天才少年的5种能力-第8部分
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第2种能力：观察力牛顿为什么在风中行走？——分析观察法
小时候的牛顿，特别喜欢观察事物，而且非常喜欢研究事物的本质。有一天夜晚，牛顿仰望天空看着那些眨着眼睛的大大小小的星星。心里想：这星星月亮为什么能挂在天空上呢？刻卜勒说，星星、月亮都在天空转动着，那它们为什么不相撞呢？这时，刮起了大风，狂风旋卷着沙石，人们都躲进了屋子里。牛顿却冲出屋子，像个疯子似地顶着大风，独自在街上行走。一会儿随风前进；一会儿逆风行走。牛顿的头发被大风吹得乱蓬蓬的，浑身被雨淋得都湿透了。他在干什么？原来，牛顿很想知道究竟有多么大的风力才能把东西吹跑？他要实地观察顺风与逆风的速度差，到底有着何种本质的差别。你是不是经常观察妈妈的音容笑貌、言谈举止，并且通过这些现象发掘妈妈的内心想法？其实这就是分析观察法，它是对“是什么”进行“为什么”的回答，或对“有什么不同”进行“为什么不同”的分析。比如，彩虹为什么出现在雨后？观察事物不分析，得到的结果也是不牢固的。分析观察法需要借助一定的思维，不仅要观察细致，努力找出那些反映特点、规律和本质内容的外在表现，而且要对观察当中的问题进行分析，力图找出其间的关系。比如，牛顿观察苹果落地，发现物体间有互相吸引的力，总结出万有引力定律。阿基米德浸在浴盆里洗澡觉察到浮力与排水量的关系，从而总结出阿基米德定律。因此，学生在学习中观察各种现象时，要研究其本质，探索其规律。科学家都擅长在观察中分析，其实，只要你多留心，多提出问题，你也可以很好地运用分析观察法的。焦涤非在念小学三年级时，一次跟父亲来到铁路边。平时很爱观察的焦涤非发现铁轨是一节一节连接在一起的，而且两节铁轨连接之处都有缝。他想，为什么不用一根长长的铁轨却在连接处留下一道道缝子呢？于是，他就问父亲，父亲答道：“因为钢铁会热胀冷缩，如果用一根长长的铁轨或接头处不留缝隙，那么铁轨在炎热的夏天就会膨胀变形，七拱八弯的，火车就会出轨。”焦涤非听后，仍疑惑难解。于是父亲只好说：“若不信，可以自己测量测量。”在父母的支持和帮助下，他通过观察测量发现，温度的变化是有规律的，气温每下降11℃，间隙就增大一毫米。经过近一年的观察，他详细做了观察记录，同时还写出了铁轨热胀冷缩的观察报告，获得了全国征文比赛优秀奖。更重要的是，通过这一年的观测活动，他不仅掌握了中学阶段的物理知识，而且对观察和自然科学实验的兴趣大大增强了。可见，平常在观察的时候要多分析，多问为什么，然后根据为什么再去观察，这样，你就会得到你想要得到的答案。【练一练】1、读故事，回答问题。王戎是我国西晋时期一位大将军。他幼年时就很聪明，注意观察和思考。有一次，王戎和一群小伙伴到郊外游玩，当时正是李子成熟的季节。王戎和伙伴们走了很长时间，累得口干舌燥，突然看到不远处的路边有一棵高大的李树，都争先恐后奔向前去。那棵李树十分高大，枝头挂满了紫色的大李子，非常诱人。小伙伴们来到树下，各显其能，有的爬上树摘李子，有的用石块打枝头的李子。只有王戎一个人坐在路边休息，小伙伴们见了很奇怪，就问他：“你不想吃李子吗？”王戎微笑着说：“我当然想吃了，但是这棵树结的李子是苦的。”大家不相信他的话，费了很大的力气，终于有一个伙伴够到了一个李子，他高兴地咬了一大口，连忙吐出，“哇，这么苦啊！”并将剩余的部分扔了。别的小伙伴也有人尝到了苦李子，大喊上当。大家都很奇怪，就围着王戎问：“你也是头一次来，怎么会知道这棵树上的李子是苦的呢？”你觉得王戎是怎样得出结论的呢？