一、技法概述
一切发现都始于观察。俄国科学家巴甫洛夫告诫人们：“应当学会观察，观察，再观察，否则，你就永远当不了科学家。”生物进化论创始人达尔文在评价自己时曾说过：“我没有突出的理解能力，也没有过人的机智，只是在发觉那些稍纵即逝的事物并对它细心观察的能力上，我可能在众人之上。”英国科学家贝弗里奇也认为：“在研究工作中养成良好的观察习惯，比拥有大量学术知识更为重要。”科学家的这些箴言警悟，使人们深感观察的重要性。所谓观察发现法，就是通过对一个客观事物的观察，采用观察的手段、形式和方法，发现事物的性质或规律，从而实现发明创造的创新技法。19世纪后半叶，钢在世界上的应用已经十分广泛了。但是，钢的应用有一个很难应付的问题，就是抗腐蚀性差。当时，许多科学家都在为寻找抗腐蚀的合金而苦苦探索。一天，英国冶金学家布里尔利想要找一种制造枪管的合金钢，当他在一个不合格的废品堆中翻腾时，猛然眼睛一亮，发现有一块合金钢与众不同，因为别的钢块都已锈迹斑斑，惟独这块几个月被弃置不用的合金钢却形态完好，闪闪发亮。布里尔利怀疑这种奇异现象中可能蕴藏有某种“抗锈蚀物理效应”。于是，他在实验室仔细化验了这块合金钢的成分，从而揭示出钢材不锈的原理，并据此发明出镍铬不锈钢的冶炼方法。
观察，是人们一种有目的有意识的感知活动，是获取经验事实的重要方法。观察的发展常常还会导致旧观点的破产和新问题的提出，这是推动科学理论不断进步和技术发明不断涌现的一个重要方面。
二、运用要点
1、明确观察目的
运用观察发现法进行创造，首先要明确观察目的，即通过观察想获得什么，知道什么，证实什么。在观察时，目的越具体越好，这样才能有的放矢。比如，我们让你去观察一个鸡蛋，如仅仅是这样，目的就不明确，因为观察鸡蛋不知道想得到什么。如果指出请你观察“鸡蛋形状的差异”或“在加压的情况下鸡蛋有什么变化”，这样的观察目的就是明确的。在这种情况下观察，或许就会有收获。
对于同一观察对象，观察目的不同，收获也就不一样。在20世纪50年代初的一次苏联油画作品展览会上，陈列有一位名画家的写生风景画。参观时，人们抱着艺术欣赏的目的去观察大师的取材技巧与表现手法。而其中有一个地质工程师在参观一幅风景画后，对画面表现的内容突生兴趣。画面上画的是一片草木不生的山峦，紫气冉冉，显得荒凉而瑰丽，恐怖而神秘，地质工程师沉思良久，深感这幅静静的画里似乎隐藏着什么，他想去画家写生地进行现场观察，目的是了解该地为何有那么独特的风景。
于是，他决定去拜访这位画家。然而，画家因意外事故不幸逝世，但画家遗孀提供了画家遗留的几本创作日记。根据画家日记提供的线索，地质工程师找到了画家写生作画的实地。
这是西伯利亚的一处人迹罕至之处，在山峦环抱中有一小湖，湖中有凝碧的湖水，湖周围风景与画作无二。地质工程师对湖水产生了怀疑，取湖水观察后大吃一惊：凝碧的湖水竟然全是水银。他终于明白，周围草木不生，一片荒凉，原来是水银毒害造成的。让工程师高兴的是，他意外地发现了一个天然水银矿。世界科学家直进行观察，能按照既定的观察目的前进，直到获得成果，当然是值得高兴的事。但如果在观察中发现了不曾预见的异常现象，这时可考虑离开既定观察目的而另选观察目的，也有可能产生“种豆得瓜”式的创造。例如，英国化学家柏琴，年轻时就读于英国皇家理工学院，曾与老师一道从事科学研究。他们从市场上治疗疟疾特效药奎宁奇缺的现象出发，决定另辟途径，思考从煤焦油中提取奎宁。立题后他们进行了大量的调查研究、观察和实验，但一直没有进展。有一次，柏琴按老师的要求再做有关煤焦油的实验，实验中他意外地观察到出现一种粘着力很强的粘液，老师说这与提取奎宁的目的无关，但柏琴决定不再沿着提取奎宁的目的“一条路走到黑”，改为对新发现的粘液进行深入地观察研究。他试探性地加入苯胺和重铬酸钾，结果化合成一种黑色粘液。后来又加入少量酒精，顷刻紫光闪闪，柏琴顿生灵感，能否用这种东西来制成染料呢？这时，柏琴早把“奎宁”的事抛到脑外，全神贯注地对“染料”进行实验研究，终于，他发明出“苯胺紫”这种人工合成染料，对纺织印染业的发展产生了巨大影响。
