第一节 观 察
一、观察的含义
观察是人类认识史上最早出现的一种搜集材料、获得经验知识的方法。科学观察与一般日常观察的不同地方在于,它是一种有目的、有计划地通过感官或仪器对自然状态下,客观对象发生发展的过程及其规律所进行的系统考察。观察不改变被研究对象本身的性质、状态,因为它是在被研究对象的自然状态下进行的。例如,气象工作者为了作出比较准确的天气预报,要通过气象台(站)对气温、气压、温度、风、云、降水等现象进行系统的观测,这些气象观测就是观察。普通人抬头看见天空中云霞的奇妙变幻,那只是一般的感知,而当气象工作者把风雨阴晴的变化系统地记录下来,作为研究气象的资料时,那就不是一般的感知,而是在进行观察了。再如生物学家的野外考察,医务工作者的诊病过程,工人对机器运转情况的考察,农民对农作物的察看等,都是观察。运用观察方法从事科学研究,是一个复杂的过程。
科学观察是获取科学事实的基本方法,运用观察的方法,通过长期地、系统地、全面地、如实地考察客观对象,记录事实,并加以统计和概括,为发现联系,揭露矛盾,分析和解决矛盾,提供了线索和依据。观察是科学赖以产生和发展的基础之一。天文学、地质学、地理学、气象学、生态学、临床医学和心理学等,都是借助观察的方法,才产生和发展起来的。俄国著名的生理学家巴甫洛夫深刻地指出:“事实就是科学家的空气。你们如果不凭借事实,就永远也不能飞腾起来的。”达尔文也曾对自己作过这样的评价:“我既没有突出的理解力,也没有过人的机智。只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上,我可能在众人之上。”这些都充分说明观察在人们认识世界方面的重要作用。
法国人吉米,曾是个穷画家。一天,他在庭院里写生,他太太在旁边洗衣服。写生过程中,吉米下意识地挥了一下画笔,蓝色颜料竟沾到洗好的白色衬衣上。吉米太太一面嘀咕一面重洗,但雪白的衬衣因沾染蓝色颜料,任她怎样洗,仍带有点淡蓝色。她无可奈何,只好把衬衣晒干。等收衣服时,却发现白衬衣好像有点特别,比过去显得更洁白艳丽。“呃,这就奇怪啦!”吉米夫妇对这种新奇现象大惑不解。他俩开始不相信自己的眼睛,便有意重犯“过错”,将洗好的另一件白衣服浸泡在蓝色水溶液中片刻后晾干,结果发现的确如此。吉米从中得到一个结论:“这一定是由于错视使然,在白色里掺入少许蓝色,在人们眼里反而感到更白。”“为什么不据此发明一种可使衣服增白的药呢?”吉米眼前一亮,抓住这不期而至的机遇,开始了他的发明创造。他运用美学知识,多次配方试验,终于获得了一种增白效果特佳的方案。当吉米生产的衣服增白药上市后,马上受到家庭主妇们的青睐,穷画家吉米也随着新产品的畅销而阔绰起来。
二、观察的特征
在观察过程中,观察者要提高观察效率,保证所获取材料的可靠性,就必须注意观察的客观性、系统性、选择性、敏锐性和工具性。
(一)客观性
客观性是一切科学认识活动的基本原则,也是观察的基本原则。所谓坚持观察的客观性,就是要力戒主观主义,避免先入为主。观察中应努力做到以下两点:
第一,从实际出发,采取实事求是的态度进行观察,要注意收集来自各个方面的材料,不能掺杂观察者的主观臆想,尤其要防止只选用与自己的预期目的相符合的材料,这样才能使所获得的材料尽可能地反映客观事物的本来面目,保证结论的可靠性和正确性。
第二,真实地搜集观察材料。由于感觉器官的局限,或者由于感觉器官生理状态的变化,心理因素的影响,或者环境因素的干扰,常常会造成错觉,甚至会产生假象。这就需要进行客观地观察,甚至需要借助现代高科技仪器等手段排除错觉,避免由此而产生的假象。因此,对观察获取的信息材料要去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里。
(二)系统性
