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第75章 此曲只应天上有——神奇的灵感

(1)从醉酒中获得的灵感美国华裔科学家朱棣文教授因成功地开发出“激光冷却原子”的技术,获得1997年的诺贝尔物理学奖。在此后的一次专题报告会上,朱棣文教授谈到,实验的灵感来自观察纽约北部曼彻斯特大学醉酒人的蹒跚行走。

在大干世界中,一切物质都在一定的空间不停地运动,只是其运动速度各不相同。原子是组成单质和化合物分子的微粒,它的运动速度达到每秒500米左右。由于原子的快速运动速度,长期以来,科学家们难以对它进行更深入的观察和研究。早在六十年前,理论物理学家就发现,当物体温度由室温陡然降到绝对零度(零下273摄氏度),原子运动速度会陡降至时速不到1公里。但几十年来,没有科学家能够进行实险来达到这种状态。1975年,美国斯坦福大学的肖洛和汉斯等物理学家提出一个物理思想,即将激光的光子动量传递给原子,形成辐射压力业阻止原子的热运动,使原子气体的温度降低。

80年代初,做了几年博士后的朱棣文设想用六个方向激光束对原子进行照射,来达到冷却原子、减慢原子运动速度的目的。因为激光束是由大量光子组成的,当原子受到激光束照射时,原子会吸收光子。它每吸收一个光子,不仅会吸收它的能量,还会吸收这个光子的量,从而使原子的温度降低,运动速度减慢。但这一过程极其短暂,只有30纳秒。当原子受到激光束的照射时,在一秒钟内,原子就能吸收极大数量的光子,这样,在光的传播方向上,原子所受到的光压力就要比重力大10倍。如此大的光压力就会迫使原子的运动速度减慢到如同一条小虫在蠕动时的速度,此时的原子温度也会随之冷却下来,人们就有足够长的时间来观察和研究原子的状态。

1985年,朱棣文和他在贝尔实验室工作的同事设计了几人不同的实验,但仍无法突破“如何利用激光让原子冷却下来”这一难题。有一天,朱棣文突然想到他在纽约州北部就读罗彻斯大学时,那里的天气非常冷,天气冷时人们就喝酒取暖,所以大学里喝酒的人很多,常看到喝醉酒的人蹒跚地走在大街上。这些醉酒的人走路左摇右晃,往往越走越往低处走,不可能往车顶跳,这是一种惯性的使然。那时他灵光一闪,想到在不同激光束作用下的原子,依照惯性,应该也是往能阶低的地方走,所以问题的关键就在如何利用激光束的作用,设计出一个接近绝对零度的陷阱,来降低经过此陷阱原子的能阶,进而达到捕捉原子的目的。以后,朱棣文和同事们经过多次实验,终于成功地达到理想的实验状态。在专题报告中,朱棣文教授形象而又实在地将由激光束形成的这种用来冷却原子的介质称为“光学粘胶”。并介绍说:“此时的原子仿佛掉进了一个光子的海洋中,它无论向哪个方向运动,都会受到巨大的阻力。”

朱棣文的出色工作,使科学家们从此就可以将原子“抓住”,不让它们乱跑,也就能对悬浮在空间近乎不动的原子进行研究。许多科学家称道:这项出色的工作不但有科学理论上的意义,也有实际价值。杨振宁教授认为朱棣文等人开发的这项新的实验技术,“为后来创造出‘玻色——爱因斯坦凝聚’现象的工作铺了路”。我国的量子光学家认为,从朱棣文等人的古研究工作出发,有可能引申出稀薄气体中的破色——爱因斯坦凝聚,并由此而引出一个崭新的领域——原子激光器的工作。

无论是理论创造还是发现,往往都有行踪诡秘的灵感女神的光临,而一旦出现突发性的灵感,探索者头脑中便会如电光一闪,思路接通猛然醒悟,一下子跃上一个新的境界。朱棣文的成功再次证明了这一点。

(2)梦中旋转的蛇

凯库勒是德国化学家,长期从事分子结构的研究,为有机化学现代结构理论做了奠基工作。年轻时,凯库勒曾就读于吉森大学,原想成为建筑师,后来听了化学家·李比希的实验课后,被化学发展的美好前景所吸引,在其影响下转向化学。虽曾一度受到家人反对,但他凭着不懈的努力,与化学接近,得到化学老师——以发明磷火此而著名的弗里德希·莫登豪尔的指导,并在李比希的实验室里从事分析化学实验,获得博士学位。由于早年受到建筑方面的训练,使凯库勒在热拉尔有机结构类型论的基础上,发展了自己的理想,形成了自己独特的有机化学方面的结构理论。