观察目的的变迁，要注意三思而后行，即要分析这种转移究竟有何意义，值不值得深入研究。否则，盲目地变迁观察目的，可能造成到处掘井而不见水源的后果。
2 、确定观察对象
与观察目的紧密相关的是观察对象。只有确定了观察对象，观察才会有指向性。在确定观察对象时，要注意两个问题：一是观察对象是可观察的，否则就无法进行观察，也就是要遵循可观察性原理；二是注意选择典型的观察对象。贝弗里奇认为：“研究人员必须运用其绝大部分的知识和相当部分的才华，方能正确选出值得观察的对象。”例如，我们要观察树的年轮，以获得树的年代及生长情况等信息，就要选择典型合适的树断面，否则就达不到观察的目的，基至给观察带来困难。尤其是在发明创造过程中，观察点选在什么地方对于关键问题的突破至关重要。
众所周知，《红楼梦》是一部千古奇书，是一部百科全书式的古典名著。但是，《红楼梦》的作者究竟是一个人还是两个人的问题，红学家们历来争论不休。在这一难题的研究中，如果你想用观察发现法求解，你就得确定什么是最佳的观察对象。你可以选择与《红楼梦》作者有关的历史人物及其传记来观察，也可以选择与当时有关的文史资料来考察。但能否解决这一难题，不得而知。值得一提的是，有人选择了《红楼梦》书中的词句出现频数作为观察对象。他们的依据是：每个人在创作时都习惯用一些词句，自然而然有些字、词或句子就会在长篇著作中频频出现。如果利用这一规律和电脑工具分析《红楼梦》的前80回和后40回，看看这种字句的出现频数有无差异和差异多大，便能作出某种推测。尽管由此推出的结论并不见得是最后的答案，但研究者在观察对象的选择上表现出新意，而他在研究方法上首创的“计量红学技术”，更成为让史学界赞叹不已的创造性成果。
3、制定观察计划
有了观察目的和观察对象后，接着就要考虑如何有条理、有步骤地去进行观察，这是保证有效观察的重要一步。制定观察计划一般包括以下内容：选择观察时间和地点，确定观察顺序，编写观察提纲。
任何事物无不处在一定的时间和空间之中，所以观察事物一定要考虑时间和地点因素的影响。如观察星星，只能在晚上进行；观察环境污染，只能在相应的地方考查。当然有些时间和地点因素对观察影响不大，就不需要考虑。
确定观察顺序，是指在观察前要考虑先观察什么，后观察什么。这是保证观察全面和有序的有效方法。观察顺序可以是由上而下、从左而右、由近及远、由点到面、由表及里，只要按确定顺序方位进行观察就行。具体按什么顺序来进行观察，也要根据观察目的、对象和任务来确定。
编写观察提纲是指对那些比较复杂的观察对象进行分解，然后列出详细的观察项目或具体的观察任务，以确保观察活动得以顺利进行。
4、选择观察方法
观察的对象、类型和要求不同，观察的方法和手段也就不同。观察类型一般有：直接观察和间接观察；质的观察与量的观察；自然观察与实验观察；系统观察与随机观察等。常用的观察方法有：寻根溯源观察法、比较对照观察法、顺序方位观察法、时间推移观察法、全面综合观察法等。在实际观察中要根据需要选择一种或多种观察方法，甚至借助某种仪器进行观察。
