天才少年的5种能力-第8章

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名人名言】　　在你研究、实验、观察的时候，不要做一个事实的保管人。你应当力图深入事物根源的奥秘，应当百折不挠地探求支配事实的规律。——巴甫洛夫


第2种能力：观察力为什么鹿角是热的呢？——质疑观察法

　　有一次，英国科学家亨特去公园看鹿，看着每个鹿都有漂亮的鹿角，亨特突然对鹿角发生了兴趣。他摸了摸鹿角，发现鹿角是热的。为什么鹿角是热的呢？亨特很好奇，他仔细观察了一下，发现鹿角里布满了血管。　　亨特想，如果将鹿角的侧外颈动脉系住一段时间，会怎么样呢？　　于是，他回家做了实验。他把一个鹿角的侧外颈动脉系住后，发现鹿角顿时冷了下来，在一段时间内不再生长了。　　过了几天，鹿角又变暖了。亨特发现并不是系带松动了，而是附近的血管扩张了，输送了充足的血液。于是亨特发现了侧支循环及其扩张的可能性。　　在这个发现的指引下，进而产生了外科学上亨特氏手术法。　　　　质疑观察法就是从某一观察的现象、线索中的疑问之处入手，进行探索性的观察，分析找出问题的原因，发现解决问题的办法。比如瓦特有一次看到水开时把水壶盖子顶开掉到地上了，他想，盖子为什么会被冲开？是什么把它冲开的？它究竟有多大的冲力？带着这些问题，进一步观察，分析和实验，终于，瓦特发明了世界上第一台蒸气机。　　质疑观察法与分析观察法的不同是，分析观察法则是边观察边分析，努力全面细致地观察事物的各个方面；而质疑观察是先产生问题，再去观察，在观察中去解决问题。　　对事物产生疑惑，还要根据疑惑进行仔细观察，在观察的基础上继续思考，这样就能够发现事物的真相。看到不一样的事物都要问个为什么，要弄清本质。例如伽利略发现灯的摆动似乎存在着某种规律时，他就进行了一个实验，仔细记录了实验的数据。在实验当中，伽利略发现：虽然两根绳索起点不相同，但是它们来回摆动的时间和次数总数是一样的。于是，他运用数学公式给予了准确的表述，提出了著名的“钟摆等时性原理”。　　　　【练一练】　　某厂酸洗车间的工人25年间无一人患癌症，而其他车间和周围工厂却是癌症的高发区和多发区。根据这个现象，你是否会提出你的质疑？　　这其实是一个真实的故事。是我国科技工作者苟文彬遇到的真实情况，当他在查阅信息资料时得知这个现象时，他当时就在心里提出了自己的质疑：“同一车间25年间无癌症患者，这难道仅仅是偶然现象吗？”于是，苟文彬对此展开了深入的调查和观察。终于，苟文彬发现这个车间的酸洗液里有一种名叫“烷基苯磺酸钠”的物质在起作用。在经过烘干工序时，这种物质把烘干器上的金属腐蚀后又融进酸洗液中，当它滴在传送带上受到高达几百度的温度照射时，由各种元素合成的腐蚀物便发出一定量的电磁波，这就是这个车间工人身体强健的根本原因。　　于是，苟文彬开始了“电磁辐射生物学”的研究。经过四年不懈的努力，终于发明出具有消炎、止痛、改善微循环、促进新陈代谢、增强免疫和自我调节机能等多种功效的“特定电磁波TDD治疗仪”。由于治疗效果明显，在南斯拉夫国际博览会上被人称为“神灯”，并获得博览会金奖。　　　　【小秘诀】　　质疑观察法不仅需要你在较长时间内对观察活动本身有稳定的注意力，而且对所观察事物的变化发展规律也要有稳定的注意力。　　　　【名人名言】　　　　　　前辈谓学贵有疑。小疑则小进，大疑则大进；疑者觉悟之机也，一番觉悟，一番长进。——陈献章