系统性就是要求对客观对象作系统的、全面的、动态的观察。列宁说:“要真正地认识事物,就必须把握住、研究清楚它的一切方面、一切联系和‘中介’。”[1]具体说来,就是要对客观对象的存在条件,它的各种表现形态,它的每一个细节以及每一种微小的变化,都做周密、细致的考察。观察不全面,稍有疏忽或遗漏,都会发生重大错误。
我国著名科学家竺可桢以研究气候变化规律而蜚声中外。他在知识创新中能够做出卓越的贡献,与他长期考察重复现象的努力分不开。竺可桢从青年时代起,就养成了观察的习惯。他每天早晨起床后的第一件事,就是观测并记录气温、气压、风向等气象要素,几十年如一日,直到逝世的前一天,从未间断。他由杭州迁居北京,不仅仍坚持气候观测,而且开始进行物候观察。他每天都以日记的形式记录着大自然的乐章:阴晴冷暖、风霜雨雪、杏花初绽、候鸟回归、布谷啼鸣、江河解冻。他在进行观察的同时,还阅读了大量的古籍,从中寻觅有关气候和物候的记载,一页一页地摘抄下来。在掌握了大量观察资料的基础上,他对这些资料进行整理和精心研究,终于发现了世界气候存在波动的重演现象,并写成《历史时代世界气候的波动》一文。文中,他批驳了那种认为“气候一成不变”的形而上学观点,有理有据地指出,世界各国史前时期和历史时期气候变化是普遍性的,而且是有一定规律的波动,既不是一成不变,也不是直线下降或上升。后来,他又发表了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,对中国气候变化做了定量分析。这篇论文,震动了国内外气象学界,为祖国赢得了荣誉。
(三)选择性
观察不是漫无边际的,而是根据已有知识,选择那些与所研究问题有关的对象进行有目的、有计划的观察。因此,所谓选择性,就是选择有代表性的观察对象,掌握良好的观察时机和便于观察的地点,以保证观察活动的顺利进行和使观察的结果能够反映同类事物的一般特点。客观事物是错综复杂、千差万别的,为了便于观察和使观察结果具有普遍的意义,从个别中发现一般,就应该选择典型对象进行观察。
如刑事侦察员在接到报案后,为了尽快破案总是在第一时间赶到现场,有选择、有计划地勘察犯罪嫌疑人留下的脚印、指纹、犯罪工具等,为分析犯罪时间、犯罪目的、犯罪性质、犯罪手段、犯罪嫌疑人特征等准备第一手资料。
再如,达尔文通过五年环球航行,提出物种进化的“变异”假说,就是遵循了观察的典型选择性原则。为了进一步证明物种“变异”的原因,达尔文进行了人工试验,对培育的物种进行典型现察。达尔文重点选择了鸽子作为典型观察的对象。他参加了当时伦敦的两个养鸽俱乐部,亲自从事家鸽饲养的典型观察,将二十多种饲养的鸽子进行典型观察,并以观察日记形式记录下来。他还从养鸽专家那里学习育鸽种的技术,并从世界各地广泛征集不同种类的家鸽品种和搜集稀有品种等进行广泛的典型观察,验证了物种变化的根本原因在于自然选择——家鸽新品种的形成是人工培育作出的选择;“球胸鸽”是异性胸部突出的变异鸽子交配而经过世代的自然选择的结果。可见,观察物种进化的原因在于变异,变异的规律是自然选择,这就是通过对事物进行典型观察得出的科学结论。
(四)敏锐性
敏锐性是人们具有的对所观察事物的敏感度,是人类智慧灵光的闪现。有利的战机靠敏锐捕捉,否则势必造成遗憾。瞬息万变的知识经济时代更是如此,谁捷足先登谁就是胜者,否则就失败。胜者靠的就是对事物发展趋势的长期观察及其对未来走势的敏感,谁有这种灵敏的嗅觉、敏锐的观察力,谁就能及时抓住发展机遇。
例如,印度的软件业。早在20世纪80年代中期,印度的中央决策者和经济学家,就经过长期的观察分析,敏感地感觉到软件业是进入21世纪高新科技的支柱产业。经过论证,他们注意到印度具有发展软件的巨大潜能,软件业有可能成为印度经济中发展最快的部门,并能为年轻人创造大量的就业机会,甚至提出“在十年内使印度成为软件超级大国”的目标。在中央的影响下,印度的许多邦政府也纷纷制定自己的信息政策,大力投资并改善信息技术基础设施,建立了许多软件开发城。经过十来年的创业发展,印度软件工业从无到有,从小到大,一直保持每年50%以上的增长速度,而同期世界软件增长速度仅为20%。1990—1991年印度软件出口额还不到500万美元,而1997—1998年其软件业务出口收入已达到18亿美元,仅次于美国,占世界第二位。