5、创造性观察技巧
在观察过程中，尤其要注意掌握以下创造性观察技巧：
其一，洞察奇异现象。大千世界，无奇不有，谁善于洞察新奇，谁就可能有所发现。这种例子在创造过程中时有发生。
法国的吉米，曾是个穷画匠。一天，他在庭院里架起画架，聚精会神地写生，他太太正在旁边洗衣服。她洗好衣服后，把拧干的衣服放在一边，疲倦地站起来伸伸懒腰。这时，吉米下意识地挥了一下画笔，蓝色颜料竞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。
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，在白色里掺人少许蓝色，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？”吉米眼睛一亮，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，穷画匠吉米也随着新产品的畅销而阔绰起来。
类似的创新案例举不胜举。只要有新奇现象存在，就有创新的“种子”，善于洞察，就会有新鲜可人的果实。所谓善于洞察，就是要善于用敏锐的眼光去看，用科学的头脑去想。慧跟识珠，善于“搜尽奇峰打草稿”，巧遇女神的机会要比一般人多得多。因此，创造者要努力培养自己的洞察能力。要善于洞察，才会有新的发现，才会捕捉到创新的契机。
洞察奇异是观察创新的起点，事物的奇异现象总是某种效应的外显。所谓效应，是指自然界的某种作用产生的效果或反应，如电磁效应、光电效应、磁场效应、温室效应、臭氧层效应等。一事物潜在的、未被发现的重要事实和发展趋势，总是要通过其现象凸显出来。如果说形态奇异是事物的外在特征的话，那么，效应奇异的现象便涉及到事物内部的作用机制。我们观察发现形态奇异的事物或现象后，应进而去分析其与常规效应不同的奇异效应，只有经过深入的洞察，才有可能剖析出鲜为人知的知识，悟出启动创造的思路。
其二，观察重复现象。花开花落，候鸟徙迁，雄鸡啼晓，四季轮回，潮汐涨落……这都是人们习以为常的一些周期重演、过程重演或内容重演现象。但是，如果对这些重复现象进行创造性思考，或许能捕捉到创新的机遇。
澳大利亚的菲利普岛上有一块石碑，碑上醒目地写着：“仙企鹅登陆时间为傍晚8点零5分。”每到傍晚，来自世界各地的游客便云集海滩，抬手看表，静待奇观的出现。果然，8点零5分刚到，一只体态魁梧的仙企鹅分秒不差地向岸边游来。这是仙企鹅群的“首领”。只见它上岸东张西望地“侦察”一番判断无敌后，回头“嘎”的一声令下，排成三路纵队的众企鹅随之鱼贯登陆，顷刻之间就有成千上万只仙企鹅直扑海滩，其情景令人惊叹不已。
如此趣事，玩味良久，在赞叹岛民善于开发旅游资源之外，免不了心存疑虑：他们为何会准确地知道仙企鹅正好在傍晚8点零5分登陆“表演”呢？据说其中的奥秘至今尚无权威定论，但有一点是肯定无疑的，澳大利亚菲利普岛的居民所以敢刻碑预报仙企鹅登陆时间，显然是由于仙企鹅群多次在此时此地重复登陆的结果，他们从同一事件在相同的时空里重复出现中找到了客观规律。一切事物的存在或消逝，都是有其具体的时间性与空间性的。恩格斯说：“一切存在的基本形式是空间和时间，时间以外的存在和空间以外的存在，同样是非常荒诞的事情。”因此，对于创造者来说，进行发现式创造的重要思路之一，就是要研究每一个有限的时间或空间里所发生的一切重复出现的现象。什么是重复现象？它是指同一事物或同类事件在一定的时间与空间里，以同一形式或相似形式反复演示的现象。重复现象大体可以分为两种，一种是连续性显示的重演，一种是离散性显示的重演。无论哪种重演现象，都潜藏着某种客观规律。世界上一切事物、现象的发展与变化，都不是孤立的、杂乱无序的，而是相互联系的、有序的，即都是按照其自身所固有的客观规律在运转，在演示。发现重演现象，就意味着摸到了某种规律的触角，在认真的考察与实验探索中，就有可能作出科学发现或技术发明。
