直觉与创造性思维_爱因斯坦论文

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一、

直觉,即直接的觉察,指主休综合运用经验体验、理论知识、各种认识形式和方法形成的整体洞察事物的能力,是一种以形象和概念共同反映事物本质的认识形式,是一种突然对事物达到深入洞察和本质理解的思维活动。柏拉图时代,直觉被当作神赐的狂迷。柏拉图在《伊安》篇中,把诗人描写成被神赐的狂迷所支配的人,假如没有这种诗神的迷狂,无论谁去敲诗歌的大门,他和他的作品永远站在诗歌的门外。柏格森在分析现代数学的创造时指出:“我们往往把科学的逻辑工具当作科学自身,却忘记了作为一切的发生的根源的直觉。”中国古代哲学家也很重视直觉,孟子的“良知”,道家的“玄览”,佛教的“顿悟”,宋明道学家的“德性所知”等,说的都是直觉思维。重视直觉体悟的哲学家认为,人平时的思维受时空的限制,只能认识有限的东西;而直觉思维可以通过静坐体认的修持工夫,达到顿悟,一下子把握全体,这种直觉体悟的特点是人的心灵无需经过感性经验和理性逻辑思维,而突发性地直接从整体上把握形而上的宇宙本体。

对于人类认识过程中的直觉活动,各派哲学家都予以承认,这表明了人类直觉活动的客观普遍性。然而,对直觉问题作出较多论述的主要是各个时期具有唯心主义倾向的哲学家,虽然这些唯心主义的直觉理论含有某些合理的成分和有益的启示,却免不了染上神秘主义和信仰主义的色彩。比如中国古代哲学家直觉的对象是“道”、“理”或“宇宙本体”,这些是只可意会不可言传的空洞概念,而不是客观世界。在古希腊人心目中,直觉是上帝赐予的,唯心主义哲学家使直觉罩上了一层神秘的光环,阻碍了人们科学地揭示直觉的本质。其实,直觉既不是神授,也不完全是天才,它是人在创造性活动中出现的一种复杂的心理现象。直觉是一种最佳的创造性能力,是创造性思维能力、阶造性想象能力和记忆能力的巧妙融合。科学史表明,直觉在科学创造中的作用客观存在,我们不能等闲视之。

二、

随着计算机工业的发展,机器思维日臻完善,然而人的思维永远比机器思维高明,这主要不在于人能进行逻辑思维,而在于人能进行直觉思维,直觉思维作为以形象和概念共同反映事物本质的一种认识形式,它具有较大的灵活性和创造性,形象比概念灵活,概念比形象准确和稳定。直觉集中了形象和概念的优势,兼有形象思维和逻辑思维的某些特点,所以比形象思维更有方向性、比逻辑思维更富创造性,正如劳厄所说:“新生的科学在开始时是不可能有完备的基础的,它的创始者的伟大在于,以直觉的预感击中了正确的目标,”人们在信息不够充分的情况下仍然能运用直觉思维对它们进行创造性的加工,并达到对问题的成功解决。

“真正可贵的因素是直觉”(爱因斯坦语)。创造过程需要直觉,大凡创作经验丰富的人都知道,仅凭抽象思维不能产生新思想。

本世纪以来,在这方面有比较集中论述的首推彭加勒和爱因斯坦,他们不仅有过直觉创造的亲身经历,还对直觉思维进行了大量的哲学反思,促使人们冲破唯心主义的藩篱,科学地探索直觉思维。

彭加勒看到了科学中逻辑力量的强大,但他还是认为纯粹逻辑不是“如虎添翼”,而“仅有牵制之累”,“纯粹逻辑始终只能把我们引向同义反复,它不会创造任何新的东西,本身不能提供任何科学的原理”。这样说似乎有些过分,但至少可以看出,彭加勒承认直觉在发明过程中起着很重要的作用。他警告人们,如果没有直觉,几何学家便会象这样一个作家:他只能按语法写诗,却毫无思想。但是,彭加勒没有盲目迷信直觉,他也看到了直觉的缺点,即缺乏严密性与可靠性,因此,他也主张要限制直觉在数学中的运用。

