管柱钻孔法是怎么发明的——创造形象思维方法

第四章　管柱钻孔法是怎么发明的 ——创造形象思维方法

当我们提到管柱钻孔法时，首先想到的就是武汉长江大桥，它就是用这种施工方法建成的。武汉长江大桥是中苏合作项目之一，于1955年动工，1957年10月15日建成通车。毛泽东曾为此写下了“一桥飞架南北，天堑变通途”的豪迈诗句。

建设飞越天堑的长江大桥，现在已不是什么神秘的事了。截至2007年7月，在总长6300公里的长江上，已经架起了桥梁94座，长江干流已有大跨径桥梁53座，还有18座在建设中。到2020年左右，在长江干流上将有各类桥梁或隧道计124座。其中，四川省9座，重庆市48座，湖北省28座，江西省2座，安徽省15座，江苏省22座(含上海2座)。^[1]

建桥必打墩，打墩必浇灌钢筋混凝土。怎么才能在波涛奔流的江水中浇灌混凝土呢?按常规施工肯定不行，因为不等到凝固，混凝土就被江水冲走了。在1954年7月以前，建设长江大桥江心桥墩的基础方案一直是“气压沉箱法”，这也是国际上流行的方法。1954年7月以后，以苏联著名桥梁专家康斯坦丁·谢尔盖耶维奇·西林为首的28人专家组到汉。西林提出：长江的地质情况复杂，地下岩面不平，不适合应用“气压沉箱法”施工，不仅延误工期，而且还严重影响施工工人的健康。1955年夏，中苏专家一起到庐山论证大桥施工方案，会上一致同意采用西林提出的大型管柱钻孔法。由于采用了西林的方案，施工顺利，大大缩短了工期，原定于1959年竣工的长江大桥，整整提前了两年，于1957年10月15日正式通车，从而加速了我国第一个五年计划的建设。

什么叫管柱钻孔法呢?这个方法是由法国出身的工程师和发明家布律内尔(Marc Isambard Brunel，1769—1849)设计成功的。1818年，他设计了可以在含水地层安全作业的隧道掘进铠框，并获得发明专利，从而解决了建筑施工史上水下挖掘隧道的问题。1825年，由他设计的罗瑟希和沃平之间的泰晤士河隧道动工，由于缺乏经费曾中断了7年，最终于1842年建成^[2]。

布律内尔是如何发明管柱钻孔法(或叫构质施工法)的呢?原来，他是受到了小橡树虫钻树皮的启发。有一天，他偶然发现小橡树虫在树皮的保护下，安全地蛀食橡木。于是，这个形象在他头脑里反复出现，从而萌发发明一种在水中安全浇灌混凝土(或挖掘)的想法。那铠框(或管柱)相当于橡树皮，掘进机不是很像小橡树虫吗?就这样，一个小橡树虫钻树皮的形象导致了管柱钻孔法的发明，并且，这一发明已成为在江河湖海中挖掘和浇灌混凝土必不可少的施工技术。

通过管柱钻孔法的发明，我们对形象思维方法有了一点初步的认识。所谓形象思维方法，就是通过或借助图画、音乐和景物等进行思考的方法。由于形象思维方法与人们的生活、学习和工作的关系最密切，用途最为广泛，涉及文学、艺术和科学技术等领域的大部分知识，所以应当把学习与研究形象思维方法当做一项重要任务。

与其他思维方法不同，形象思维始终离不开形象。什么是形象?顾名思义，形象就是客观事物有形的状态、姿态，或者是客观事物在大脑中再现的表象。如果加以分类，我们可以把它分为自然形象和人造形象，后者又可划分为艺术形象和科学形象，兹举例如下：

形象是客观事物通过感官产生和感受到的，因此按照感官划分，又可以分为视觉形象、听觉形象和语言形象等。当然，形象的分类是相对的，有时候某些形象是综合的，如1999年建成的昆明世界园艺博览园，其中既有自然的又有人造的，既有艺术的也有科学的，既有视觉的还有听觉的。我们了解形象的分类，是为了更好地掌握各类形象的特点，以便更好地促进形象思维能力的发展，并创造出更多的新形象。