其三，观察细微疑点。大自然的许多真谛常常是由层层帷幕遮掩着的，只有体察入微、精细观察那些很不起眼的“疑点”或“黑点”，才有可能发现通往真谛的山门。
中国当代发明精英韩永奠以其新颖的发明——非铅皮蛋制造方法，一改数百年的皮蛋制作传统工艺，为扩大我国皮蛋出口立下了汗马功劳。回顾他那艰辛的发明创造过程，也看得出精细观察的智慧闪光。
皮蛋是我国发明的著名特产之一，已有数百年的历史，并一直在大量出口，深受消费者欢迎。随着保健意识的增强，市场对皮蛋含铅量的限制日趋严格。而我国用传统制作工艺生产的糖心铅皮蛋，极易使含铅量超标。要扩大出口，唯有改变传统皮蛋的加工方法。
其实，这种认识在皮蛋制造厂家早已形成，许多人也专门立题研究过无铅皮蛋的制作方法，但都没有取得成功。在这些失败者中，也有韩永奠的名字。
但是，韩永奠并没有被多次失败所吓倒，他决心再在皮蛋研究上背水一战。深夜了，韩永奠仍睡不着，在焦虑中突然冒出一个新念头：把皮蛋拿来仔细瞧瞧，看看蛋壳有没有新发现。他拿出传统皮蛋和以锡代铅皮蛋进行对照。他首先发现，传统皮蛋的外壳布满了均匀的黑点，而试验中的以锡代铅皮蛋却不明显。这种细微的差别引起了他的注意。接着，他打破蛋壳，对蛋膜继续观察，进一步发现传统皮蛋内壁上分布均匀的黑点仍比以锡代铅皮蛋要明显清晰得多。这一发现使韩永奠陷入深思：“这黑点不是把蛋的壳膜气孔变小了吗？”他想，鸡刚生下的蛋不宜加工皮蛋，估计是壳的孔眼过小，碱液难渗进，所以看不到斑点。在加工过程中，黑壳皮蛋往往容易发现凝固了的蛋白重新液化的“溶头现象”，这可能是由于蛋壳薄、网眼过稀、孔径太大，硫化斑无法堵塞而达不到控制碱液渗透速度所致。想到这里，一个崭新的创意——“硫化斑堵塞网眼”的皮蛋形成原理在韩永奠脑海里产生了。不久，韩永奠把目光瞄准了对人体健康有益无害的铜，在非铅皮蛋的制作上取得了突破性的成功。
其四，观察动态变化。为了多方面地把握研究对象的特征或属性，我们不仅要对其进行静态观察，而且要创造条件在激发、扰动的状态下进行观察。力求获得在静态下无法知道的新情况。金属是常用的材料类型，研究金属性能对发展材料工业和应用材料都具有重要的意义。对一种金属而言，在静态下观察，除了看见它的形体、光泽等属性外，不可能有新的发现。如果将它逐步冷却，进行降温状态下的动态观察，又会产生什么结果呢？有人按此思路对多种金属进行实验。当把某些金属放在接近绝对零度（- 273℃）的温度下时，发现其电阻为零。这时如向金属线圈中通电，由于电阻为零，这个电流将不断地在线圈中运动下去，这种现象被称为超导现象。超导现象的发现，激发世界各国对超导材料的开发与应用研究，发明创造也出现了新的舞台。实施动态观察时，首先要对研究对象进行静态观察，了解其静态特征；然后通过改变时空环境或物理条件（温度、压力、速度等），创造动态观察条件。在超高速状态下行驶的车辆，其动力特性是不同于常速状态的。因此，进行车辆的速度极限试验，往往是开发新型车辆装置的手段。在高速情况下人们的心理反应也会有所变化，这也是值得人们研究的新问题。
（汇新摘自《实用创造学》石光明/主编）