2、据报道，一位工程师到内蒙古奈曼旗出差时，发现那里有个山村与众不同：全屯男女老少个个明眸皓齿，特别是妇女，颜面红润细嫩，白皙如玉。统计一下年龄，更有惊人之处，人均寿命高达83．14岁，比当时全国人均寿命68岁足长十四五岁，许多人四世同堂，连家畜家禽也从未发生过瘟疫。那么，你分析一下，是什么原因造成这个长寿村呢？参考答案：1、王戎回答说：“树长在路边，天天有人从这里经过，如果李子是甜的，早就被人摘光了，还能挂满枝头？”小伙伴们这才醒悟，个个都敬佩王戎。可见，王戎在观察当中加入了分析，是一个善于观察的人。【名人名言】在你研究、实验、观察的时候，不要做一个事实的保管人。你应当力图深入事物根源的奥秘，应当百折不挠地探求支配事实的规律。——巴甫洛夫
第2种能力：观察力为什么鹿角是热的呢？——质疑观察法
有一次，英国科学家亨特去公园看鹿，看着每个鹿都有漂亮的鹿角，亨特突然对鹿角发生了兴趣。他摸了摸鹿角，发现鹿角是热的。为什么鹿角是热的呢？亨特很好奇，他仔细观察了一下，发现鹿角里布满了血管。亨特想，如果将鹿角的侧外颈动脉系住一段时间，会怎么样呢？于是，他回家做了实验。他把一个鹿角的侧外颈动脉系住后，发现鹿角顿时冷了下来，在一段时间内不再生长了。过了几天，鹿角又变暖了。亨特发现并不是系带松动了，而是附近的血管扩张了，输送了充足的血液。于是亨特发现了侧支循环及其扩张的可能性。在这个发现的指引下，进而产生了外科学上亨特氏手术法。质疑观察法就是从某一观察的现象、线索中的疑问之处入手，进行探索性的观察，分析找出问题的原因，发现解决问题的办法。比如瓦特有一次看到水开时把水壶盖子顶开掉到地上了，他想，盖子为什么会被冲开？是什么把它冲开的？它究竟有多大的冲力？带着这些问题，进一步观察，分析和实验，终于，瓦特发明了世界上第一台蒸气机。质疑观察法与分析观察法的不同是，分析观察法则是边观察边分析，努力全面细致地观察事物的各个方面；而质疑观察是先产生问题，再去观察，在观察中去解决问题。对事物产生疑惑，还要根据疑惑进行仔细观察，在观察的基础上继续思考，这样就能够发现事物的真相。看到不一样的事物都要问个为什么，要弄清本质。例如伽利略发现灯的摆动似乎存在着某种规律时，他就进行了一个实验，仔细记录了实验的数据。在实验当中，伽利略发现：虽然两根绳索起点不相同，但是它们来回摆动的时间和次数总数是一样的。于是，他运用数学公式给予了准确的表述，提出了著名的“钟摆等时性原理”。【练一练】某厂酸洗车间的工人25年间无一人患癌症，而其他车间和周围工厂却是癌症的高发区和多发区。根据这个现象，你是否会提出你的质疑？这其实是一个真实的故事。是我国科技工作者苟文彬遇到的真实情况，当他在查阅信息资料时得知这个现象时，他当时就在心里提出了自己的质疑：“同一车间25年间无癌症患者，这难道仅仅是偶然现象吗？”于是，苟文彬对此展开了深入的调查和观察。终于，苟文彬发现这个车间的酸洗液里有一种名叫“烷基苯磺酸钠”的物质在起作用。在经过烘干工序时，这种物质把烘干器上的金属腐蚀后又融进酸洗液中，当它滴在传送带上受到高达几百度的温度照射时，由各种元素合成的腐蚀物便发出一定量的电磁波，这就是这个车间工人身体强健的根本原因。于是，苟文彬开始了“电磁辐射生物学”的研究。经过四年不懈的努力，终于发明出具有消炎、止痛、改善微循环、促进新陈代谢、增强免疫和自我调节机能等多种功效的“特定电磁波TDD治疗仪”。由于治疗效果明显，在南斯拉夫国际博览会上被人称为“神灯”，并获得博览会金奖。【小秘诀】质疑观察法不仅需要你在较长时间内对观察活动本身有稳定的注意力，而且对所观察事物的变化发展规律也要有稳定的注意力。【名人名言】 前辈谓学贵有疑。小疑则小进，大疑则大进；疑者觉悟之机也，一番觉悟，一番长进。——陈献章