1858年,凯库勒在比利时根特大学任化学教授。传说有一天他外出,在公共马车上打瞌睡时想出了碳链结构式,从而确立了有机化合物中碳原子为4价的理论和碳链学说,他的这一成就打开了对脂肪族化合物了解的途径,并几乎同时被库珀所宣布。而他对苯分子的环形结构式的研究获得成功,则是1865年在根特的书房里打瞌睡时得到的一种想法而引起的。

当时,凯库勒正研究苯及其衍生物的结构,并作为讲授芳香族化合物一章中的教材内容。一天晚上,他在书房里写教科书,写得太累了,不知不觉在火炉边打起了瞌睡,做起了梦。梦中见到了赫尔利茨伯爵夫人宝石戒指上的蛇,那是许多年前的事,赫尔利茨伯爵夫人家发生火灾,由于凯库勒的家就在赫尔利茨伯爵夫人家的对面,目睹了火灾的发生,因而被传到法庭作证。当时,赫尔利茨伯爵夫人丢下了一枚贵重的宝石戒指,戒脂上的图案是两条蛇,一条是黄金做的黄蛇,一条是白金做的白蛇。该枚戒指后来在仆人那里查到了,但仆人咬定戒指在1805年就有了。为此,法庭请李比希化验作证,指出了白金是从1819年起用于首饰的,以证明仆人的谎言。在那次法庭休息时,李比希曾拿出那枚玉石戒指给凯库勒看过,凯库勒被黄白两条蛇缠绕的生动图案所深深吸引,久久不忍离去。现在,他又梦见了宝石戒指上的蛇,而蠕动的蛇变成了碳原子,如炉中柴火一样闪着火星,一会儿又弯曲盘绕。突然,他见到其中一条蛇咬住了自己的尾巴,这幅图案在他的眼前嘲弄般地旋转不已。凯库勒惊醒了,醒来之后,激动不已,他根据梦中的启示,花了整夜工夫弄清了苯的六角形结构式,这就是苯环碳链的新结构式,也是苯的第一个环状式。凯库勒以此写出了论文,并于1865年1月发表在《科学院通讯》上。近代化学用X射线对芳香化合物结构的研究,证实了这种平面六角环形,这个研究成果对有机化学的发展起了重大作用。这种怪异的思维方式令人拍案叫绝!

其实,“日有所思,夜有所梦”,凯库勒苦心研究的专题,他的建筑学与化学知识,他以前见过伯爵家的蛇形戒指,不过借助梦境得到了一次奇妙的知识重组,而导致了他的创造性发现。

(3)“魔术”的启迪

“嘀嘀嗒,嘀嘀嗒”,在现代化的今天,电报已是不可缺少的通讯工具,有了它,时间会缩短,千里之外的空间并不显得遥远。但人们可知道,电报的发明者莫尔斯纯粹是由于一件偶然的事情,萌发了发明电报的念头。

莫尔斯原是一个画家。1832年秋的一天,他乘萨里号油轮从法国回到美国。在船上,有一个名叫查尔斯·杰克逊的青年医生当众表演了“魔术”:他在桌子上放了一块上面绕有绝缘铜丝的马蹄形铁块。他把铜丝一通电,那马蹄铁仿佛有一股无形的力量,把铁钉、铁片吸了过去。他把电源一切断,铁钉、铁片立即掉了下来,那无形的吸引力马上消失了。这个魔术引起了莫尔斯极大的兴趣,他自己动手,连续做几次,并且第一次懂得:当电流通过线圈时,由于电磁感应,产生了磁性,所以能够吸引铁片。

这件偶然事件,激起了莫尔斯丰富的想象力:电流这样神速,能不能用电流传递信息呢?从此以后,他把全部精力投人到了一个全新的领域。他已经41岁了,有人劝阻他,有人讥笑他,他全然不顾。1835年他完成了电报的最初设计模型。1838年他又制定点线系统,这一系统即是后来世界通行的莫尔斯电码,它使电报可以通过不同长度的电脉冲或灯光等可见光进行信息的传递。就这样,莫尔斯经过不懈的努力,终于发明了电报机。他开设的第一条电报线,是在美国国会财政支持下,从巴尔的摩到华盛顿。1854年他获得了电报专利权。由于电报的发明,使他财富大增,在晚年,他热心于慈善事业。

