科学机遇的特点和作用

观察和试验都受理论思维的指导，是有明确目的、明确计划的研究活动，但科学研究毕竟是一项探索未知的自然现象的活动，具有很大的复杂性和曲折性。在进行观察、实验的过程中，往往会出乎意料地遇到未曾见过的自然现象，并由此导致科学技术和科学理论的新突破。这种导致科技突破的原定研究进程所未料到的偶然事件或机会就是机遇。

（一）机遇的特点

机遇的具体表现形式虽然多种多样，但都毫无例外地具有意外性。意外性是科学机遇的主要特点。在物理学中，意大利解剖学家伽戈尼在做青蛙解剖时，偶然发现了电流。德国物理学家伦琴在研究阴极射线管的放电现象时，偶然发现了X射线。法国物理学家柏克列尔在研究荧光现象时，偶然发现了放射性铀盐。在化学中，英国化学家柏琴设想用化学方法合成奎宁时，偶然发明了人工合成染料“苯胺紫”。瑞典化学家诺贝尔偶然将棉胶倒进硝酸甘油里，发明了安全烈性炸药。在生物学中，英国细菌学家弗莱明在进行葡萄球菌的研究时，偶然发现了青霉素。法国微生物学家巴斯德，在对鸡霍乱的研究中，偶然发现了减弱病原体免疫法原理。这种由机遇引起的新发现，在科学史上是不胜枚举的。科学观察和实验中的意外发现，突破了旧的科学理论或技术方法，因而往往成为新的科学技术的生长点，开拓出新的研究领域。

按科学机遇的意外程度不同，可以把它分成部分意外的科学机遇和完全意外的科学机遇。

1．部分意外型机遇　部分意外的机遇是指观察实验的结果虽然是意料之中，但发现这一现象的方式或场合却是意料之外的。橡胶加工的硫化技术的发明就是一个部分意外的机遇。19世纪初有人发明了涂橡胶的雨衣，但这种雨衣天热时橡胶发粘，天冷时又冷又脆。美国发明家古德意尔长期从事改变橡胶性能的研究，1839年的一天，他在实验中一不小心，把橡胶和硫黄的混合物掉落在热得烫手的炉子上，当他赶忙把发热的橡胶拿起来时，意外地发现：这种加热后的混合物柔软而富有弹性，不因冷热而改变，加工橡胶的硫化技术就是这样发明的。

部分意外型机遇根据其结果与预测的结果相近似程度的不同，可分为同向机遇和逆向机遇两类。

所谓同向机遇，是指机遇的结果与科研方向基本上一致，在具体的进展过程中偶然出现突破。例如，在法国的梅杜克地区人们为了吓唬小偷，习惯在葡萄架上喷洒石灰和硫酸铜的混合液。后来，米勒德特偶然注意到洒上混合液的葡萄藤叶不长霉，根据这一线索他试着将硫酸铜与石灰乳混合，结果发现其杀灭真菌的作用很强。此后，这种被称为波尔多的混合液便成为保护果树和葡萄藤免受真菌侵扰的最好杀菌剂之一。

所谓逆向机遇，是指机遇与科研方向相背离，但其结果部分与科研方向一致，部分超过预测之外。近视眼的手术治疗方法的发现就属于此类机遇。有一个眼睛近视的小男孩不小心绊倒把眼镜打碎，破碎的镜片刺进了眼角膜，医生用手术为他清除了眼中的异物。令人惊奇的是，眼伤治愈后，视力明显提高。这一现象立即引起莫斯科的外科专家弗奥多洛夫博士的重视，他经过深入研究，终于发明了通过改变角膜的弯曲治近视眼的新方法。

2．完全意外型机遇　完全意外型机遇是指在观察实验中发现了与原有计划或预测目标完全不同的更重要的新现象。“有意栽花花不发，无心插柳柳成荫”是这种机遇的最好形容。例如，1896年的一天，瑞士化学家雄班正在探索利用纤维素作原料来合成其他巨型分子，在厨房里做实验时偶然弄洒了一瓶硫酸与硝酸的混合物，他立即抓起妻子的棉布围裙擦污迹，然后又把它放在炉子上烘烤。不料，围裙“噗”地一声着了起来，烧得干干净净，而且没有发生浓烟。雄斑马上意识到这种化合物的威力，并给它取名叫“火药棉”，简称“火棉”。威力巨大又无浓烟的烈性炸药就此诞生了，这一发明为爆破技术的发展提供了物质基础。

