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科学家在科学研究中发挥了哪些创造性思维(为什么科学家应该具有想象力和创造力)

为什么科学家应该具有想象力和创造力

科学和想象力的关系是相辅相成的,正是脑海中无尽的想象力,所以人们才有了知之不倦的科学追求,而正是科学的发展,更进一步的激发了人类的想象力,让人类一直在创新的道路上越走越远。

科学和想象力,它们之间的关系是必然存在。因为你只有存在想象力。才会研制出相关的科学来。就像我们古代人想的那样,嫦娥飞月。我们古代的人就有这种想象力。当到了现代,我们伟大的科学家真的造就出了嫦娥奔月的现实。为想象力跟科学是有必然的联系的。想象力最大的作用就是激发科学。

伟大科学家及其创新成果

1、钱学森(著名科学家、物理学家。我国近代力学事业的奠基人之一。在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域做出许多开创性贡献。)

2、钱三强(核物理学家,科学院院士,在“核裂变”方面成绩突出,是许多交叉学科和横断性学科的倡导者。为原子能科学事业的创立和“两弹”研究作出了重要贡献)

3、钱伟长(著名力学家、应用数学家、教育家和社会活动家。是我国近代力学的奠基人之一。兼长应用数学、物理学、中文信息学,著述甚丰。特别在弹性力学、变分原理、摄动方法等领域有重要成就。)

4、侯德榜(著名科学家,杰出的化工专家,我国重化学工业的开拓者)

5、(农学家、杂交水稻育种专家,研究杂交水稻的创始人,世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖,被国际上誉为“杂交水稻之父”。)

