在对客观事物尽心观察或者是在自然科学试验中，往往从观察到的反常现象入手，经过深入研究进而促使科学发现与发明的历史是不胜枚举的。最典型的代表就是青霉素的发现，它虽然产生于偶然，但它却是孕育于必然之中的。
英国细菌学家富莱明1922年从某种植物和动物的分泌液中，发现了一种被称做“溶菌酶”的杀菌物质。1928年他在研究培养葡萄球菌时，发现了培养皿中完全没有生长葡萄球菌，却长出了许多绿色的真菌，这是一个反常现象，他要探究个中原因。经过艰苦的研究，发现这种绿色的真菌能灭杀葡萄球菌，因为是绿色的，所以命名为青霉素。这的确是一个重大的发现，后来经过澳大利亚病理学家弗洛里的研究，肯定了它的价值，并把它作为一种抗生素广泛应用在医疗上，从而挽救了无数人的生命。由于这项发现的重大意义，他们两个人共同获得了1945年诺贝尔生理和医学奖。
正常人的观察力虽然是与生俱来的，但这只是常规的观察力，如果要使它上升为创造性观察力，还需要有意识地进行培养。事实上，人的观察能力是随着年龄的增长、知识与经验的积累、创新意识的强化以及审美能力的提高而不断提高的。
培养观察思考能力的方法很多，应当广泛地、经常性地进行。例如，学习绘画，参加旅游和科学考察活动，组织开展气象和天文观察活动，培养人对自然科学试验的兴趣和操作能力，等等。随着现代科学观测技术的发明和运用，人类的观察范围向着无限广阔的宇宙和极为精微的物质结构的内部两个方向发展，从而有了越来越多的发明和创造。
美国耗资15亿元研制的“哈勃”空间望远镜于1990年发射，设计寿命为15年。这个被誉为“太空千里眼”的仪器，已在太空中飞行了16亿公里的航程，为20多个国家的2000多名科学家进行了11万次的观测，创造了不计其数的新发现。又比如，关于宇宙中存在着“黑洞”的说法，已经流行数百年了，但是一直无法得到科学的证实。而在几年以前，据来自“哈勃”空间望远镜发回的资料，科学家们首次找到了“黑洞”世界存在的直接证据，并推测“黑洞”很可能普遍存在于星系的中心部分。
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