第2种能力：观察力光速究竟是多少？——定量观察法

　　你知道光的速度吗？光一秒钟能够跑多远呢？　　对于光的速度，许多科学家运用各种方法进行了测量。　　1607年，伽利略做了一个光速的实验。当时，他叫甲乙两个人在夜间各带一只灯，分立在两个山顶上，甲先迅速取去灯罩对乙发出信号，乙在看到信号后，立即取去灯罩，对甲发出信号。伽利略根据两山的距离和光往返的时间来计算光速。由于当时的技术条件限制，测得的光速很不精确。　　1849年，法国科学家斐索用一只旋转的齿轮测量光走过某一给定距离的时间，齿轮以一定的速度运动并让光通过齿间。斐索测得的光速为313000公里／秒。　　后来，法国科学家傅科用一只旋转的镜子测定光速。他让镜子以一定的速度转动，使它在光线发出并从一面静止镜子反射回来这段时间内，恰好旋转一周。　　随着科学科技的不断发展，人们不断地改进实验装置和技术，直到1932年用旋转棱镜测得光速为299774±2公里／秒。　　20世纪60年代，出现了激光器，光速的测定就更加精确了，1972年测定的光速值为299792公里／秒。这与目前国际计量委员会承认的光速299792458米±1。2米／秒已经非常接近了。　　　　伽利略、斐索和傅科等科学家用来测定光速的实验都是一种定量实验。定量实验是为了深入了解事物和现象的性质，揭露各因素之间的数量关系，确定某些因素的数值而进行的实验。　　定量实验经常会用到。例如，对于求解的问题或设计的方案一定要注意到它的数量方面，要有基本的数量分析都需要运用定量实验。　　运用定量实验法，首先要明确它与定性实验的联系。　　一般说来，定性实验是定量实验的基础，只有先确定了某些因素是否存在，不同因素之间是否有联系，才能进一步安排定量实验。同时，也只有通过定性实验了解和掌握了试样的定性组成及其大约含量，才能正确地选用定量分析的方法。　　例如，人们发现臭氧虽然与氧气是同种元素组成的物质，但性质却大不相同。臭氧比氧气重，有特殊气味。在雷雨时，闪电使一些氧气转变为臭氧，大气中存在低浓度的臭氧，使雷雨后的空气格外清新。臭氧有极强的除臭、杀菌、防霉效能。生活中碰到的不愉快气味，如含硫化合物的臭蛋味，醛类化合物的刺激性气味，胺类化合物的血腥味等，与臭氧发生反应后的最终产物都没有异味，没有毒性，不存在二次污染的可能。基于这种发现，有人提出了开发电冰箱电子灭菌除臭器的创意。通过定性实验，我们可以解决利用臭氧能否杀菌除臭的问题。但在下列问题上，则必须依靠定量实验：　　你设计的电子线路能产生多大臭氧浓度？针对不同的消毒物品，应提供多大臭氧浓度？平均杀灭菌率大概多大？能在多少时间内杀灭电冰箱中危害人类的细菌和病毒？　　如果不解决上述问题，开发设计的电冰箱灭菌除臭器是无法成为顾客乐意接受的商品的　　其次，定量实验的一个突出特点是测试或测量，因此，你还需要掌握或了解有关量的测试或测量的方法，这是一种不可缺少的能力。比如如何测量速度，如何测量温度，如何测量高度以及如何测量浓度等等。只有真正掌握了测量的方法，定量观察才可以进行。　　　　【练一练】　　假如有人想发明创造一种用于蔬莱、水果等食品贮存的电子保鲜器，除了设计出电路原理图外，还应当通过定量实验解决哪些技术问题呢？　　　　　【名人名言】　　必须详细地观察你想要表达的一切东西，时间要长，而且要全神贯注，才能从中发现迄今还没有人看到与说过的那个方面。——法国作家莫泊桑