为了掌握和学会运用形象思维方法，不仅要了解各类不同的形象，而且还要认识形象思维的特点。一般说来，形象思维有以下三个主要的特点：

一是形象性。形象是客观事物直接或间接在大脑中再现的表象，是思维的对象，也称作思维的原料。这一点很重要，离开了形象，形象思维方法就不存在了。

运用形象进行创作，最典型不过的要算是画家了，其最杰出代表非毕加索(Pablo Ruig Picasso，1881—1973)莫属。毕加索在识字之前就开始学画了，在整整60年间，他成了勇猛的旗手，忠于艺术，给予当代人以一种想象和智慧的无边的自由。他的创作是变化多端的，大约3万件油画、雕刻、素描和版画，就是他不断创新的证据。毕加索运用形象创作，同时他本人就是一个形象——创新狂的形象。人们形容他是令人困惑的艺术家形象，他完成一幅作品，就立即转向另一个方向，好像每次展览会都是在否定自己。正如他自己所说的：“我除了绘画以外，不愿做其他的事……不过总离不开一个头、一棵树、一个裸体……”这话除了说明了他对艺术的执著追求外，还说明形象乃是创作的源泉。正是他的执著精神和艺术天才，使他成了绘画方面的“超人”，就像爱因斯坦是物理学的“超人”和弗洛伊德(Sigmund Freud，1856—1939)是心理学的“超人”一样。

总之，毕加索是运用形象和创造形象的大师，“在使形象不受制约方面，更没有什么人能超越他。没有他，在艺术领域里，我们的时代将会是另一个样子，不可能从我们的意识里将他抹掉，甚至在将来也是如此。”^[3]毕加索登上了艺术的巅峰，他的成就是由于创造上的彻底解放。他的成功经验表明，愈是让想象自由奔驰，愈是信赖无意识，就能对形象进行特殊的控制，也就更能使艺术创作得到彻底的解放。

二是情感性。这个特点在文学艺术的创作中反映得尤为突出，这是因为作家、画家、音乐家在创作时，总是把自己的感情倾注于形象之中。他们对所创造中的人物或作品，爱其之所爱，悲其之所悲。例如，法国现实主义作家巴尔扎克(Honore de Balzac，1799—1850)创作的《人间喜剧》，通过两千多个不同人物的形象，反映了法国革命后的社会生活，展示了一部法国社会现实生活的画卷。《红楼梦》是曹雪芹(?—1363)用10年的时间创作的一部反映封建社会矛盾的作品，是我国古代长篇小说中现实主义的巅峰。他以贾、史、王、薛四大家族为背景，以贾宝玉、林黛玉的爱情悲剧为线索，塑造了许多富有典型性格的人物形象，如贾宝玉、林黛玉、王熙凤、薛宝钗、尤三姐、刘姥姥、晴雯等。有人说，《红楼梦》是作者根据自己的身世创作的，不管是否属实，作者所反映的事件无疑是他经历过的，他所塑造的人物是那个时代存在的形象，无论是反对的或是歌颂的，都渗进了作者的感情。

三是创造性。形象思维不仅在文学艺术创作中具有独特的作用，而且科学家、工程师、医生的发明创造活动也离不开形象思维。因此，创造性是形象思维方法的共同特点，无论从事何种工作，如果要实现自我超越，要发现新的东西，那就要发挥形象思维的创造作用。

例如，爱因斯坦的著名的“追光”思想实验，就是借助于高度形象思维而提出的。他在16岁时，展开了想象的翅膀，根据光的形象，尝试了一个理想化的“追光”思想实验。他假设：如果一个人以光速追赶“光线包”，那么他处在三个不随时间改变的波场中。但在他看来，这是不可能的，因这是与实验和麦克斯韦方程相悖的，于是他发现绝对时空观的缺陷，并用5年时间的研究创立了轰动世界的狭义相对论。有一次，几个年轻人向爱因斯坦请教，问他什么是相对论?相对论是既高深又抽象的物理学理论，不是三言两语能说清楚的。但是，爱因斯坦幽默地打比方说，这好比一个英俊小伙子和一个漂亮的姑娘在一起聊天，时间再长也觉得很短；如果这个小伙子在大热天坐在一个炽热的火炉旁，几分钟就像过了几年。这就是爱因斯坦的高明之处，他不但运用形象创立了相对论，而且又利用形象的语言，简明幽默地阐明了什么是相对论。