由此可见，无论是部分意外还是完全意外都不是自觉的有目的的研究对象，而是出人意料的意外收获，是在一种偶然的机会中产生的。这都表现了机遇的意外性特点。

（二）机遇的作用

意外现象出现之后，如能引起关注，探讨出背后规律性的东西，将对科学的发展产生深远的影响。法国军医巴累在一天晚上，因治疗外伤所需要的洗伤口的煮沸的油用完了，他只好用身边仅有的鸡蛋黄、蔷薇油和松节油的混合物组成的软膏合剂来代替。事后因怕伤员会感染而十分不安，结果却大出意料，伤员不仅没有感染迹象，伤口愈合得较好，而且也没有以前用沸油烧灼那样的痛苦。正是由于这一巧合，从此用软膏合剂代替沸油烧灼，对外科创伤疗法产生了革命性的影响。虽然科学机遇的出现是偶然的，但是科学发展史表明，科学机遇对科学发展有着重要作用。具体来说：

1．机遇可以成为科学理论发展的先导，突破旧的理论体系，成为科学研究的新起点，加速自然科学的发展。如1895年伦琴发现X射线，1896年贝克勒发现放射法，1897年汤姆逊发现电子，物理学界正是以这三项带有机遇性的重大发现为起点，打开了原子的大门，使现代物理学产生了革命性的突破。之后，经过卢瑟福、玻尔、德布罗意等科学家的深入研究，加快了人类揭示微观世界的基本规律和建立完整的量子力学新理论的进程。正因为如此，马克思说，自然科学“发展的加速和延缓在很大程度上取决于这些偶然性”的发现。

2．机遇可以为科学发现和技术发明提供线索，推动科学技术和生产技术的重大发明创造。如美国的病毒学家科克斯曾经花了许多时间，一直没有寻找到满意的立克次体组织培养方法。一次，他在做实验准备时，由于用作组织培养的鸡胚不够了，他加进了以前当废物扔掉的蛋黄囊。后来他发现放了蛋黄囊的那些试管，培养物长得特别好。他突然想到：是否可将立克次体直接接种到含胚胎卵的蛋黄囊中进行培养呢？他将立克次体注射到蛋黄胚囊中，结果获得了成功。也就这样使他找到了大量培养立克次体的简便易行的方法，开辟了研究斑疹和伤寒等的病原体新途径，使人们研制和生产防止这类疾病的疫苗成为可能。红外线的发现也是一起机遇提供线索导致重大发现的著名案例。1800年，英国天文学家和恒星天文学的创始人赫谢耳用棱镜把太阳光谱分开，用温度计测量太阳光谱中各色光的温度效应，以便找出观察太阳时保护人眼睛的方法。当他把温度计依次从太阳的可见光谱的短波长区向红光区移动后继续向前移动时，意外地发现：在红光区以外没有可见的光线，但温度计却有更加明显的温度上升。赫谢耳就此断定：太阳辐射中，除了可见光以外，一定还有不可见光，并且这种光具有更强烈的温度效应。这就是所谓的红外线。现在已发展成为红外物理学和红外技术新领域。

3．机遇能直接带来科学发现的成果。例如，1811年，法国化学家库尔瓦特在一次做实验时，一只猫撞翻了装有硫酸的玻璃瓶，而硫酸刚好倒在提取氯化钾后的母液中，两种溶液相遇迅速生成一种紫黑色的、有金属光泽的晶体。经库尔瓦特测定，这种晶体是一种新元素。两年后，著名化学家盖·萨克将这种由猫帮助发现的元素命名为碘。

我们肯定机遇对科学发展的作用，但决不能把科学上的重大发现和创造都归结为偶然的机遇和灵感。有人虚构牛顿偶然看见苹果从树上掉下来，因而想出了万有引力定律；瓦特偶然看见蒸汽冲开水壶的盖子而发明了蒸汽机；门捷列夫在玩牌时发现了元素周期律等，这不符合科学发现的史实。门捷列夫在回答他如何发现元素周期律的问题时指出：这个问题他大约考虑了20年。这表明科学成就的取得是科学家们多年来辛勤探索的结果，意外的现象为科学家的进一步发现提供了难能可贵的线索，透露了大自然的信息。