这是通讯技术领域的一个灵感思维实例。在专业分工越细的今天,一名画家在看了一名医师的“魔术”表演后便下决心去从事发明电报的工作,这简直是不可思议的事,然而莫尔斯却凭着一时萌生的灵感,硬是把自己的全部精力投入到一个全新的领域,并获得了巨大的成功,这不能说不是发明史上的一个奇迹。

(4)他敲开了哲学王国的大门卡西尔是德国哲学家,因创造符号学而闻名于世。卡西尔小时候就富于冒险精神,10岁时能轻而易举地横渡的奥德河。高中时,他是班上公认的最好的学生,老师经常为他知识的深度和判断力的准确而大为吃惊。为此,曾有人说他是哲学家的苗子。18岁时,卡西尔进入柏林大学读书,在当时新康主义的影响下,卡西尔阅读了康德的全部著作,以及大哲学家柏拉图、笛卡尔、菜布尼茨等人的著作。以后,又到马堡大学,成了新康德主义马堡学派创始人赫尔曼·柯亨的学生。卡西尔在参加柯亨教授的第一堂讨论课上,通过回答柯亨提出的一个哲学难题,就使柯亨看到其哲学方面的实力。柯亨课后曾对人说起,卡西尔这个人从他这里已经没有什么可学的了。当一个学期结束时,卡西尔已经成了学生中公认的领袖。

卡西尔那惊人的知识,主要得益于他超凡的记忆力。对此,柯亨也曾提到,说卡西尔能整页地背诵几乎所有古典诗人和哲学家的作品。这种超常的记忆力一直保持到他生命的最后时刻。这种记忆力不是一种被动的能力,它经常与观察问题的本质因素、把握问题之间原始关系的敏感的判断力共同作用,形成创造性的精神吸收过程。1910年,卡西尔发表了他的第一部重要著作《实体与功能》。由于这部著作的基本概念和整体结构都充满了不合传统的创新意味,使这部著作在若干年后才得到学术界和有哲学兴趣的学生们的认可。1923~1929年,卡西尔发表了真正代表他哲学思想的巨著《符号形式的哲学》。在这部著作中,他以大量的历史资料为前提,对符号形式的普通理论以及语言、神话及科学认识问题进行了深刻的、鞭辟入里的分析。

对于符号哲学思想的形成,卡西尔是这样描述的:有一天,当他乘车回家时,符号形式的概念突然闪现在脑际,几分钟后他到家时,一部新著作的写作计划已经成竹在胸了。他清晰地感觉到,康德和柯亨的认识理论是片面的,那种仅把理性作为开启理解现实之门的钥匙的看法是不正确的。假设人类灵魂与现实之桥是整个人类的心灵,包含着它的全部功能与冲动,它的全部想象、情感、意志和逻辑思维。这一切,决定和形成了我们的现实概念。卡西尔说:“现实的真正概念不可能被表达成一个存在的简单和抽象的形式,它实际上包含了全部丰富多样的精神生活……在这个意义上,任何新的‘符号形式’——不仅指认识的概念和体系,而且包括艺术、神话和语言的直觉世界——都再现了一个由内到外的内容,一个世界和心灵的综合,它独自为我们创造了一个二者真正的统一体。”整个现实世界只有依靠某种精神意象——符号形式的帮助方能得以把握,而哲学的任务恰恰就在于对决定着这些符号结构的心理功能加以理解。原始图腾的奇异形象可以与现代四维空间的概念完全不同,但是它们同样显示了内在结构的规律性,它们同样被归结为人类心灵的某种基本功能。

卡西尔在哲学上的成果是多方面的。1906年始,他发表了著作《认识问题》。至1940年共出4卷。该书出版后,就得到世界各地哲学学生的认可,成为学习人类思想史的必读书。在哲学史方面的著作还有《文艺复兴哲学中的个人和宇宙》、《柏拉图主义在英格兰的复兴》等。《人论》是卡西尔研究人类文化现象学方面的成果。1944年,又出版了他用英文撰写的《人论》,书中,他对符号形式的哲学以及在不同人类文化领域的运用做了总体性的说明,卡西尔被西方学术界公认为本世纪以来最重要的哲学家之一。在西方世界影响甚广的《在世哲学家文库》将他与爱因斯坦、罗素、杜威等相提并论,专门编了一本厚达近千页的《卡西尔哲学》作为该书的第六卷。

