科学家凭什么发明创造？真相令人大跌眼镜
从小，我们就渴望成为科学家，因为科学家能为人类创造很多稀奇古怪的新发明，如电灯电报和汽车轮船等，从某一方面说，科学家推动了人类社会和文明的进步。同时，我们也很钦佩科学家们的大脑，为什么他们能够创造出那么多新事物而我们却不能呢？
对于这个问题，我已经在多篇横向思维创新文章中有所阐述，我也说过，科学家的发明创造得益于两个先决条件：第一是专业理论知识和对创造发明的狂热激情，如爱迪生的发明就需要具备扎实的物理基础知识和独特的兴趣；第二是对于偶然发生的事件，具有强烈的敏感性，并善于将随机和偶然发生的事物进行交叉性联想，从而获得了创造的突破。
我还说过这样的观点：专业理论知识只是让科学家进入这个领域，但不是创造发明突破性成就的关键，因为没有专业的理论知识，你是进入不了这个领域，就像鲁班，如果他不是木匠，就不会发明锯子。所以，突破性的成就，往往得益于偶然事件的触发，也就是说，这个“偶然”和“随机”事件不发生，科学家的发明创造将被无限期的拖延，甚至发明失败都有可能。
不信？我们可以看看下面几个科学家的发明创造例子，请注意文章中加粗描红的文字。
青霉素的发明
上世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。
在1928年夏，亚历山大.苯.弗莱明外出度假时，把实验室里在培养皿中正生长着细菌这件事给忘了。三周后当他回实验室时，意外发现一个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。这意味着霉菌的某种分泌物能抑制葡萄球菌。
此后的鉴定表明，上述霉菌为点青霉菌，因此弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素。然而遗憾的是弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他将点青霉菌菌株一代代地培养，并于1939年将菌种提供给准备系统研究青霉素的英国病理学家弗洛里和生物化学家钱恩。通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用冷冻干燥法提取了青霉素晶体。之后，弗洛里意外地在一种甜西瓜上发现了可供大量提取青霉素的霉菌，并用玉米粉调制出了相应的培养液。
弗洛里和钱恩在1940年用青霉素重新做了实验。他们给8只小鼠注射了致死剂量的链球菌，然后给其中的4只用青霉素治疗。几个小时内，只有那4只用青霉素治疗过的小鼠还健康活着。“这真像一个奇迹！”弗洛里说道。
此后一系列临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。青霉素之所以能既杀死病菌，又不损害人体细胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌细胞壁的合成发生障碍，导致病菌溶解死亡，而人和动物的细胞则没有细胞壁。但是青霉素会使个别人发生过敏反应，所以在应用前必须做皮试。在这些研究成果的推动下，美国制药企业于1942年开始对青霉素进行大批量生产。到了1943年，制药公司已经发现了批量生产青霉素的方法。当时英国和美国正在和纳粹德国交战。这种新的药物对控制伤口感染非常有效。到1944年，药物的供应已经足够治疗第二次世界大战期间所有参战的盟军士兵。
1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩因“发现青霉素及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
阿基米德定律的发明：
阿基米德出生在古希腊的一个天文学家的家庭里，从小就受到全家人的宠爱。父亲为了使他早日成才，在起名字上绞尽了脑汁，经过反复选择，在他出生的第10天，取名阿基米德。希望这名字给他带来幸福，并能成为一个真正的希腊人。
阿基米德的童年，是在保姆和奴隶们的照料下度过的。全家人对他要求很严，行走坐立、穿衣吃饭都有规矩，不准他淘气，也不许他交坏朋友。他8岁时进了学堂，每天天不亮就起床，在奴隶的陪伴下走很长的路到学校上课。阿基米德的家里很富有，但他从不骑马或坐车。
阿基米德学习非常刻苦，有时看书，一看就是一天。随着阿基米德年龄的增长，他的许多与众不同的地方开始显露出来。他把大部分时间用在思考、探讨、学习和写作上，极少想自己的事。为了研究一个问题，常常忘记吃饭，忘记洗澡。连穿衣服、脱衣服这类事情，都得由别人帮助来做，只要他一思考问题，就会忘掉自己的一切。
阿基米德对三角形、正方形、圆形的研究简直着了魔，与它们形影不离，一天总画呀画呀，那么聚精会神，专心致志，好像周围的一切都不存在了。有一次，在他跨进浴盆洗澡时感觉到身子入水越深，水越往外溢，身子就越轻，突然，他兴奋地大叫一声，从浴盆里跳出来，一丝不挂地在大街上奔跑，一边朝家跑嘴里一边喊：“我想出来了，我想出来了！”
人们望着这个赤身裸体奔跑着的怪人，非常惊异，他们哪里会想到，阿基米德就在洗澡时，发现了一条重要的流体静力学规律——“阿基米德定律”，即浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被物体所排开的液体的重量。
牛顿的万有引力
在牛顿之前，人们已经知道有两种“力”：地面上的物体都受重力的作用，天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力究竟是性质不同的两种力？还是同一种力的不同表现？牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。
