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创新是社会发展的动力，而思维活动则是创新的源泉。思维活动一般认为可以分为抽象思维、形象思维和灵感思维。其中抽象思维也称逻辑思维，在做科学研究时常以代数思维或代数逻辑的形式得到应用。科技工作者是十分重视抽象思维，重视数思维在科学研究中的作用。形象思维对事物的认识是基于事物的表象，它也是人类认识世界和创新所需要的思维方式，艺术大师的杰出创造完全依赖于形象思维。但人们对形象思维在科技创新中能够成为逻辑推理的重要应用却没有认识，也更是开发不够。
钱学森先生说过：“科学技术不都是抽象思维。要是那样，科学根本没办法发展。”爱因斯坦也说过：“科学发展不能尽靠推理，还有直感，那直感就是形象思维。”钱学森的父亲让他在学理科的同时，又送他去学绘画和音乐，就是要他把科学和艺术结合起来。为什么科学还要与艺术结合？艺术或形象思维在科技创新中到底会起到什么作用？作用又有多大？这个作用又是通过怎样的模式发生的呢？能不能让形象思维对科学研究发挥出更大的作用？这些问题需要研究、回答与证实。
抽象思维，也称逻辑思维，在认识过程中它借助于概念、判断、推理等思维形式以获得合乎逻辑的结论，理性地去揭示事物的本质和内在规律，是人类认识世界非常重要的手段。代数思维是一种严格的抽象思维，在科学研究中得到广泛的应用。抽象思维它遵循传统形式逻辑规则，遵循同一律、矛盾律、排中律，连续地、线性地进行的，其前后具有同一性。在科学研究中的数学建模、代数推导、代数计算等数学思维都是严谨的逻辑思维。几何学中三角形、正方形、圆形、圆柱体、圆锥体、棱锥体等图形经转化都当成抽象的概念，它们也就能够为抽象思维所用。中学里的“平面几何”是一门逻辑性比较严谨的学科，它是采用以几何“概念”为对象的抽象思维。其几何命题的论证也呈现严格的逻辑演绎推理。
艺术是倚重形象思维、直觉和灵感的。艺术大师在艺术上的巨大成功都是基于灵感或基于这个灵感所产生的思维跳跃，这个跳跃对于艺术有特殊重要的意义。形象思维是基于表象，表象是思维的对象。它以表象、直感和想象为其基本思维形式。形象思维还可以调用许多表象元素合在一起形成新的表象，特别是它可以如艺术思维那样由一个表象跳跃到另一个完全不同的新的表象，形象思维也就具有了跳跃性。这种跳跃性也表明形象思维不具有连续性，不是线性的，也就不具同一性。但是形象思维的思维进程较为迅速，这也是其重要特点。正是由于形象思维过程的非同一性，它不是理性的思维，它也就不能直接用于科学研究中的演绎、推导和论证。
本文的第一作者依据他自己对机构学理论的长期研究的实践和获得的体会，企图深入探讨和总结提升，探讨经由什么途径才改变了通常的形象思维使之成为理性的思维，变为能够为科学创新研究中的逻辑推理所用。实践证明，变化了的形象思维在科技创新中确实发挥了非常重要的作用，希望这些能够引起学术共同体的关注和讨论。
1形象思维如何成为理性的思维
有人说，形象思维是“低级的、初等的思维形式”，或者说“它还停留在感性认识阶段”。但钱学森说：“培养创新能力的人才，没有文化艺术修养是不行的。”爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，并且是知识进化的源泉。”他们都是以这样方式来肯定形象思维在科学研究中的作用。本文的第一作者不仅完全同意这个意见，而且在实践中证实了有时它具有非常重要的作用。
若科学研究中采用与艺术思维一样跳跃着的形象思维，这种思维它是不能为科学研究中的演绎、推导和论证所用。要使形象思维能用于科学研究的推理，需要对形象思维加以约束。本文的第一作者采用过以下两种有效的用于演绎推理的约束方案。
1.1融合于严谨的抽象思维的形象思维
为使形象思维具有科学研究的严谨性，使其变成理性的思维，第一种办法就是让形象思维的整个过程严格地按照逻辑思维的抽象推理过程进行。前面提到过的中学里的“平面几何”的思维模式就是一种严谨的抽象思维。它是借助概念、判断、推理以进行诸多定理的论证。若换个角度再来看“平面几何”的这种思维模式，当仅仅将上述平面几何的思维过程中的三角形、圆等“抽象概念”，再转换回来，还原为形象思维中的三角形、圆等“表象”，并进行相同的严格的逻辑思维。由于这种思维是基于“表象”，基于图像、图形，这种思维模式也就可以认为是一种形象思维，或称“几何思维”。上述两种看法虽然不同，却是同一回事，因此后者也必然是科学的逻辑思维。可是这样的形象思维是不具跳跃性的，它严格地按逻辑思维运行，是受严格约束的形象思维，它前后具有同一性，是科学的思维模式。应用此种思维模式常常会获得想象不到的奇效。
所以这第一种科学的形象思维可以称为是“融合于严谨的抽象思维的形象思维”，它是一种综合性的思维方式。
1.2具有跳跃性并受条件和逻辑性约束的形象思维
这是第二种能用于科学推理的形象思维，这种思维过程的特点是它仍具有形象思维的跳跃性，但这种思维的跳跃需要受到一定的条件和思维逻辑的双重约束和限制，发生具有合乎逻辑的思维跳跃，跳跃前后的形象虽然不具同一性，却因受到约束而具有“相关性”。这种具有“条件限制和逻辑相关性约束的形象思维”也就可以为科学研究中的推理所用。实践中，这种形象思维方法甚至也能够超越了代数逻辑中的难点，而快速地获得理想的结果，在科学研究中也常有着举重若轻的独特意义。
所以，这第二种能为科学研究中的推理所用的形象思维就是“具有跳跃性并受条件和逻辑性约束的形象思维”。
1.3具有跳跃性的灵感思维
灵感思维以表象为载体，是形象思维的一种特殊形式。虽然这种形象思维不能为逻辑推理所用，但这种形象思维直接应用于科学研究能发生创新意念。这第三种形象思维就是“具有跳跃性的灵感思维”。在科学研究中，为了克服所遇到的困难，思维应该是开放性、发散性的，以获得灵感，这正好利用形象思维的跳跃性以达此目的。但这种思维模式只是为了获得创新的灵感，并不能用来作为理性的演绎和推导。当然，获得解决问题的灵感，其重要性也是显而易见的，这个问题在最后一节还要专门提到。
1.4应用于评估的形象思维
这是一种可以直接应用于科学研究中的不加约束的形象思维，它常常用于对方案的“评估”。如对于新设计、新方案的评价可以由形象思维出发做出预估。所以这种用于科学研究的第四种形象思维就是“直接应用于科学研究中评估的形象思维”。如我国第二款隐形战机图像一出来，网友称之为“粽子机”（歼-31)，并依其形象网友马上就对它的性能做出了预估分析。当科研中的新方案提出后，就可以在分析之前，依据己有的理论，对新方案以形象思维做出合理的预估，为正确开展后续研究给出一些依据。其实，这种形象思维方法在科技界和人类认识事物时早己是广泛应用。
应该学会把抽象思维与形象思维结合起来。现代科学表明：人的左脑主管抽象思维，而右脑则主管形象思维。有人画了一幅画，很有意思，见图1。画的是一个人头，他的左半张脸是大师爱因斯坦，而右半张脸却是蒙娜丽莎。这真是奇妙地表示了抽象思维与形象思维的相结合。