(五)工具性(www.xing528.com)
即观察要尽可能地利用工具、仪器,以便克服感觉器官的局限性,从而保证观察的可靠性。人的眼睛看不到原子、电子等微观粒子,人的耳朵听不到超声波,许多微观世界和宏观世界的现象,单凭人的感官是无法达到的,没有显微镜就不可能发现动物和植物的细胞,没有望远镜就连太阳系的行星也不能完全观察到。而且,我们的感觉器官,由于种种原因有时还会发生错觉。如站在铁路上看远处的铁轨,就会觉得两根铁轨是并在一起的。将左右手分别放入热水和冷水中浸泡,然后同时插入另一盆温水之中,这时,左手会感觉凉,右手会感觉热,而实质盆水温度是一样的。因此,在观察中便常常需要借助显微镜、望远镜、电视、录音机,录像机、电子计算机以及其他科学仪器,来提高人类感觉器官的功能。由于科学仪器的飞速发展,使得科学的观察手段、观察能力大大地提高了。现代科学上的每一重大突破,都与新仪器的使用分不开。
三、观察力
(一)观察力的含义
观察力是对客观事物认识分析并发现和抓住其典型特征及内在实质的能力。观察力人人都有,但人与人之间在观察事物的能力方面却显示出差异性。我国山西农民赵跃荣,发明的“番茄V型栽培法”,就是奇特观察力的成果。一次,赵跃荣发现一枝被篱笆弄弯头的番茄果实结得特别好,一层一层,红到顶部,而地面的其他番茄株,尽管株株挺直,但在采摘第三果后,余下的果子很难成熟。赵跃荣心有灵犀,对弯头番茄细加观察,并进行试验研究。结果发现,经过弯头处理栽培出来的番茄的确出类拔萃。这是什么原因呢?原来,经弯头处理的植株能消除顶端优势,而促进底部营养供给。在观察的启迪下,赵跃荣尝试一种“V型栽培法”,结果发现这种方法能提高番茄产量。不久,这项新技术很快在全国不少地区推广,被国家科委列为投资少、效益好的科技兴农星火计划项目,并被拍成科教片《番茄V型栽培法》,发行到世界一百多个国家。
观察力与观察有着密切联系,脱离对客观事物的感知就无所谓观察力,即观察力是以感知为基础而形成的。但观察力是在感知活动中表现出来的一种稳固的认识能力,而不是感受的本身。观察是一种活动,观察力是迅速而敏锐发现事物的特征、性质、状态并进行正确描述的能力。
(二)如何培养观察力
如何培养观察力?可从以下几方面着手:
1.专一
即专心致志。观察贵在专一,紧紧盯住目标,才能看准、看全、看出问题。观察时,如浮光掠影、见异思迁,则会降低观察效率。
2.全面
全面的观察才能获取丰富、系统的观察材料,利用这些相对完整的材料,经过思考,就能对事物作出正确的判断、评价或结论。
3.仔细
仔细观察才能全面、正确地把握事物。粗心大意则会将可能获取的重要材料疏忽与遗漏,对事物作出错误判断。
4.思考
“观”与“思”相结合能加深对事物的印象,便于理解、便于记忆。如果“观察”而不思,观思分离,事物犹如过眼云烟,转瞬即逝,在头脑中不会留下什么印象。
5.真实
坚持实事求是的观察,才能保证观察获得的结果确实是观察对象本身所反映的真实情况,而只有得到了观察对象的真实情况,才能从真实的情况中概括出正确结论。
6.记录
观察记录的好处在于:能使观察更有目的、有计划;能积累与巩固观察材料;能激发思考与检查认识;便于对观察材料进行整理、概括、抽象,为发现观察对象的内在规律提供条件。
7.坚持
要达到对观察对象的全面了解,有一个过程,需要时间上的保证。在这段时间内,能否持续、专一地观察,会直接影响到观察效果。如果观察无恒心,中途停止、退却、转向,很可能会一无所获。而排除困难,坚持下去,才可能获得成果。
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