爱因斯坦的两个相对论都是直觉思维的成果,他也广泛论述了直觉思维的作用。对他来说,直觉不仅是思维,也是一种信念,他常常对自己的直觉成果坚信不疑。1918年,许多人(包括普朗克)不赞成光量子假说,受因斯坦指出:“对于辐射中的量子实在性我不再存疑,尽管至今只有我一个人有这种信念”。后来,康普顿效应确证了光量子假说。1919年,爱丁顿率领的天文考察队证实了广义相对论关于光线经引力场发生弯曲的结论,科学界为之轰动。爱因斯坦平静地说:“要是这件事没有发生,我倒会非常惊讶。”

爱因斯坦还把直觉能力作为评价其他科学家才能的一个标准。他认为哥白尼提出太阳中心说概念“必须具有罕见的思考的独立性和直觉”。他赞扬居里夫人“不仅靠着大胆的直觉,而且也靠着难以想象的极端困难的情况下工作的热情和顽强”取得了成就。

为了阐明直觉在科学发现中的作用,爱因斯坦提出了假说主义的科学发现模式,他首先批评了培根的逐步归纳上升的科学发现模式。认为培根的模式仅仅适用于科学的幼年时代。他对直觉在科学创造过程中的作用作了明确的表述:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来,要通向这些定律,并没有逻辑的道路;只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉,才能得出这些定律。”爱因斯坦的观点是明确的,他认为,基本定律不能靠归纳得到,而要靠直觉,靠思想的自由创造。他的科学发现模式是一个直觉飞跃的模式,这种模式可表示如下:

这一过程包括三个步骤:第一步,从经验事实飞跃到普通原理,靠直觉能力;第二步,从普遍原理推出个别命题,靠逻辑推理;第三步,寻找新的经验事实验证个别命题,靠直觉能力。

爱因斯坦所说的第三步,即用新的经验事实去验证个别命题,说它是直觉过程,因为:其一,经验事实和个别命题之间缺乏必然联系,科学家要凭借直觉来选择恰当的观察或实验对个别命题进行验证,然而,应该进行什么样的观察和实验,需要有卓越的洞察力;其次,对于有待验证的个别命题说,不管实验或观察做了多少次,只能增强说服力,而不能从逻辑上必然地证明个别命题,因此,研究者必须确定某个实验为决定性实验,这需要直觉决断力。

受因斯坦认为,普遍原理和经验事实之间不存在任何必然的联系,因而他的那条科学发现道路无逻辑可言,直觉完全是一种纯粹非逻辑的心理因素。这显然不妥,事实上,直觉中有逻辑因素,也有非逻辑因素;有理性成分,也有非理性成分,我们应该看到两者的辩证统一。由于受因斯坦在科学界的威望,他的观点产生了重大影响。现代归纳主义者认为不存在发现的逻辑,应该严格区分“发现的前后关系”与“证明的前后关系”;而各种非理性主义思潮则强调科学发现要靠非理性因素的作用,这些观点都是片面的。总之,受因斯坦模式有其可取的一面,但我们应该批判地对待。

直觉思维在科学认识中主要有两个功能:发现功能和预测功能,前者指科学问题和普遍原理的提出要靠直觉,后者指科学形势的预测要靠直觉。

证伪主义者认为,科学发现的过程是按照“问题——假说——证伪——新的问题”的图式不断重演的,科学问题是怎样提出来的?凭借直觉。伽利略说:使得行星和卫星在轨道上运行而不沿着直线向空间飞去,一定有一个力的作用,牛顿思索着这个问题,既然在最深的矿井和最高的山上都受到地球引力,那么,这种力是否可以到达月球?这是思想的一次飞跃,牛顿依靠直觉思维把地球上的物体与月球联系起来了。爱因斯坦的经历证明,直觉在提出科学假说中起了不容忽视的作用。最新的假说并不是按照逻辑次序顺理成章地推出来的;也不完全是从经验事实中归纳出来的。因为最初形成假说的基础事实数量很有限,需要想象,而在变化多端的假说中找出最好的,这就需要选择,这些都有赖于科学家的直觉思维能力。