牛顿23岁时，鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染，通告学生休学回家避疫，学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思考。那时，乡下的孩子们常常用投石器打几个转转，之后，把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过，而牛奶不洒出来。
这一现像激发了牛顿关于引力的想像：“什么力使投石器里面的石头，水桶里的牛奶不掉下来呢？”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，广寒的月球，直至庞大的地球，进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。
还有一种说法是，有一次牛顿的思考卡壳了，就到附近的果园散步，累了就靠着苹果树坐了下来。突然，从树上掉下一个苹果，正好砸在牛顿的头上，牛顿捂着疼痛不已的头顶，看着地上的苹果就又开始思考了：这苹果为什么不往上掉？而非要往下落呢？
这时牛顿抓紧这些神奇的思想不放，一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。1671年，新测量的地球半径值公布了。牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论，同时，还利用他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把地球看作质点时，重力加速度的计算问题。
有了这两项改进，牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他认为，重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定律（即牛顿三大定律）用于行星运动，同样得出满意的正确结论。牛顿整整经过了7个春秋寒暑，到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来，奠定了理论天文学、天体力学的基础。
锯子的发明
鲁班是一个远近有名的木匠，有一年鲁班接受了一项很大的任务——建筑一座大宫殿。这需要很多木料，但是工程限期很紧。鲁班的徒弟们每天都上山砍伐木材，但是当时还没有锯子，只有用斧子砍，效率实在是太低了，而且徒弟们每天累得精疲力竭，可是木料还是远远不够，耽误了工程的进度。
那个年代，完成不了奴隶主的任务是要受重罚的，鲁班心里非常着急，就亲自上山察看。穿过一片草丛的时候，他突然感觉腿部一阵疼痛，蹲下来一看，发现腿肚子被一种野草划破了。鲁班很奇怪，小小的一根草为什么这样锋利？
他把草折下来细心观察，意外地发现草的两边都长有许多三角形小细齿，他的腿就是被这些小齿划破的。既然小草的齿可以划破我的腿，那带有很多小齿的铁条应该可以锯断大树吧。于是，在他的想法加上金属工匠的帮助下，鲁班做出了世界上的第一把锯——一把带有许多小齿的铁条。
雨衣的发明
18世纪的时候，在苏格兰橡胶厂的麦金托什因生活窘迫，无力购买雨具，每逢雨天，只能冒雨上下班。一天，他不小心将橡胶汁沾满了衣裤，怎么也擦不掉，只好穿着这身脏衣服回家。
室外阴雨绵绵，麦金托什回到家却惊喜地发现，穿在里面的衣服一点没有湿，他索性将橡胶汁涂满全身衣服，就此成为世界上第一件胶布雨衣。
复印机的发明
起初，爱迪生发明的石蜡纸，只是普遍运用于食品，如糖果的包装材料上。后来他尝试在蜡纸上刻出文字轮廓，形成一张石蜡刻字纸版，在纸版下垫上白纸，再用墨水的滚轮从刻字的石蜡纸上滚一滚，意外的事发生了——白纸上出现了清楚的字迹。
之后又经过多次的改良试验，1976年，爱迪生开始量产他发明的复印机，一下子，机关，学校，事业单位，团体都采用这种蜡纸油印机。由于爱迪生复印机大受欢迎，风行全球，使得爱迪生深切体验到，应该发明人们普遍而且深切需要的东西。
意外和偶然的力量
通过上述六个科学家的发明创造实例,我们不难看出,他们的成功,确实源自于一系列的意外事件,而恰恰是这些意料之外的突发事件,促使科学家们的思维进入了成功的轨道,也成就了他们自己.而这些偶然和意外是如此地幸运于他们,这其中内在的必然因素是什么?还是得益于他们的专注和对意外事件的敏感性联想。
我时常在想，专业理论知识，在我们的学校、科学院、工程院和各种技术研究所到处都有，因为这个只要经过一段时间的培养和学习就能具备。兴趣和专注则是与自己的天性有关联，这个我也无法掌控。但是，“偶然”和“随机”发生的事件，却不是每个人都能遭遇到，或者即便遭遇到了，也不是每个人都能抓住并引起重视。
所以，如果我们有一种驾驭“随机”或者“偶然”的能力，让这种像灵感一样可遇不可即的“随机”和“偶然”，变成可以人为操作，甚至批量操作，那么，科学家的创造发明能力是不是就得到高速的增长呢？我实在不敢想象，暂时也没有机会与科学家们交流或实践。
但我可以告诉大家的是，横向思维除了能让我们看待事物更透明更切入本质之外，还有一大功能就是可以人为创造“偶然”，并善于把“偶然”与创新目标，或者破解难题的目标进行交叉，从而发现隐藏在“偶然”之中的“必然”创意，这也不是我沈坤的独家发现，而是西方太多研究创新思维的大师所共同的观点。
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