形象思维是一个过程，在思维过程中，形象是如何发生转换的呢?有的学者研究认为^[4]，形象思维过程大致经过5个环节(或步骤)：形象感受─→形象储存─→形象判断─→形象创造─→新形象描述。

为了具体说明形象在5个步骤中的转换，我们引用一个古老的故事加以阐述。

古时有一商人在外地做生意，他趁同乡回家之机，托他给妻子带回100两银子和一封“家书”。那同乡在路上打开信偷看了，原来只是一幅画，画上有一棵树，上面画了一些鸟儿，并没写明带了多少银子。于是，他见财起歹心，自己贪下了50两银子，只向商人的妻子转交了50两银子。

然而，商人妻子打开“家书”看后说：我丈夫请你带的是100两银子，你怎么只给我50两呢?那个同乡见计谋被识破，于是急忙解释说，只是想试试她的心机，并随手又把50两银子交给了商人的妻子。

商人的妻子是如何识破同乡的贪心的呢?原来那封“家书”上画了一棵树，树上画了8只八哥(谐音8)和4只斑鸠(谐音9)。商人心知妻子不识字，于是用形象来表示100两银子，而妻子心领神会，用形象思维方法判定是100两银子，因为8×8+4×9=100。

接下来，我们还是以这则故事的情节来对比形象思维的5个环节：第一步是形象感受，是妻子感受丈夫用一幅画表示的“家书”，它是下一步思维活动的基础。第二步是形象储存，即要记住那幅画上的内容。第三步是形象判断，树与鸟是什么关系?鸟的含义是什么?八哥和斑鸠的寓意又是什么?第四步是形象创造，即通过形象思维，创造性地把鸟的形象转化为银子的形象，把8只八哥和4只斑鸠转换为一个抽象的数字的形象。最后的步骤是新形象描述，我之所以称它为新的形象，那是因为它在前4个步骤中完全没有出现过，是形象思维创造的产品，即描述为100两银子。

宇宙中的万事万物都是有形的，它们在人的大脑中的第一反映就是形象，由于物质形象的普遍性，这就使得形象思维方法成为人们运用得最广泛的一种思维方法。形象思维方法在人们生活和生产实践中有着重要的作用。例如，农民根据小麦生长的成色，大致可以判断收割的时间或估出每亩的产量。而根据天象推测是否会下雨，民谚说“早晴不出门，晚晴放光明”，就是对久雨以后天气是否会转晴的经验总结。地质工作者根据采集的矿石样品的晶形、颜色，也可以初步定性地预告该矿石可能含有的成分。中医医生运用“望”、“闻”、“问”、“切”的方法，可以诊断病人的病情。

形象思维方法在科学发现和发明中有着突破性的作用。在科学实验中，一些形象图式、结构式、模式等，都是科学家运用形象思维方法抽象出来的，而运用这些形象图式、结构式、模式，又可以导致新的发现和发明。如赫兹(Heinrich Rudolf Hertz，1857—1894)根据电磁理论，运用形象思维方法设计和制造出了发射电磁波的模型，并进行了成功的实验，为实现无线电通信作出了贡献。

形象思维方法也是实施教育的有力助手。为什么网上学习发展如此迅速?其原因在于它是一种形象化的教学手段，适用于教学个性化的需要。类似的形象教学手段还有电影、电视、多媒体、视听系统、图片展览、生产现场参观等，这类形式教学的共同特点是直观性强、趣味性强和感染力强。因此，运用形象化的教学手段，无论是在高等教育还是中小学教育中，也无论是在文化科学知识教育还是在思想品德教育中，都是应当大力推广的。

在学校的教育中，应当重视对学生形象思维能力的培养。怎样才能培养和提高其形象思维能力呢?

