一、直觉思维概述
什么叫做直觉?这是一个使人感到神秘的问题,也是一个众说纷坛的问题。我国著名科学家钱学森认为:“直觉是一种人们没有意识到的对信息的加工活动,是在潜意识中酝酿问题然后与显意识突然沟通,于是一下子得到了问题的答案。”美国教育家布鲁纳说:“直觉是指没有明显地依*个人技巧的分析器官掌握问题或借境的意义、重要性或结构的行为。”英国著名病理学家见弗里奇认为:“直觉是指对情况的一种突如其来的顿悟或理解。”美国现代著名认知心理学家H·A·西蒙说:“直觉实际上是一种再认。”他把“专家遇到问题时可以很快地分析情景并做出反应的能力”称为“专家的直觉”。以上各种论述都从不同的角度阐述了直觉思维的意义,各种论述的差异表明,直觉是人们尚未完全达成共识的思维形式,它有待于我们作进一步的深入研究。但各种论述也都包含了一个共同的思想,即直觉思维是一种客观存在的思维形式,它具体表现为思维主体在解决问题时,运用已有的经验和知识,对问题从总体上直接加以认识和把握,以一种高度省略、简化、浓缩的方式洞察问题的实质,并迅速解决问题或对问题作出某种猜测。
直觉在科学发现中具有极为重要的作用,普朗克说。“每一种假说都是想象力发挥作用的产物,而想象力又是通过直觉发挥作用的。”例如,安培从电流磁效应现象直觉到磁的成因应是电流,提出了分子电流的假说,揭示了磁现象的电本质;法拉第由电能产生磁的现象,根据审美直觉,提出了磁也能产生电的假说,然后通过大量的实验,发现了电磁感应现象;德布罗意根据作为波动的光具有位移性的事实,在审美直觉的驱动下,大胆地提出了实物粒子也应当具有波动性的科学假说,从而建立了物质波的重要概念;爱因斯坦更是一个具有极强直觉能力的科学大师,他在26岁和37岁时分别创立的狭义相对论和广义相对论,并不是在已有的理论体系基础上通过逻辑推理产生的,而是在很大程度上*他自己的丰富的想象力、直觉和灵感。对于直觉,爱因斯坦可谓推崇至极,他说:“真正可贵的因素是直觉。”“我相信直觉和灵感。”他还说:“物理学家的最高使命是要对得到那些普遍的基础定律,……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,才能得到这些定律。”美国著名科学史家库恩在论述科学革命结构时谈到,从旧规范到新规范的变化离不开直觉。新规范是经过“直觉的闪光”出现的。这种直觉在“深深的危机中的一个人的思想中突然出现。”从上述论述中,我们可以概括出直觉思维的几个基本特点。
(一)非逻辑性
非逻辑性是直觉思维的本质特征。首先,直觉思维的形式并不是概念和严谨的逻辑推理,而是联想、猜测和洞察力;其次,直觉思维并不按部就班地遵循逻辑规则,首尾衔接地进行,而往往突破逻辑规则的束缚,跳跃地进行。
(二)突发性
直觉思维是一种十分简略的思维形式,是人的思维过程的高度浓缩,其产物往往突如其来,思维的过程难以被主体以“慢镜头”重现。正如前苏联生理学家巴甫洛夫所说的“我正确地理解并回答了结果,但是所有早些的思维途径本身全忘记了。这就是为什么说这是直觉的原故。我发觉所有直觉都需要这样来理解:人明白了最终的东西,但是人所经过的准备过的全部过程,则不可能被作为某个因素而考虑。”
(三)整体性
直觉往往是从事物整体入手,对问题从总体上加以把握,它是对问题总体概略的反映,而对思维过程的细节并不十分清晰。它从问题的已知的信息入手,直接触及到问题的目标或问题的要害。无论是对问题信息的感知,还是对经验知识的提取、通常都是“块式”地进行的。
(四)或然性
直觉思维通常来源于对问题的直感,它要受到思维主体原有经验知识、审美情感、态度倾向等诸多因素的影响,但却缺乏逻辑上的支持。直觉思维的成果往往只是一种猜测,不一定能保证正确无误,其正确性有待于进一步的检验和证明。
二、直觉思维与物理解题
物理解题,尤其是求解探索性的物理问题是一个创造性的智力活动,在进行过程中,直觉思维总是起着重要的作用。在解题中解题者不存在有无直觉思维参与的差别,只有直觉思维参与的数量多少与质量高低的差别。
物理问题的解决可分为三个思维层次,即:1.战略性解决层次这个层次主要是为解题确定方向或制定策略,以及对解题作出总的提示。这种对问题的解决只是一种抽象意义的解决(或猜测性的解决),而不是具体意义的解决。
2.战术性解决层次即从具体确定与问题相关的各事物之间的关系,列出有关方程,作出有关图形等。
3.战果性解决层次即具体地解决问题,并获得问题的答案。
在问题的战略性解决层次,解题者只是概略地“解决”问题,他也许只是闪现出一个念头、一条思路、一个猜想、一种尝试的方案等,而不是真正地解决了问题。这“念头”、“思路”、“猜想”,“方案”主要是根据物理规律,经过分析而得出的。
因为任何探索性问题的解决一般都要经过以上三个层次,所以,从这个意义上说,任何探索性问题的解决都多少有直觉思维的参与。
在物理解题中,直觉思维所起的作用主要有两点。
(一)启动作用
对问题的直觉判断,对问题结果及中间状态的猜测,能够给解题活动以动力。解题的思维主要是逻辑的,但是逻辑思维需要用非逻辑的直觉思维来启动。如:
例2 质量为M的小车静止在光滑的水平面上,现有一质量为m的物块静止开始从A点出发,沿小车的光滑孤面下滑到B点,然后再沿粗糙的水平面BC滑到C点而为止,若BC面的摩擦系数为u,求BC的长度。
对本题,有学生采用如下的解法:
以系统为研究对象,由动量守恒定律可知m到C点时,系统处于静止状态,由能量守恒定律可列出mgh=mguBC所以BC=h/u
这是一种十分简便的解法,但它并不是唯一的解法。学生为什么选择整体系统和整体过程作为研究对象,运用两个守恒定律单刀直入,获得结果,而不选择别的(更为繁复的)解法呢?这是由学生优良的直觉品质所决定的,这种直觉来源于他们已有的经验储备和对问题整体的深刻的洞察力。正是这种直觉,才使他们的解题活动得到有效的启动。
(二)导向作用
问题的解决通常需要经历先定性后定量两个阶段,定性分析可以为定量分析提供导向作用。如果定性的分析与直觉思维相联系,分析的过程往往跳跃式地进行,分析的结果往往表现为一种“猜测”,并不“十分”令人使用,有待于进一步的逻辑证明和检验。如:
例3有两个金用小球,固定在两个位置上,现给两个小球提供的总电量为Q。问两个小球的电量如何分配时两球间的库仑力最大?
定性分析:当只有一只小球带电时,两球带电量差异最大,库仑力为零。由此可推测,两球带电量相等,即两球带电量差异最小时库仑力最大。
前提“两球带电量差异最大,库仑力为零”与结论“两球带电量差异最小时库仑力最大之间并不存在逻辑的必然。但这种直觉是十分可贵的,它为问题的结果提供了有益的“猜测”。这种猜测是问题解决的“先遣兵“,它能为严格的运辑运算起到积极的先导作用,使一个求解题变成了求证题。
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