这是哲学研究领域灵感思维的一个实例。当代国际著名哲学家卡西尔的符号学构想形式于乘车回家时突发的灵感之花。当符号形式的概念突然闪现在他脑际后,一部新著作的写作计划就在回家的路上酝酿成熟了。这一典型案例,说明灵感思维不仅光临艺术家,不仅是形象思维的扩展,而且同样可以在最抽象的哲学王国中开出最富有创造性的思维之花。

(5)澡盆里的发现

公元前3世纪的叙拉古城,一个赤身裸体的人突然跑出澡堂,在大街上高声喊叫:“我发现了,我发现了!”这个人就是世界有名的科学家阿基米德。

事情原来是这样的:希罗王叫工匠造了一项王冠,王冠制成后,希罗王却怀疑王冠里掺进了白银,就叫阿基米德加以检验。阿基米德为此绞尽脑汁,整天像被妖魔迷住了一样,经常忘记了吃饭,洗澡时也常常呆坐着。一天,阿基米德又去澡堂洗澡了,当他走进澡盆,把身子泡入水中时,盆里的水溢了出来,望着从盆中溢出的水,阿基米德忽然有悟:他所排出的水在体积上和他的身体有关。因而马上想到掺上白银和合金比较轻,纯金比较重,同校重的合金体积要比同样重的纯金体积大,因而会比同样重的黄金排出较多的水。这个发现使阿基米德欣喜若狂,接着出现了开头的一幕。就这样,阿基米德发现了著名的“阿基米德原理”——浮力定理。他在其著作《论浮体》一书中说细论述了这一定理。

阿基米德是古希腊著名的数学家、科学家、发明家、理论力学的创始人。他于公元前约287年生于西西里岛的斜拉古城,是天文学家之子。他除了发现“浮力定理”外,还发现了“杠杆定理”。他为此曾宣称:“只要给我一个立足之处,我能够移动地球。”他还制造了凸玻璃镜,将太阳光集中反射,烧毁了罗马人的战船。当罗马人攻占叙拉古城时,阿基米德正在沙地上沉浸于他所画的数学图形中,那些罗马人拉他的时候,他还大喊:“让我把图画完!”但一颗天才的头脑终究未逃过战争的厄运。

在常人眼里,大科学家往往是行为难以理喻的怪人。阿基米德的行为就怪得出奇:在澡堂里悟得“浮力定理”后,居然赤身裸体跑到大街上去高喊:“我发现了,我发现了!”攻破叙拉古城的罗马人已将刀放在他脖子上时,他还在大喊:“让我把图画完!”其实,这些怪诞的行为是思想高度集中、思维高速运转的表现。一旦人的思维进入入迷状态,事业的成功也就离他不远了,这就是我们从阿基米德的古怪行为中获得的宝贵启示。

(6)球王的“快乐症”

贝利是世界著名的足球运动员,每当他出现在足球场上,犹如一匹黑马奔驰在战场上,他敏捷的身影、充沛的精力、娴熟而精湛的球艺、镇定自若的神情,如人无人之境的运球和传球,以及出人意料的临阵一脚,都使观众为之惊叹和倾倒。而球队的队员们更是从他身上获取到必胜的信念和力量。他曾率领巴西队连获1958年、1962年、1970年“世界杯”冠军,并因此而永远保持“世界杯”冠军奖杯。

1969年11月20日在他平生参加的第909次比赛中,他射进了第1100个球,贝利因此也成为巴西人民心目中的英雄。每当人们探寻这位球王何以在足球运动中有出众的表演时,贝利用“快乐症”来形容竞技活动中自己的这种状态。

他在回忆1958年6月26日瑞典斯德哥尔摩的一场世界足球锦标赛的决赛时写道:“我们开球之后,我忽然感到非常镇定,这是以往任何一场比赛中没有过的异样感觉,好像是得了一种‘快乐症’,可以整天在球场上奔跑而不知疲倦。我如果带球就可以左穿右插,哪怕是他们全队人马堵截我一个人,我几乎可以穿过他们的身体把球传给队员。我又觉得根本没有人可以伤害我。这真是一种不寻常的感觉,我以前从来没有经历过。”

球王贝利在909场比赛中射进了1000个球,创造了世界足球史上的一个奇迹。他用得了“快乐症”来形容自己的这种势如破竹的行为。凭借“快乐症”产生的怪异感觉,他可以整天在球场上拼杀而不知疲倦,可以带球左穿右插如人人之境。贝利说的这种“快乐症”竞技状态,正是体育运动的“灵感”闪现。

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