当科学家面临研究方向的选择时,直觉预测会有很大的帮助。这种预测依赖于对科学形势进行整体估计,它带有战略的性质。世纪之交,卢瑟福较早直觉到微观物质的奥秘在于原子内部,于是转向了原子结构的研究,为科学的发展指明了方向。爱因斯坦也猜测到了一场新的物理学革命即将来临,直觉指引他沿着科学的发展趋势投身到这场伟大的变革中。

在某些难题面前,人们往往采取两种办法:一是立即着手进行计算或推导;另一是在计算、推导之前先作一大致的估量与猜测,大胆地猜想出难题的基本范围,选择有效的解题方法,估计一个数量级,或者找出简单的理论依据,然后才进行演算,有人称之为“模糊估量法”,这是一种直觉方法,它能够帮助研究者形成一种总体的、战略性的眼光,有利于形成爱因斯坦所说的那种“方向的感觉”。

当然,这种凭直觉所做的猜测不一定准确,但是,科学创造中必须含有猜测。人类理性的本质表现为科学,科学最本质的功能在预测,科学而不能预测则不成其为科学。

三、

直觉思维的特征主要表现在三个方面:整体性、直接与间接的内在统一性和非逻辑性。

直觉思维的整体性。显然,直觉思维的预测功能是由其整体性特点决定的。直觉是一种整体的认识方法,通过伴随着概念的完整形象来反映事物。直觉注重事物各因素之间的联系,注重事物整体的特性,侧重于从整体上把握对象而不拘泥于某个细节。在经验事实的基础上凭借直觉思维提出新的基本原理时,由于缺乏缜密的逻辑论证,不可能对未来的新理论的细微未节考虑得那么清楚,也不可能对未来的观察与实验验证设想得那么周到,所以开始只能思考一种总的框架,如果一开始就沉溺于暂时不能解决的枝节问题,就有可能冲击最初的新奇的思路,在这种情况下,特别应当强调从整体上把握研究内容。万有引力定律、元素周期律、相对论在刚刚提出时都很不完善,有的要精确化,有的要修正补充,然而其基本思想是正确的。

直接与间接的内在统一性。所谓直接性,即摆脱掉各种无关紧要的东西,瞄准问题的核心立刻加以解决的特性。直觉思维几乎没有任何推理与证明,而且不要借助以往思维中形成的大量假设、观念,这样,在已有的知识结构和对问题的解决之间,留下了大量空缺的逻辑环节,形成了结论与前提之间的间断,这就是直觉的间接性。但重要的是,通过直觉思维找到了正确的答案,把握了对象的实质,从而也就取得了思维前进的最佳效果,因而,尽管有间断,有空缺环节,但有了正确的前进方向,逻辑思维也就可以补充这些空缺的逻辑环节,达到结论与已有知识结构之间的内在有机联系。

直觉思维的非逻辑性。这里的逻辑指的是演绎逻辑和归纳逻辑。直觉思维过程不遵循演绎步骤,它要么是原有逻辑程序的压缩与简化,要么违反了那种逻辑程序。邦格说:“假说的提出,技术的发明以及实验的设计都是与‘机械’操作相反的想象操作或直觉作用的明显实例。”直觉思维主要用于发现新知识,它是一种综合思维,其结论往往超出了前提的范围,它不是按仔细的、规定好的步骤前进的,其过程缺乏严格的逻辑程序,带有很大的跳跃性和突然性。也正因为如此,直觉思维的前提和结论之间没有必然联系,有时甚至根本没有明确的前提。

