学科学习和科学的研究都是有意识有目的的科学实践活动， 因此都离不开科学思维的指导。科学思维方法是人脑正确反映研究对象客观规律的主观手段。思维方法由于不同人之间的思维角度、深度和对思维方法分类标准的不 同，思维方法的种类很多。但是一些基本原理、基本思维规律和方法是各种学科学习或科学研究中共同使用的。我们按其逻辑性将之基本上分为逻辑思维方法和非逻 辑思维方法两大类。

    逻辑思维是在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式对客观世界间接的概括的反映过程。它主要包括：抽象、比较、分类、类比、分析、综合、归纳、演绎、联想等几种基本的思维方法。逻辑思维具有形式化的逻辑规则和程序，带有规范性。

    非逻辑思维不采取形式化的逻辑规则和程序，带有灵活性，它包括直觉思维和灵感思维。这两种思维方法往往带有突发性、跳跃性，缺乏自觉性的特点。

下面我们就来分析化学家在发现发明中是如何运用这些思维方法的。

1、抽象思维：指由感性具体到理性抽象的方法。比如，德国人蒙纳尔兹在1911年发明不锈钢时，对不锈钢的性质进行了研究。他用12%的铬、7%的镍、3%的钨和硅混入钢铁中得到了一种特殊的钢材。将其放入酸、碱、盐溶液中，他通过观察得到的感性具体是：合金在酸中完好；合金在碱中完好；合金在盐中完好。然后产生了理性抽象：合金不与酸、碱、盐反应。这就是一个抽象的过程。

2、分析思维： 是指把思维客观对象分解为多个方面、部分、特性、因素，分别对他们加以研究的方法。美国化学家贝克兰家的小猫不小心打翻了贝克兰实验室里的乙醛瓶，流出的 乙醛滴在了捕鼠夹上的奶酪诱饵上面。第二天，贝克兰发现那块奶酪变得像木头一样硬。这到底是一种什么物质呢？贝克兰为了弄清楚它究竟是什么，从这块奶酪的 物理性质、化学性质等各个方面进行了研究，终于弄清了它的本质。显然，这里采用了分析的思维方法。

3、综合思维：在思维中把分解开来的不同部分、方面、特性、因素组成一个整体的方法。综合的基础是分析。使用的目的把研究对象的各个组成要素重新结合成为一个整体，从而在整体上把握事物的本质和规律。仍然看上面“奶酪”的例子。经过分析，贝克兰发现“奶酪”具有防酸、防碱、耐腐蚀的性能，而且在加热时非常容易成型，同时还不导电。贝克兰综合了“奶酪”的这些特性后，从整体上认识了这块“奶酪”的性质。经过重大改进后，他终于发明了酚醛树脂——俗称“电木”，这一发明为近代塑料工业的发展奠定了基础。

4、归纳思维：是 从众多个别的、特殊的事实中得出一般概念、原理、概念的方法。例如，在化学分析方面，人们发现各种元素以氢元素为基本单位都能得出整数倍的量子数，概括这 些现象，科学家普特劳等人提出各种元素都是由氢元素构成的假说。这里使用的就是归纳的方法。门捷列夫的元素周期表是根据已知元素的特性和规律得出的，根据 每周期或每族元素性质上的变化规律，人们总结出了一系列的变化规律，这里使用的也是归纳的方法。

5、演绎思维：是指由一般的原理、方法、概念、规律、结论等走向个别的原理、方法、概念、规律、结论等的思维方法。例如，门捷列夫曾经对一些未知元素进行过准确的预言，甚至比这些元素的发现者更了解这些元素的知识，这里就是他根据元素周期律演绎得出来的。1895年英国化学家莱姆塞对惰性气体的发现和预言，也是在元素周期表的基础上演绎得到的。