请从现实生活中举1、2个“聪明人做聪明事

在科学认识和创造中,科学家从事归纳、演绎、分析、综合等逻辑思维的同时,贯穿着非逻辑的思维,即创造性思维,如灵感、直觉、想象等.这些创造性思维架起了科学家采撷重大科学成果的“云梯”.
古希腊哲人和数学大师毕达戈拉斯,有一次走过一家打铁场时,为非常有节奏的打铁声所吸引,于是走上前去,竟意外发现铁锤的大小、重量及敲击的轻重程度,都与打铁发出的谐音有一种确定的比例关系.由此毕达戈拉斯认识到音乐的和谐与数学的比率可能是相关的.
一个著名的故事说,牛顿在沃尔斯索普的果园中碰巧看见一个苹果从树上掉下来,一瞬间一个念头闪过他的脑际:为什么苹果往下落,而不是往天上去呢?既然苹果往下落,那么为什么月亮不掉下来呢?由此,牛顿得出了“重力”的概念,进而发现万有引力定律.
德国化学家凯库勒在公共马车上打瞌睡时勾勒出了碳链结构式.更令人惊讶的是,在1865年的一天晚上,他在根特的书房里写教科书,不知不觉在火炉边打起瞌睡,迷迷糊糊地睡着了.梦里他看见碳原子像炉中柴火一样闪着火星,在眼前飞舞,又突然连结起来,犹如蛇一样弯曲盘绕,咬住了自己的“尾巴”,旋转扭动.凯库勒从梦中惊醒,化了整夜的工夫整理,于是苯分子的六角环状结构诞生了.凯库勒在睡梦中获得灵感从而导致科学发现,成为科学史上广为流传的佳话.
俄国化学家门捷列夫在1869年2月17日建立了第一张元素周期表.他发现元素周期律的决定性观念是在很短的时间内完成的.这一天,门捷列夫准备动身去彼得堡.当他提着箱子要上火车时,一个天才的念头在他的脑海里突然出现:元素按原子量由小到大排列,呈周期性变化.在此之前,门捷列夫从各方面研究过元素及其化合物的相互关系,总是不得要领.这可真是踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫.
法国数学家彭加勒在科学创造中也得益于灵感和直觉的闪现.据他自己回忆,一天晚上,他违反常例,偶然喝了咖啡,不能入睡,各种思想一起涌入脑海,互相排挤.其中有两个想法互相联系起来.到第二天清晨,他终于弄清有一种福克士函数存在,而且可以由超几何级数推出.后来他参加了一次地质考察旅行.一路旅行使他把数学方面的事情忘得一干二净.他到达哥当士以后,与别人一起坐公共汽车,就在脚刚踏上汽车踏板的一刹那,一个新的思想倏地涌入他的大脑:福克士函数的定义转换式与非欧几何方面的某种转换式是相同的.
19世纪的奥地利音乐天才舒伯特,有一天与几个朋友一起散步于维也纳的郊外.在返回的路上,他们走进一家小酒店,谈话间偶尔发现桌上放着一本莎士比亚的诗集.舒伯特随手拿过来读了起来.忽然,他大声嚷道:“旋律出来了!可是没有纸怎么办?”他的朋友立刻拿过桌上的菜单翻过面来递给他.瞬间,音乐的灵感喷薄而出,不到15分钟他便谱写完《听哪,听哪,云雀》这首著名诗篇的全部乐曲.
1896年,法国物理学家柏克莱尔发现了不同于X射线的一种新射线——铀射线,它不需要外界刺激而自发产生.这种现象激发了居里夫人强烈的好奇心,经过一系列实验,她发现铀的放射性与铀化合物的化学组成同光照、温度都没有关系.于是居里夫人作出天才的猜测和判断:一是放射性不是化合物分子的性质,而是原子的特性;二是这种射线不一定只有铀才具备,也许别的元素也具有.确实如此,她不久发现了另一种放射性元素——钍.1898年7月,在对铀沥青矿的继续研究中又发现了一种放射性元素,并命名为“钋”,以纪念自己的祖国波兰.同年12月,她又发现一种放射强度比以前发现的所有放射性元素大得多的放射性现象.这时,居里夫人直觉地判断:这又是一种新的放射性元素.居里夫人在给她姐姐布罗妮雅的信中说:“我不能解释那种放射作用,是一种不知道的化学元素产生的……这种元素一定存在,只要去找出来就行了!……我深信实验没有错.”这展示了她对自己直觉力的信任.这位被爱因斯坦称为具有“大胆直觉”的人,经过研究确定了这种元素的存在,并命名为“镭”.
爱因斯坦在建构相对论的过程中做过多种具有创造性思维的“思想实验”,譬如,他进行了“跟踪光速”的思想实验.他说:“倘使一个人以光速跟着光波跑,那么他就处在一个不随时间而改变的波场之中.但看来不会有这种事情!这是同狭义相对论有关的第一个朴素的思想实验.狭义相对论这一发现决不是逻辑思维的成就,尽管最终的结果同逻辑形式有关.”据爱因斯坦自己说,他在建立广义相对论的过程中做了如下思想实验:有一天,他坐在伯恩专利局的一把椅子上,忽发奇想:如果一个人自由下落,就不会感觉到自己的重量.这个简单的思想实验对他有深刻的影响,把他引向引力理论.爱因斯坦继续思考:一个下落的人被加速,那么他的感觉和判断就都发生在加速的参考系中.他决定把相对论扩展到有加速度的参考系,认为这样做就有可能同时解决引力问题.一个正在下落的人感觉不到自己的重量,因为在他的加速度参考系中有一个新的引力场,它抵消了地球的引力场……从这些思想实验中,我们可以看出爱因斯坦具有高超的创造性思维能力,而这种能力成为他作出许多重大科学发现的关键性因素.
创造性思维虽然往往突然发生,但它并非无源之水,无本之木.创造性思维,如灵感、直觉、想象等是与逻辑思维、数学推导结合在一起发挥作用的,同时又与作出科学发现的科学家本人具有丰富的知识和对研究问题的深入思考密切相关.毕达戈拉斯若没有对数学的研究和崇拜,发现音乐的和谐与数学的比率的相关性几乎是不可能的.凯库勒、门捷列夫若没有丰富的化学知识作为基础,及对各自问题的长期探究和思考,他们也难以有灵感闪现.彭加勒指出:“直觉的命题是从多少经过提炼的经验的概念中引出来的.”爱因斯坦也坚持,灵感、直觉、想象等必须以对经验的共鸣的理解为基础.
科学的创新必须通过创造性思维来实现.逻辑思维只能按部就班,循规蹈矩,局限于原来的知识构架.而创造性思维就是冲破樊篱,斩断羁绊,开拓新径.在逻辑思维与创造性思维之间就存在着这种张力,正是这种张力驱使科学不断地进步.
从生理学和心理学的研究结果来看,人体的大脑分左右两个半球,中间连结着约2万条神经通路的胼肌体.通常,两半球分工不同但又互相配合.左半球主要具有言语的、分析的、抽象的、算术的功能等;右半球主要有非言语的、综合的、直观具体的、识别几何图形的功能等.前者是收敛性的、因果的思维,后者是发散性的、非因果的思维.因此,灵感、直觉、想象大致是右半球的功能,当然也需要左半球的配合.通常,某科学家在冥思苦想时,往往左半球的神经元处于极度紧张状态,兴奋之后便是疲惫,同时右半球的神经元则处于人为抑制状态.但这一阶段并非毫无意义,它将该论题研究之焦点作为一个显明的记忆因子存入大脑,进入潜意识阶段.当该科学家处于自然、轻松、自由状态时,右半球的神经元的发散性非因果思维就恰遇良机,一旦受到某事物的刺激,就像电火花迸发并接通电路一样,右半球神经元相互联结、发生作用.结果则是灵感突发,直觉闪现,浮想联翩,使百思不得其解的问题瞬间明晰化,找到解决问题的突破口,思想如决堤之水,一泻千里而不可收.