直觉思维也不同于归纳逻辑思维,“归纳推论并非用来发现理论,而是通过观察事实来证明理论为正确”,莱欣巴赫的这种观点具有一定的代表性。许多科学哲学家同莱欣巴赫一样,认为演绎逻辑和归纳逻辑无助于发现,它们只是检验和证明的工具。爱因斯坦也把直觉与归纳逻辑区别开来,但它比莱欣巴赫进了一步,他肯定了归纳在科学史上的积极作用,承认归纳也有助于科学发现,但是,爱因斯坦又认为,与直觉思维比起来,归纳逻辑在科学发现中的作用又是十分有限的。他还说,“物理学构成一种处在不断进化过程中的思想的逻辑体系,它的基础可以说是不能用归纳法从经验中提取出来的,而只能靠自由发明得到。”虽然这从某种程度上降低了归纳法的地位,却也不失为一种经验之谈。

演绎逻辑和归纳逻辑都是按照一定的步骤表示认识的一种缓慢的进化过程,而直觉思维往往是经过长期沉思以后爆发的过程。直觉思维是一种多向性思维方式,它不象归纳法或演绎法那样沿单一方向前进,而是按网状的多维方向展开认识。当思维过程在某个方向遇到障碍时,直觉能冲破思维定势,从别的方向或从多个方向突破思维障碍。

然而,直觉的非逻辑性也决定了它是有缺陷的。邦格认为,直觉有三个缺点:第一,直觉没有论证的力量;第二,直觉不够精细;第三,直觉还可能是错误的。这种分析是很有见地的,直觉有缺陷,我们应该辩证地看待这个问题,一方面要重视直觉的作用,积极为直觉的产生创造条件;另一方面又要谨慎地对待直觉。

直觉的缺陷需要通过逻辑思维来弥补,直觉思维与逻辑思维之间存在着互补关系,在这个问题上,东西方哲学是有分歧的。西方是在逻辑思维充分发展的情况下来谈直觉思维的,而中国哲学的逻辑思维却不甚发达。道家和禅宗在强调直觉思维时,往往排斥逻辑思维,认为理性会妨碍直觉体悟,这是中国古代思维的一种缺陷。后来,程朱理学对此曾经加以矫正与调和,程颐主张“涵养须用敬,进学在致知”,朱熹主张“半日静坐,半日读书”,这是一种理性认识与直觉体悟的双向互补的方法,较他的前辈哲学家进了一步。

逻辑思维对直觉思维的作用,具体表现在两个方面:

首先,在许多直觉的创造活动中,创造者往往是在前人的知识所铺砌的逻辑大道上行走的,“没有漫长而且有耐心的演绎推论,就没有丰富的直觉。”(邦格)而作为“逻辑的压缩”的直觉,本来就可以看作一种逻辑过程,具有亦此亦彼的性质。

其次,直觉出现之后,随即而来的便是逻辑的加工和整理,研究者公开的总是经过逻辑加工的直觉产品,而不是原始直觉材料。凯库勒说:“先生们,假使我们学会做梦,我们也许就会发现真理,”然后又补充了一句:“不过,我们务必小心,在我们的梦受到清醒头脑证实之前,千万别公开它们。”在一些重大的科学基本理论的创造中,这种逻辑加工有时要花费很长的时间。爱因斯坦从构思狭义相对论到写成适于发表的论文“中间花费了五、六个星期”,至于广义相对论的提出,却用了将近十年的努力,其中包括好友格罗夫曼在数学工具、逻辑形式上的帮助。

对于直觉与逻辑,不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去,应当把每一个都用到该用的地方。在科学新思想的孕育、产生过程中,直觉思维起着很重要的作用;而在整个科学大厦的建立过程中以及在新思想产生以后的论证、展开、形成体系的过程中,逻辑思维起着主要的作用,新思想借助直觉降生,依靠逻辑取得说服力。

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