爱迪生对“测量灯泡容积”这样的一个复杂问题,只是通过思考变换成了间接观察的方法,就把它转换为“看量杯刻度”纟样一个简单的问题,使问题轻而易举地得到解决。
和直接观察法相比起来,间接观察法的优点在于精确、迅速,而观察的范围也比较广D但是,间接观察法也有着很大的局限性。比如,观测的水平要取决于仪器的精密水平,仪器的误差将会导致错误的观察结果。因此,观察本身就包含着深刻的思考和永无止境的探索精神。
用质观察法寻求真理
如果要研究一个事物,首先要对所研究的对象有一个概括的了解,然后才能对它进行深入研究。而质的观察就是把重点放在对事物和自然现象的性质、特征等方面的观察上。
质观察法在动物分类学、植物分类学、矿物学、地理学、天文学、古生物学及医学等学科领域里极为盛行。
据说我国明朝的时候,盐非常珍贵,一般都是从很远的海边运回来。
而那时的陵州恰巧有一口盐井,从井里打出的水经过晾晒,就能晒出盐来,非常稀奇。但这口并很深,大概有50多丈,只有用很长的绳子才能把井水取出来。井底是用石头物的,井壁是用坚硬的柏木围成。而井壁的柏木露出井由于长年累月的风吹雨淋,柏木早已腐朽了,急需更换,否则这口稀奇的井就废了。
但是想修复它,却又遇到了很大的困难,因为这口井里不断地有股怪异的气往上冒,下井的人闻到这股气就会立即死掉。
后来人们发现,下雨的时候,井里的怪气就会濬回水底,这时下井去更换朽木就不会有生命危险了。可是天不可测,不可能天天下雨,怎么办?
当时在陵州做官的杨佐对天下雨能制服怪气这一现象进行了
深入思考,从下雨有水气进入井里这一本质上出发,发现了最本的问题所在,终于想出了一个好办法。
他叫木工制作了一个大木盆,并在大木盆的底部凿了许多小孔,然后把大木盆放在井口的上面,不断地向木盆内倒水,水从孔内源源不断地往下流,就像下雨一样。木盆孔里流下的水柱,同样能使井里的怪气向下沉。
这样一来,民工们就可以踏实地在井中更换朽木了。
杨佐从“天下雨”便能安全下井这一要素中,抓住问题的本质,在细心观察之后进行深入思考,用“人工降雨”起到了和“天下雨”同样的作用,终于解决了问题。这在科学尚不发达的明朝时期的确是聪明之举。
有句俗语:“世界的金钱装在犹太人的口袋里。”虽然犹太人的人口并不多,但他们无论在商业界,还是在金融界,都独占鳌头。之所以始终“生财有道”,最重要的原则是他们懂得“78:22”的特殊规律。
大多数人都知道,在自然界中,空气成分中氮与氧的比例是
78:22;而在我们每个人的身体中,水分与其他物质成分的比例也是78:22。可见,78:22是大自然世界中一个客观规律,除了有少许偏差,例如它可能变成79:21或78。5:21。5等,但总的来说,这个规律是客观存在的,它规定着宇宙中某些恒定的成分。
正方形和其正方形内切圆的关系,又一次证明了这一规律。
面积是100的正方形,它内部的相切圆面积,则刚好是78。5,约为78。
这样看来,78:22确实是大自然作用于世界的真理,无论是空气还是人类本身,如果失去这个比例,空气将不再成为空气,人类也将不存在。
以“78:22”法则为基础,经商绝不吃亏,这是犹太人经商千百年来总结岀来的经验。
他们从事物的本质观察,发现了这一不变的普遍存在的自然规律,从而抓住事物发展的根本。以78:22法则来观察,再经过千百次运用,犹太人成了世界上最富的民族。
我们知道,就研究事物和现象来说,质的观察所涉及的是确定何时何地有什么现象,该现象与别的现象间处于什么样的联系,即确定的是什么。只有从事物的本质去观察,我们才可以深刻地了解到事物的来龙去脉,由此才能更好地发挥我们的创造力。
用量观察法来认清事物
量观察法,也称观测法或测量法。在物理学中,一般研究事物与自然现象之间的规律性,都需要对各种物理量加以定量描述,因而就要采用量观察法。在天文学中,要想确定天体的位置、体积、运动轨道和周期等,离开了量观察法就无法进行。
中国古人就曾经用量观察法比古埃及人更精确地测出了一年的天数,那就是利用圭表测量日影c圭是平放在地面上的表,投影于圭。由于地球的自转与它的公转轨道平面之间的夹角是66。34”,好像是“斜着身子”围绕太阳转。经过测量,在一个周期内,每日每时太阳投放在圭上的影子长度都不一样。通过这个方法,并参照其他各种方法,中国人在春秋末期便测出一年的实际长度为365。25天,以后又修正为365。2428天,365。6245天,最后于明朝末年修正为365。24190天,比现代测算的365。24217天仅相差0。00027天,即2。3秒。同埃及古历及在此基础上发展而来的现行公历相比,中国古历没有采用单纯的太阳历,而是阴阳合历。即月份是以月亮的圆缺变化为依据,另外采用加闰月的办法,使历年的平均长度大致等于一个回归年。
古人就是通过这种量观察法发现了一年365天(闰年366天)这个具有永久性意义的奥秘。
由此看来,量观察法不仅要确认事物是什么,还要确定该事物或现象的数量、强度、经历的时间等。
可以说,量观察法是在质观察法的基础上进行的,但有时只有确定出某些数量关系后,才能确认出所研究的现象或事物的质到底是什么。
大家都知道,周期性变化是大自然最简单而又最深奥的变化。人类通过对周期性的认识,掌握了许多客观规律。如太阳有一个为期11年左右的“黑子洞”,在这个周期内,太阳黑子数量多少的变化,就像月亮圆缺变化一样。太阳黑子数量的多少,对地球上的气候很有影响01926年,中国科学家竺可桢发现,黑子多的年份,长江流域雨水比较丰富,而黄河流域相反,雨量比较少;黑子少的年份,则是黄河流域雨量多,长江流域雨量少。
生物体的周期性同样具有永恒性的意义。大而言之,生死盛衰,是任何生物体都必须经历的周期。现代心理生理学则进一步进行观测,探索出了一些微妙的周期。如人的体力盛衰周期为23天左右,情绪波动周期为28天左右,智力起伏周期为33天左右,这些具体周期的发现,对人们的优生优育及参加某些重大活动有重要的指导作用。
从以上例子可以看出,量观察法是建立在对现象或事物有比较深刻认识的基础之上的。这是因为,首先应当确定能够表明研究对象特征和属性的那些可描述的概念,即用什么概念去描述研究对象的特征和属性。
场随着各门学科日益向精密度发展,数学方法被各门学科所应用,量观察法也就显得极为重要。在科学仪器出现以前,量观察法也只是一般的应用。随着科学仪器的发明和应用,量观察法的运用范围才突出起来,尤其在天文、物理以及工程技术等领域运用得更为广泛。
运用量观察法,是我们认清事物常用的方法,但同时还必须运用必要的几何学和物理学知识。缺乏必要的知识,只运用一定的仪器就不能进行真正的量的观察。
巧妙变换观察角度