海岸的每個(ge) 凸出部分,都正好和非洲西海岸同樣形狀的凹型海灣對應;巴西海岸每有一個(ge) 凹形海灣,非洲西海岸就有一個(ge) 相應的凸出部分。如果把它們(men) 拚在一起,簡直就像一塊完整的大陸。
魏格納突發奇思妙想:難道南美大陸與(yu) 非洲大陸原來是連在一起的,隻不過後來被分開了?於(yu) 是,他萌生了大陸漂移的思想。
1911年,魏格納在一份古生物研究的綜合報告中發現:根據古生物分布情況的比較,認為(wei) 南美與(yu) 非洲間有過陸地相聯結的論述。此時,生物學家密爾卡遜指出,美國東(dong) 海岸有一種正蚯蚓,而歐洲西海岸同緯度也有正蚯蚓,但美國西海岸卻沒有這種正蚯蚓。他的論文,也引起了魏格納的注意。
魏格納從(cong) 洲際間及全球範圍進行考察和追索,通過對浩繁的地學資料的整理和對比,發現了一係列說明海陸漂移的重要證據。經過1年多時間的考證,他建立了係統的大陸漂移理論,成為(wei) “大陸漂移學說之父”。
“夢”到苯的環形結構
19世紀中葉,人們(men) 認識到的有機化合物可分為(wei) 兩(liang) 大類。一類是脂肪族化合物;另一類是芳香族化合物。對於(yu) 脂肪族化合物的性質與(yu) 結構特征,運用凱庫勒的碳四價(jia) 與(yu) 碳鏈理論可以得到十分滿意的說明。但對於(yu) 芳香族化合物的性質與(yu) 結構,當時的結構理論還不能取得滿意的結果。凱庫勒決(jue) 心進一步拓寬原有的碳鏈理論。
1864年冬天的一個(ge) 傍晚,在比利時根特大學的工作室裏,凱庫勒由於(yu) 白天苦苦思索苯的結構沒有取得什麽(me) 進展而感到身心疲乏。他在火爐旁邊的椅子上打起瞌睡。爐膛裏燃燒的木炭所產(chan) 生的火星,在他朦朧的眼裏變成了一個(ge) 個(ge) 原子,而這些原子又在眼前跳躍飛舞起來。它們(men) 一個(ge) 個(ge) 緊密靠攏成一長繩狀的分子,盤繞、旋轉,像蛇一樣地運動著。一會(hui) 兒(er) ,這條由長繩狀的分子化成的長蛇突然咬住自己的尾巴,呈現出一種環形蛇並虛幻地在他的眼前旋轉起來……
這時,爐膛裏燃燒的木炭發出的爆裂聲把他從(cong) 睡夢中驚醒。但是,這種環形蛇的形象久久地在他的腦海裏浮現。凱庫勒一夜未睡,索性發揮起自己因學過建築學而豐(feng) 富起來的空間想象力,開始構思起苯的分子結構。他把夢幻中的環形蛇的具體(ti) 形象通過聯想,抽象為(wei) 一種描述苯的碳原子結構的苯環結構。進而構思出了苯環結構式,即碳的6個(ge) 原子形成1個(ge) 環;結合在環上的6個(ge) 氫原子可以被其他各種元素的原子或原子團所取代。這樣一來,就可以形成各種芳香族化合物。
凱庫勒關(guan) 於(yu) 苯的6個(ge) 氫原子等同的猜想,以及關(guan) 於(yu) 取代物的同分異構體(ti) 等問題的預測,後來被證實。
因此,想象力是創造力的翅膀,它能使創新者“思接千載”“視通萬(wan) 裏”,打破心理活動的空間限製,形成超越常理的新思路。
(作者係新疆農(nong) 墾科學院研究員)
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