f0832 觀念移植:太陽系Vs原子構造

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部二 為你帶來創新的二十一種思考 15

  一個領域的已知法則,可以拿來解釋另一個領域的現象。同樣的,在某個領域有效的方法,也可以被移植到另一個領域,而成為一種創新。

  在科學界公認原子是形成分子的基本單位時,各方人馬都想要解開原子的構造之謎,最後由物理學家波爾拔得頭籌。波爾的原子構造模型——原子核位於中心,數圈電子在固定的軌道上繞著它運轉——它非常類似太陽系的構造,而事實上,波爾的靈感就是來自太陽系。有一天晚上他作了一個夢,夢見自己站在太陽上,全身被熾燃的氣體所包裹,行星各以一根細絲和太陽相連,繞著太陽運轉,從他身邊颼颼而過;忽然間,熱氣冷卻了,太陽凝固了,而行星也脫軌逸失了。波爾從夢中醒來,直覺到他剛剛在夢中目睹了原子的模型——在中心固定不動的太陽是原子核,繞著它運轉的行星是電子,以某一能量場形成它們的軌道。

  這是一個典型的靈感之夢,也許波爾在潛意識裡已經有了「小宇宙(原子)和大宇宙(太陽系)有著相同結構」的想法,而夢則適時地將它圖像化。無獨有偶,當法國科學家庫倫在探討電荷間的作用力時(這也是個小宇宙問題),他想到牛頓的萬有引力定律——兩個星球間的引力「與其質量成正比,距離的平方成反比」(這是大宇宙的定律)。於是,他大膽假設兩個電荷間的作用力「與其電量成正比,距離的平方成反比」,然後用他自己發明的精密扭秤來驗證這個假設,結果得到了電學中第一個精確的定量規律——庫倫定律。

  波爾和庫倫的創造靈感,基本上都是用一個領域的已知法則來解釋另一個領域的現象,它可以說是一種思考的「移植」或者「類比」。古今中外有很多哲學家都認為,宇宙中有若干基本秩序的存在,在某一個層次出現的法則,一定又會在其他層次上出現。它有相當的真實性,善用這個法則,常能為某些問題帶來令人驚喜的靈感。

  同樣的,在某個領域有效的方法也可以被移植到另一個領域,而成為一種創新。譬如具有消熱解毒作用的中藥材牛黃,它其實就是牛的膽結石,過去只有在宰牛時發現牛膽裡有膽結石,取出後經過處理,才能製造牛黃,因得來不易,所以非常珍貴。有人將人造珍珠的製法——將碎粒嵌入蚌的體內,由蚌自行分泌黏液包裹——移植到牛的身上,而開發出人造牛黃的新方法——先以手術將異物植入牛的膽囊內,讓牛分泌膽汁包裹,形成膽結石,結果成功地製造出價格低廉的牛黃。反之,過去泌尿科醫師對腎結石的治療都必須以手術方法取出,現在則有人把營建工程中的微爆技術移植過來,開發出新的「震波碎石術」,先將腎結石在體內爆成碎粒,讓它們隨小便排出,簡便而不必動刀,很受病人歡迎。

  一八五六年,法國某些釀酒廠突然發生醇酒變酸的問題,化學家巴斯德用顯微鏡反覆觀察酒的發酵過程,比較變酸和未變酸的酒,發現醇酒變酸是因為一種細菌在作怪,並研發出將酒加熱殺死細菌的「巴斯德消毒法」。此一科學史上的重要里程碑最少被移植到兩方面:一是李斯特醫師從細菌能使酒變酸的事實推論,細菌很可能也是手術後病人發燒、致死的原因,而將「巴斯德消毒法」應用到外科手術中,成功地解決了外科手術的消毒殺菌問題。一是後來法國養蠶業又面臨蠶隻暴斃的問題,巴斯德運用挽救釀酒業同樣的方法,先以顯微鏡觀察從卵到蠶到蛹到蛾的各個階段,比較病蠶與非病蠶之差異,找出讓蠶生病的細菌,隔離、撲殺病蠶,最後也成功地拯救了法國的養蠶業。

  也許這是「觸類旁通」的另一種含義。只要掌握一些基本法則、有效方法,我們就能將它推廣到一些新的領域。

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