第2种能力：观察力波义耳的发现——奇异观察法

　　一天早晨，化学家波义耳正要照例到实验室巡视，一位花匠走进他的书房，在屋的角落摆下一篮美丽的深紫色紫罗兰。波义耳随手拿起一束紫罗兰，他一边观赏着一边向实验室走去。紫罗兰那艳丽的色彩和扑鼻的芬芳使人感到心旷神怡，波义耳感到心情特别舒畅。　　“威廉，有什么新情况吗？”波义耳刚走进实验室就询问一个年轻的助手。　　“昨天晚上运来了两大瓶盐酸。”助手向波义耳汇报道。　　“我想看看这种酸，请从烧瓶里倒出一点来。”　　波义耳边说边把紫罗兰放在桌子上，去帮助威廉倒盐酸。盐酸挥发出刺鼻的气体，像白烟一样从瓶口涌出，倒进烧瓶里的淡黄色液体也在冒着白烟。　　“威廉，这盐酸好极了。”波义耳高兴地说，他从桌上拿起那束花，要回书房去。这时，他突然发现紫罗兰上冒出轻烟。原来盐酸的飞沫溅到花朵上了。他赶紧把花放进水盆中清洗。令人奇怪的是，紫罗兰的颜色变红了。　　这个偶然的奇异现象引起了波义耳的兴趣。他走回书房，把那个盛满鲜花的篮子拿到实验室，对威廉说：“取几只杯子，每种酸都倒一点，再拿起水来。”　　年轻的助手按照波义耳的吩咐，一个杯子倒进一种酸，再往每个杯子里放进一朵花。波义耳坐在椅子上观察着。深紫色的花朵逐渐变色了，先是带点淡红，最后完全变成了红色。　　“威廉，看清了吗？不仅是盐酸，其他各种酸，都能使紫罗兰由紫变红！”波义耳兴奋地说：“这可太重要了！要判别一种溶液是不是酸，只要把紫罗兰的花瓣放进溶液就可以判别了！”　　“可惜紫罗兰不是一年四季都开花的！”威廉带着惋惜的口气说。　　“你学会动脑筋了。为了方便鉴别溶液的酸性和碱性，我们该做些什么呢？”波义耳向助手提出了新的问题。　　不久，他们研制出一种用石蕊浸泡过的指示纸，很方便地就能分辨出什么是酸什么是碱。这对化学研究工作具有重要的意义。　　　　你是不是会对事物的奇特点产生兴趣，进而仔细观察去找出原因？事实上，发现周围事物的奇特点，并对此进行深入观察就是奇异观察法。这种奇异观察法在科学实验中经常会用到。　　洞察奇异作为发明创造方法之一，其内涵在于分析思考偶然发现的效应奇异现象，并以此为基础去创造前所未有的新技术或新产品。运用此法从事发明创造，要注意哪些要点呢？　　首先，在观察中要有好奇心。　　当代著名物理学家李政道博士说：“好奇心很重要，要搞科学离不开好奇。道理很简单，只有好奇才能提出问题，解决问题。可怕的是提不出问题，迈不出第一步。”确实如此，一个人对各种事物的好奇心越强烈，就越具有探索的目光。如果一个人对周围的事物都熟视无睹，就不可能发现新事物。正如爱迪生所说：“谁丧失了好奇心，谁就丧失了最起码的创造力。”　　其次，要培养洞察力。　　善于洞察，才会有新的发现，才会捕捉到发明创造的契机。所谓善于洞察，就是要善于用敏锐的眼光去看，用科学的思维去想，不断地将“观”与“察”有机结合起来。　　再次，就是要学会分析。　　发现问题后，要善于对于问题进行分析，找出问题的原因和规律等。在自然界中，经常会出现由于某种作用产生的效果或反应，如电磁效应、光电效应、磁场效应、温室效应、臭氧层效应等。这些潜在的、未被发现的重要事实和发展趋势，总是要通过其现象凸显出来。如果你会分析其与常规效应不同的奇异现象，就有可能发现鲜为人知的知识。　　　　【想一想】　　据报载，英国一猎人举枪向一只雉鸡射击，枪弹明明击中雉鸡，它竟然大摇大摆地从猎人眼皮底下飞走，留下的只是几根鸡毛！雷丁大学的科研人员听到这一新奇趣闻后，产生了浓厚的兴趣，高价买下了那几根鸡毛，开始了新的研究。想想看，他们究竟想发明创造什么？　　　　【名人名言】　　我没有特殊的天赋，只有强烈的好奇心。——爱因斯坦