第2种能力：观察力光速究竟是多少？——定量观察法
你知道光的速度吗？光一秒钟能够跑多远呢？对于光的速度，许多科学家运用各种方法进行了测量。1607年，伽利略做了一个光速的实验。当时，他叫甲乙两个人在夜间各带一只灯，分立在两个山顶上，甲先迅速取去灯罩对乙发出信号，乙在看到信号后，立即取去灯罩，对甲发出信号。伽利略根据两山的距离和光往返的时间来计算光速。由于当时的技术条件限制，测得的光速很不精确。1849年，法国科学家斐索用一只旋转的齿轮测量光走过某一给定距离的时间，齿轮以一定的速度运动并让光通过齿间。斐索测得的光速为313000公里／秒。后来，法国科学家傅科用一只旋转的镜子测定光速。他让镜子以一定的速度转动，使它在光线发出并从一面静止镜子反射回来这段时间内，恰好旋转一周。随着科学科技的不断发展，人们不断地改进实验装置和技术，直到1932年用旋转棱镜测得光速为299774±2公里／秒。20世纪60年代，出现了激光器，光速的测定就更加精确了，1972年测定的光速值为299792公里／秒。这与目前国际计量委员会承认的光速299792458米±1。2米／秒已经非常接近了。伽利略、斐索和傅科等科学家用来测定光速的实验都是一种定量实验。定量实验是为了深入了解事物和现象的性质，揭露各因素之间的数量关系，确定某些因素的数值而进行的实验。定量实验经常会用到。例如，对于求解的问题或设计的方案一定要注意到它的数量方面，要有基本的数量分析都需要运用定量实验。运用定量实验法，首先要明确它与定性实验的联系。一般说来，定性实验是定量实验的基础，只有先确定了某些因素是否存在，不同因素之间是否有联系，才能进一步安排定量实验。同时，也只有通过定性实验了解和掌握了试样的定性组成及其大约含量，才能正确地选用定量分析的方法。例如，人们发现臭氧虽然与氧气是同种元素组成的物质，但性质却大不相同。臭氧比氧气重，有特殊气味。在雷雨时，闪电使一些氧气转变为臭氧，大气中存在低浓度的臭氧，使雷雨后的空气格外清新。臭氧有极强的除臭、杀菌、防霉效能。生活中碰到的不愉快气味，如含硫化合物的臭蛋味，醛类化合物的刺激性气味，胺类化合物的血腥味等，与臭氧发生反应后的最终产物都没有异味，没有毒性，不存在二次污染的可能。基于这种发现，有人提出了开发电冰箱电子灭菌除臭器的创意。通过定性实验，我们可以解决利用臭氧能否杀菌除臭的问题。但在下列问题上，则必须依靠定量实验：你设计的电子线路能产生多大臭氧浓度？针对不同的消毒物品，应提供多大臭氧浓度？平均杀灭菌率大概多大？能在多少时间内杀灭电冰箱中危害人类的细菌和病毒？如果不解决上述问题，开发设计的电冰箱灭菌除臭器是无法成为顾客乐意接受的商品的其次，定量实验的一个突出特点是测试或测量，因此，你还需要掌握或了解有关量的测试或测量的方法，这是一种不可缺少的能力。比如如何测量速度，如何测量温度，如何测量高度以及如何测量浓度等等。只有真正掌握了测量的方法，定量观察才可以进行。【练一练】假如有人想发明创造一种用于蔬莱、水果等食品贮存的电子保鲜器，除了设计出电路原理图外，还应当通过定量实验解决哪些技术问题呢？ 【名人名言】必须详细地观察你想要表达的一切东西，时间要长，而且要全神贯注，才能从中发现迄今还没有人看到与说过的那个方面。——法国作家莫泊桑
第2种能力：观察力波义耳的发现——奇异观察法
一天早晨，化学家波义耳正要照例到实验室巡视，一位花匠走进他的书房，在屋的角落摆下一篮美丽的深紫色紫罗兰。波义耳随手拿起一束紫罗兰，他一边观赏着一边向实验室走去。紫罗兰那艳丽的色彩和扑鼻的芬芳使人感到心旷神怡，波义耳感到心情特别舒畅。“威廉，有什么
