逻辑思维,催生了这些科技大发现大创造
  • 来源:科普时报
  • 作者:陈冠文
  • 2021-03-05 09:41

创新思维贯穿于创新活动的全过程,在确定创新目标,制定创新方案,加快创新进程和提炼、提升创新成果等方面发挥重要作用,是科技创新活动的核心。

创新思维一般包括逻辑思维、辩证思维和直觉思维。

逻辑思维是依据逻辑形式进行的思维活动,是人类思考问题的基本方法。下面讲几个用逻辑思维进行科技创新的故事。


伽利略巧用逻辑推理


关于物体下落运动,亚里斯多德曾断言:“快慢与其重量成正比”,即重物体比轻物体落得快。1800年,伽利略用简单的逻辑推理就否定了亚里斯多德的断言。他的推理是:设物体A比物体B重,则A应比B先落地。现若将A和B捆在一起,则A+B要比A重,它应比A先落地;但因为B比A落得慢,所以A+B又应比A后落地。这样就自相矛盾了。所以,他指出亚里斯多德的论断是错误的。


逻辑思维催生了电话机


1875年6月2日,贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机,一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了,华生拉开弹簧时,弹簧发生了振动。与此同时,贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来,还发出了声音。

贝尔的思路顿时大开,他由此推论:如果人对着一块铁片说话,声音将引起铁片振动;若在铁片后面放上一块电磁铁,铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处,远处的类似装置上不就会发生同样的振动,发出同样的声音吗?这不就是自己梦寐以求的电话吗!

后来,贝尔和华生按这个设想制成了电话机。1876年3月7日,贝尔成为电话发明的专利人。


“红外线”的发现


1800年,英国物理学、天文学家赫谢耳做了一个实验。他让太阳光通过三棱镜折射到后面的白色纸屏上,并在每种色区内各放1支温度计,同时在红光以“外”和紫光以“外”的近区域也各放1支。结果,七个可见光区内温度计的温度都升高了。其中,红、绿、紫光区分别升高5℃、3℃和2℃;同时,他还发现红光以外区域温度不但升高了,而且比红光区升得还高,达到7℃,这使他大吃一惊!于是他又将温度计移到离红光区更远的区域,这时温度却不再增加,反而降到室温。经过反复实验研究,他终于判定,红光外附近区域存在“红外线”或“红外辐射”。后来,他还用实验证明了红外线和可见光一样遵守折射、反射定律。


长绒棉早衰的原因这样被找到


1989年,笔者开始从事长绒棉科研工作时,遇到的第一个问题是影响长绒棉产量的早衰问题。秋天当长绒棉早衰大量发生时,我开始对长绒棉田进行广泛调查。

一天,我骑自行车经过一块早衰很重的棉田时,发现棉田中有几株棉花仍然青枝绿叶。我想,那可能是抗早衰的变异单株。可是,当我走近那几株棉花时才发现那是几株未打顶的棉株。

这时我想,没有打顶的棉株营养生长势强;于是推论“后期营养生长势强的棉株不早衰”。

回单位后,我进行了包括增加氮肥,增加灌水和推迟打顶在内的促进后期营养生长势的试验。结果,三个处理的早衰都比对照轻。其中,推迟打顶效果最明显。

这时我根据“棉株的生长点是制造生长素的器官”的知识进行第二次推论:长绒棉只有一个生长点,摘去生长点等于摧毁了棉株上制造生长素的唯一“工厂”,使棉株体内促进生长的激素减少,促进衰老的激素比例上升,这可能是导致长绒棉早衰的生理原因。

根据这个推理,第二年我又进行了一组试验:设计了早打顶、正常打顶、晚打顶、不打顶和打顶后补施生长素五个处理。结果是:早打顶早衰,晚打顶晚衰,不打顶不衰,打顶后补充生长素的早衰也轻。试验证实了“激素平衡关系被打破是长绒棉早衰的生理原因”的推论。

但是,由于我缺乏科学洞察力,没有能够一下子洞察到棉株早衰的实质是“棉株体内激素不平衡”,而是将水、肥等外因与“激素”这个内因平等对待进行试验,结果增加了试验次数,推迟了解决早衰问题的时间。

(作者系新疆农垦科学院棉花研究所研究员)

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