第2种能力：观察力空气有什么特性？——多感官观察法

　　有一位老师，为了给学生讲解空气的特性，专门请学生准备了塑料袋和橡皮筋。他叫学生用塑料袋把空气装起来，然后用橡皮筋扎住袋口。　　老师说：“为了更细致地了解空气的特性，我们可以看一看、闻一闻、摸一摸、尝一尝、听一听，借助我们身上的五个感官来观察空气，同时把观察结果记录下来。”　　同学们果然很有兴致，纷纷拿出塑料袋和橡皮筋开始行动。有的在按袋子，有的凑近袋口使劲地闻。不时有学生大声喊道：　　“空气是无色的！”　　“空气是透明的！”　　“空气是无味的！”　　“空气是无形的！”　　“空气是摸不着的！”　　就这样，通过多感官观察，同学们很快就掌握了空气的特性。　　　　多感官观察就是借助人的各种感官去观察事物的一种方法。人的感官一般有视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。观察的时候，用眼睛去看，用手去摸，用鼻子去闻，用舌头去尝一下，这都将有助于对事物进行全面的了解，训练观察的全面性，同时，也会加深该事物在头脑中的印象。　　有这样一个寓言：　　一天，人身上的5种器官相互争吵起来。　　“眼睛”瞪得圆圆说：“没有我，你们什么也看不见！”　　“耳朵”不服气地说：“少了我，你们啥也听不见！”　　“鼻子”哼了一声：“要是没了我，你们能闻见花的芳香？”　　“舌头”伸得长长地说：“嘻！如果不是我，你们能尝到美味佳肴？”　　“身体”在一旁发起抖来。“眼睛”好奇地问：“你怎么啦？”　　“身体”说：“听你们这样争吵，我浑身冷飕飕的，不知你们想过没有，要是我们互不相让，各自离散，那我们还有什么存在的价值呢？”　　因此，对于生活当中的各种事物，你都要学会运用自己的各种感官去观察，发动你的眼、耳、口、鼻、手，最大限度地找去感觉事物，找到事物的各种特性。当然，这种观察要注意安全。李时珍在观察的时候，经常运用自己的多感官，因此也出现了误食有毒草药的情况。　　　　【练一练】　　1、观察日出　　请你运用自己的各种感官去观察日出，并把日出的场景用自己的语言描绘出来，或者用相机把壮丽的日出场景拍摄下来，甚至是画下来，各种形式都可以。　　　　2、观察萝卜　　萝卜的样子你见过吧，请你到市场上买来各种萝卜，比如白萝卜、胡萝卜、心里美萝卜、圆萝卜、长萝卜等，回到家中，先仔细观察各种萝卜的形状和颜色；然后用手去摸，每种萝卜有什么特点；仔细地闻闻各种萝卜的气味相同吗？再尝一尝每种萝卜的滋味。通过你的感官，各种萝卜的特性你就都掌握了。　　　　【小秘诀】　　当你充分运用你的各种感官去观察事物时，你会发现，观察其实是一件很有趣的事情。　　　　【名人名言】　　观察自然，研究它们所生的万物；追求万物，推究其普遍或特殊的关系；再想法抓住自然界中的秩序，抓住它行进的方向，抓住它发展的法则，抓住那些变化无穷的构成自然界的秩序所用的方法；这些工作在我看来，乃是追求真实知识的唯一法门。——拉马克


第2种能力：观察力达尔文的记事本——观察日记法

　　达尔文从小就对动植物很感兴趣，喜欢观察动植物。年幼的达尔文出于对观察的兴趣，已经对自己搜集的标本做了一些简单记录，有的还附有简单插图。有一天，舅舅看了达尔文的摘记后，对他说：　　“只做摘记是不够的，你要把自己当作一个画家，但不是用颜色和线条，而是用文字。当你描述一种花，一种蝴蝶，一种苔藓的时候，你必须使别人能够根据你的描述立刻辨认出这种