首先，要教育学生热爱生活，深入社会生活，创造丰富多彩的生活。生活既是产生各种形象的原料，也是从事文学、艺术创作和发明创造活动的源泉。不热爱生活的人，不注意观察社会生活现象的人，是很难从事文学艺术创作的。一个没有在农村生活过的人，不可能知道农作物是如何生长的，也不可能知道农民那种“面朝黄土背朝天”的耕作的辛苦。农民小说家赵树理(1906—1970)，长期深入农村生活，创作了《小二黑结婚》、《李有才板话》、《三里湾》等著名的作品，深受广大农民的欢迎。他的小说，大多反映农村生活，语言朴实生动，成功地塑造了许多栩栩如生的农民形象，为我国现代文学的发展作出了贡献。

其次，要善于创造典型形象，文学艺术作品中的典型形象是从现实生活里概括、创造出来的。创造典型形象是提高形象思维能力的方法之一。创作者根据需要，选择能够反映创作意图的形象加以概括，创造出典型形象是创作的一种重要方法。

《水浒传》是我国古代的一部长篇小说，在民间是极受欢迎的文学作品。作者施耐庵以农民战争为题材，塑造了李逵、武松、林冲等英雄人物形象。以第23回为例，施耐庵运用典型形象思维，塑造了活灵活现、力大无比的打虎英雄武松。对于没有打虎经历的施耐庵来说，要塑造打虎英雄形象的确是困难的。正在苦恼之际，他突然听到外面狗狂吠的声音，于是寻声看去，原来是一个醉汉正追逐一条恶狗。只见醉汉凶猛地抓住了狗的颈脖，用力往上一提，举起拳头狠狠地揍了一顿，顺手再把它往地上一扔，那恶狗便再也不能动弹了。此时，施耐庵看得入神，打狗的形象一幕一幕地储存在他的脑海里，并激发出了他塑造武松打虎形象的灵感。这是典型形象思维方法的恰好运用，虎和武松，都是典型形象。在文学艺术创作中，文学家、艺术家都必须塑造自己作品的典型形象。

再次，要加强对右脑的训练，开发形象思维能力。脑科学研究证明，人的大脑两半球的功能是不同的，左脑的功能主要是语言、计算、逻辑、分析、判断等，侧重于逻辑思维；右脑的功能主要是空间关系、艺术和直觉，侧重于形象思维。训练右脑的方法很多，现推荐几种简便易行的方法如下^[5]：

一是尽量多使用左手。手和脑是左右交叉控制的，多用左手即意味着多刺激右脑。家长不要怕孩子成为左撇子，甚至可以有意识地引导孩子用左手写字、绘画、使用工具等，以克服左右手握力不均和左右脑开发不平衡的状况。

二是尽早接受音乐教育，培养孩子弹琴、唱歌的兴趣，使其具有一定的音乐素质。多用手指弹琴，能够激活大脑皮质层相应的神经细胞，从而达到益智的目的。

三是加强体育锻炼。适度的体育锻炼可以促进大脑的血液循环和脑组织的新陈代谢，有利于开发右脑功能。英国科学家研究发现，无论何种运动，都会使人的创造力测试分数超出不运动人的25％^[6]。这是因为，运动使大脑获得更多的养料，脑细胞更活跃，肌体功能处于理想状态，因而创造力也随之增加。

思考训练参考题

1.什么叫作形象思维方法?请你给它下一个你自己认为最有创意的定义。

2.形象思维方法有哪些特点?请分别用具体的实例予以说明。

3.形象思维的过程是如何进行的?你能否创作一幅画或编写一个小故事，通过其情节具体阐明形象思维必经的几个环节?

【注释】

[1]长江上有多少桥?.长江商报，2007-10-12．

[2]简明不列颠百科全书(第2卷)［M］．北京：中国大百科全书出版社，1985：161．

[3]雷纳托·库图索，等著.毕加索［M］．丁天缺，闵希文，译.上海：上海人民美术出版社，1992：61．

[4]陈东，蒋星五，主编.思维技巧趣谈［M］．北京：气象出版社，1991： 54．

[5]天津日报，1999-06-27．

[6]光明日报，1997-09-01．