科学家的哪些精神

科学家法布尔以严谨求实、积极探索的科学态度,坚持长期细心观察的敬业精神给我们很大的启发。平时,我们每一个人也要以严谨认真的态度对待身边的每一件事,从小培养耐心细致的观察习惯,积极探索,为科学事业贡献一份力量。

人工智能对科学探索的影响

其一是人工智能让科学传播中客体的“主体间性”得以实现,真正进入公众参与科学传播阶段。在科学传播发展历程的三个阶段中,科学共同体和普通公众之间构建了客观存在的“主—客体”关系,即使是当代的公众参与科学传播阶段,以科学家为核心的科学共同体依然是拥有科学技术知识优势的主体,普通公众还是需要获取科学技术的客体。

而到了强人工智能技术得到实现的时代,借助人工智能的强大数据搜寻、识别和分析能力,普通公众可以相对容易获取自己需要的、浅层的科学技术知识,普通公众不再被视为原子式的个体以客体呈现,而是与科学共同体初步建立互相理解、沟通的交往理性,构建主体与主体间的共在。

其二是人工智能借助智能机器人极大提升科学传播的效用,特别是面向儿童青少年的科学传播,人机交互将成为主要形态。人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言,以一定的交互,为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程,不同的计算机用户具有不同的使用风格——他们的教育背景不同、理解不同、学习方法以及具备技能都不相同,这样就需要计算机系统不断升级,才能够迅速地识别和理解人的意图,提供更加“友好”的交流界面。

人工智能的技术发展,有效地提升了以人为本的人机交互技术,特别有利于帮助公众特别是未成年人参与科学传播。尤其是现在学习型机器人开始走进学校、走进家庭,长期来看,人工智能机器人将通过互动模式帮助儿童青少年从小爱科学、用科学,提高动手能力,培养科学思维和科学精神。

其三是人工智能将淡化科学传播中科学家的专长,而强化公众的交互思维和认知能力。在科学传播发展的三个阶段中,科学家可被理解为广泛地被公认为能够对某个相关问题或事情作出可靠的专业性分析或判断的人,因为相对于普通公众,科学家拥有专长知识,即使是公众参与科学传播阶段,科学家与公众的关系也是知识论上的专家与新手之间的关系。进入人工智能时代,在科学传播中,科学家的专长知识将被淡化,而普通公众在人工智能的帮助下,通过学习开源共享、参与协商、组建社区等实践,提升交互思维素养,同时提升独立思考、逻辑推理、信息加工等高阶认知能力。

在人工智能的帮助下,未来的科学传播将呈现以下三个特征:“深度社会化”“个性化”和“持续自我创新化”。其一“深度社会化”。在强人工智能技术的提升和帮助下,以往借助传统媒体和新兴媒体,以及在科技馆、图书馆、中小学课堂、社区等场所开展的科学传播,将拓展到家庭、人行道、电梯、商厦等任何地方,科学传播将无处不在、无时不出现,科学传播不再是科协、科学家和科学媒介记者等相关部门和人员单独承担的重任,而是全社会都能广泛参与的社会化事业。其二“个性化”。

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