#CCCCFF 科學創造的直覺與靈感   在上一篇文章中,筆者談到了科學理論的發展並非是簡單的觀察-歸納-演繹的過程,而是包含了許多社會化、心理的與非邏輯程序的因素,尤其是在科學理論發展的前期,科學社群的主流價值觀、科學家的洞悉力與想像力對於科學創造都有著至關重要的影響,而本文要討論的是科學家個人的直覺與靈感在其中所扮演的角色。

  愛因斯坦( Albert Einstein ,1879-1955 )曾經多次談到他對於直覺與靈感的看法,他寫道:「我相信直覺與靈感。……物理學家的最高使命是要得到普遍的基本定律,……而只有通過那些對經驗共鳴的理解為依據的直覺,才能得到這些定律。」在談到靈感的時候,他指出:從一八九五年開始思考「如果我以光速追一條光線將會找到什麼?」,十年來一直找不到答案,一九O五年一天早上起床時,突然想到:對一個觀察者是「同時
」的兩個事件,對其它慣性系的其它觀察者來說,就不一定是「同時」的
;狹義相對論就是在這個靈感的火花中誕生。

  十九世紀中葉的德國化學家凱庫勒,發現苯環結構的經過就更富有傳奇色彩。他為了解開這個謎題,曾經廢寢忘食地工作,可是事與願違,他什麼也沒有發現。他回憶當時的情景說:事情進行得不順利,我只好停下手邊的工作,我把座椅轉向火爐邊進入半睡眠狀態,在恍惚之間,原子在我眼前飛舞,長長的隊伍變化多姿,突然之間它們相互靠近連接了起來,就像一條蛇咬住了自己的尾巴,團團轉,團團轉……我彷彿從雷殛中驚醒
,在靈光一閃之間,我心中的苯環結構就這樣誕生了。

  科學家因為直覺與靈感而發現自己理論方向的例子還包括:阿基米德在澡盆裡領悟出了判定王冠中黃金成分的辦法;牛頓從蘋果落地而產生靈感,建立了物理學的三大運動定律;俄國化學家門捷列夫從玩牌中得到靈感而排出元素週期表;英國科學家法拉第(Michael Faraday,1791-1867)從磁效應中得到啟發,終於發現了電磁感應定律。科學家在創造最偉大發現的那一瞬間,內心最先的觸發往往是來自於直覺與靈感,來自於類比與想像,來自於形象與心緒跳躍,而不是來自於僵硬的方程式,他們就是在一般被認為是最不科學的時候創造了最偉大的發現;那些長久以來所謂的理性標準程序,諸如邏輯演繹、經驗歸納、實證檢證都不是發現真理的方法,而只是證明真理的方法。直覺與靈感對於科學,其重要性不下於它對於藝術,藝術如果沒有直覺與靈感,就會成為枯燥無趣的作品,同樣地,科學如果沒有直覺與靈感,科學家將會不知道到哪裡探尋真理,也不會有激動人心的偉大創見。

  直覺與靈感是在認識過程中的突然跳躍,都是調動個體全部濃縮的感知覺經驗與思考能力,在一瞬之間發生的無意識思維,當它發生的時候它就已經完成了,不像邏輯思維是我們有意識地按照推理規則進行的。直覺是人們在已有知識與經驗的基礎上,對事物整體的把握、直接的理解,以及對事物關係的迅速識別,是一種有結論性的判斷,具有非分析性、非自覺性、突發性、跳躍性、直接性與整體性,這些性質也正是靈感本身所具有的。靈感是大腦經過長時間緊張思考與專心探索之後產生的頓悟,也可以解釋為思維在大量積累之後發生的質變與昇華;靈感的發生往往是在放下思考之餘而讓心思鬆弛下來,這時候容易接受外界信息的觸發,或者感受到潛意識的溝通而迸發出來的思想火花,靈感常常是不同事物的類比、碰撞與組合之後的創造性產物。

  由於直覺與靈感的出現帶有突發性,所以人們一般說不清楚它的來龍去脈,於是它們就被披上了一層神秘的面紗,例如蘇格拉底認為謬司之神才是靈感的源泉,這樣他把靈感與神聯繫在一起;十九世紀末的哲學家伯格森(Henri Bergson,1859-1941)則把直覺與理性完全對立起來,強調人的直覺與動物的本能類似,運用直覺即可以直接掌握宇宙的精神實質。他們把直覺與靈感歸於先驗的本能,或者是歸於神的資助,或是歸於完全非理性的形式,但是事實上,直覺與靈感都是來源於實踐與經驗的累積,都是符合人類思維規律的一種特殊形式的高階思考活動。認為直覺與靈感是理性以外的非理性活動是不恰當的,因為人們根本無法選擇有時以邏輯推理的方式思維,有時又以直覺與靈感的跳躍性方式思維;這種區別試圖讓它們各自獨立運作,但是這兩種方式都是思維的同一過程,人們的認知活動需要它們的共同作用才能完成,因此我們無法簡單地用理性與非理性來切割它們。

  此外,直覺與靈感的產生必須有一個充分的準備時期,要求研究者對於問題具有多方面的背景知識,例如通過書本與科學實踐的學習,累積了廣泛的知識與技能,這就是直覺與靈感的基礎。直覺與靈感的生理心理機制是人們的知識與大腦思考活動逐漸累積到一定的臨界點上,然後迅速綜合而產生的質的飛躍;大量的實例證明,靈感是研究者在孜孜不倦的勞動中創造力巨大高漲的結晶,十九世紀的俄國畫家與藝術大師列賓說:靈感是對艱苦勞動的獎賞。可見直覺與靈感是建立在豐富與專門的知識儲備之上的,高度的直覺能力來源於個人的學識與經驗,這使得研究者能夠直接地對事物的本質有所掌握,而靈感的出現存在於對於問題的反覆思考與艱苦探索的過程之中。

  在科學創造過程,直覺與靈感能夠幫助我們從不認識的新事物之中,憑藉著相似、類比、外推、跳過個別證明細節的思維方法對事物的本質形成適應性、啟發性與整體性的領悟,在這個過程中可能產生新概念與新理論,科學家同時也依靠直覺在各種可能性中進行選擇,在紛亂複雜的事實與材料面前,敏銳地覺察到某一類現象與概念具有重大意義,因而遇見到將來發生重要發現與創造的可能性。但是直覺與靈感也是有侷限的,它不僅是人們以往知識的累積與新事物之間的跳躍聯繫,還可能受到個人情感與心理因素的影響,因而就有可能錯誤地將兩個毫不相干事件置入虛幻的關係之中。由直覺與靈感所得到的思想既可能是一個偉大的發現,也可能是一個極錯誤的認識,因此我們還必須用實驗來做後續的檢證,直覺與靈感要發展成完整的科學思想與理論,往往還要多方推敲,後面的工作更為複雜、艱鉅,只有那些不畏險阻的人,才能攀登到科學的高峰。