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创造性科学思维中的意象

科学概念是如何起源的?在科学进步中科学概念是如何演变的?在

科学研究中心理意象(mentalimagery)的作用是什么?科学家是如何

提出理论的?这些问题长期吸引着科学家和哲学家进行不懈的探索，后

来又引起科学史家和认知心理学家的关注。

之所以如此，是因为科学创造过程同于艺术创作过程。科学发明恰如

伟大的艺术作品、音乐作品或文学作品的问世一样，也是智力活动的

结果。在这个过程中，人类精神从外部世界吸取很少，输出却很大。

这是无法用言辞或数学方程描述的过程。一个主要原因恐怕在于，创

造性思维的成果大于它的部分之和。

例如，每一个民族的语言都是由有限的字母和单词构成的，每一个不

是文盲的人都能(借助于词典)使用它们。但是，莎士比亚、曹雪芹何

以能利用它们创造出不朽之作，而一般人却不能呢?音乐符号比起词汇

来要少多了，但这并不意味着我们易于理解莫扎特、贝多芬的乐曲。

油画颜料谁也会买到、会涂抹，但是达#8226;芬奇、梵高是如何用同

样的颜料绘出惊世名画的呢?正如伟大的作家、音乐家和画家以独一无

二的方式看待他们周围的世界、以大胆的新方式构造词汇、音符和色

彩的组合一样，伟大的科学家也是如此，只不过科学家的构造元素是

概念和数学符号而已。诚如爱因斯坦所说：“人们总想以最适当的方式

来画出一幅简化的和易领悟的世界图像；于是他就试图用他的这种世

界体系(cosmos)来代替经验的世界，并来征服它。这就是画家、诗人、

思辨哲学家和自然科学家所做的，他们都按自己的方式去做。”

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不管各种创造者的方式多么迥异，由于其目的相同，结果是：在创造

的时刻，各门学科之间的屏障往往就消失了；在创造者身上，他们的

心理机制有惊人的相似之处。

就科学家而言，面对同样的实验材料和数学技巧，为什么发明家能以

新方式解释这些材料和运用这些技巧呢?美国科学史家和科学哲学家

阿瑟#8226;I．米勒在他的专著《科学思维中的意象》(1984年)和撰

写的论文“意象、审美和科学思维”中，对这个问题进行了饶有趣味

的探索。

米勒认为，科学发明家是以不同的心理意象方式来辨认、选择组合的，

从而构造出有用的组合即科学发明。米勒以20世纪物理学的发展为背

景，以彭加勒、爱因斯坦、玻尔和海森伯的科学创造为例，比较深入

地探讨了心理意象在科学发明过程中的作用，勾勒出创造性科学思维

的动力学。米勒之所以选取上述四位物理学大师为对象，不仅仅因为

他们是现代物理学两大理论支柱——相对论和量子力学——的缔造

者；更重要的是，他们研究的深度和广度迫使他们不得不深入到一个

更为复杂得多的问题，即创造性科学思维的心理机制和日常思维(科学

思维不过是日常思维的提炼)的本性问题。

米勒指出，彭加勒的心理意象方式是感觉意象(sensualimagery)。的

确，彭加勒在一篇内省分析或自我分析的讲演(这篇题为“数学发明”

的讲演是一篇极为有趣的材料，被公认是对心理学的重大贡献。该文

已由作者译出，刊登在《世界科学》1986年第3期上)和其他科学哲

学著作中提出，富有创造力的数学家都是一些用图像思维的人，这些

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图像可以是视觉的或感觉的，其中后一类能导致数学发明。他把感觉

意象定义为“迅速地领悟论据整体的能力，……也可以说是这种秩序

的感觉或直觉”。

在彭加勒看来，数学创造并不在于用已知的数学实在造成新的组合。

任何一个人都会做出组合，但是组合的数目是无限的，它们中的大多

数完全无意义。创造恰恰在于不作无用的组合，而作有用的、为数极

少的组合。“发明就是辨认、选择。”可是，怎样在无数的组合中辨认、

选择呢?这就是靠科学家的直觉(眩惑的洞察力)和审美感。和谐的、同

时也是有用的和美的组合能激起数学家的这种特殊感觉，使数学家能

够毫不费力地包容全体，于是一个秩序井然的整体便处于数学家的双

目之下，使其能预见