6、比较思维：比较是在对有关事物进行分析，区分出事物之间各自的特征的基础上，将事物之间的特征进行对比，从而得出他们之间异同点的方法。比如1932年，科学家发现一种外表与普通水十分相似，而性质却十分奇特的水——重水。其分子组成为两个氘原子和一个氧原子，从外表上看，重水与普通水没有什么多大的区别，都是无色、透明、流动的液体。但如果用重水养鱼，不久鱼就会死去；喝了重水的老鼠也会丧命。普通水在100摄氏度就沸腾了，而重水的沸点101.4摄氏度；普通冰在0摄氏度融化，而重水结的冰要38摄氏度融化；1升重水要比普通水重105.6克；电解水时产生氢气和氧气。而重水几乎不电解；氘可以聚变为氦……。通过比较可以区分出这两种物质出来。

7、分类思维：分类是以比较为基础的，根据研究对象之间的异同点，对事物进行分门别类的一种思维方法。门捷列夫的元素周期表的发现过程，使用的就是一种分类的思维方法。他在研究元素周期律时，把63种元素的卡片，根据各种不同的方式进行分类，但没有结果。他又把金属元素放到一起，把非金属元素放到一起，还是没有结果。后来，他把六十三种元素按照原子量递增顺序排成行，再按照性质相近的元素上下对齐排成列，经过一系列的修改，终于制成了元素周期表。

8、类比思维：根据两类要研究对象之间的某些属性上的相似，将一类对象所具有的性质应用到另外一类对象上的一种思维方法。具体过程是：通过比较，找出两个对象之间的相似点，然后以此为依据，把其中一个对象的有关知识或者结论应用到另一个对象中去。

1805年，德国的一名药剂师塞尔杜纳发现鸦片中能分离出一种能与酸作用形成盐的物质，具有催眠效果。11年后他提纯得到了这种物质的晶体，命名为吗啡。这一发现引起了法国药学家与化学家的重视。他们想，能否从其他植物中得到其他的植物碱呢？他们反复他的实验，并作了类似的研究。1817年、1832年法国的法国巴黎药学院药学教授罗必凯发现了那可丁、可待因。接着，法国巴黎药学专科学校的教授比尔迪埃和卡万图在1818年到1821年之间共同发现了奎宁、辛可宁、马钱子碱、番木鳖碱、咖啡碱、藜芦碱等。

9、联想思维：联想是把与研究对象有关联的其他对象综合起来考虑的思维方法。

埃尔利希是德国细菌科学家，他记得老师柯赫曾用染料渗入菌体中而使菌体变色，他想既然有机组织对染料的吸收是有选择性的，那么如果能使某种染料与那种病菌的致死基因结合，就能研制出一种只杀死细菌而不会对人体细胞组织造成损害的特效药。他首选了锥虫作为研究对象，1907年发现了能控制锥虫活性的红色染料，命名为“锥虫红”，但“锥虫红”的杀菌效率不高。有一次，他看到一篇介绍化学药物“阿托什尔”能杀死锥虫，但又会造成人眼睛失明的文章。埃尔利希想：能否把它的化学结构稍加改变，使其只能杀死锥虫，而不会对人的视觉神经造成伤害呢？经过反复实验，终于发明了“砷凡纳明”，即“六〇六”。他不但挽救了锥虫引起的昏睡病患者，而且成为治疗梅毒的特效药。

10、直觉思维：是指在经验知识的基础上直接领悟事物本质的思维形式。

19世纪中叶，英国皇家科学院学生柏琴在德国教师霍夫曼的指导下，尝试从煤焦油中提取奎宁，来治疗欧洲流行疟疾。结果实验失败,得到了有紫色闪光的黑色粘液。他想粘液中注入少量的酒精，顷刻间出现了美丽的紫色。他马上想到了紫色染料在古代被称为“皇冠紫”，当时也十分的名贵。他就试着去染布，果然色鲜不褪。这样，柏琴就发明了“苯胺紫”。很明显，柏琴的发明靠的就是他已知紫色染料名贵的基础上，凭直觉得到的。

11、灵感思维：是人们对于反复思索却无法得到其解的问题，在某种特殊状态下非预期性的得到顿悟的一种思维的方法。

例如说，德国化学家凯库勒在1858年就提出了碳原子在有机分子中相连成长链的碳链学说。但这种长链的连接方式无法解释苯分子中六个碳原子是如何排列的。为此他百思不得其解。有一天，他在书房里烤火，一阵倦意袭来，不觉睡去，梦中他见到长长的碳链就像一条条的长蛇在翩翩起舞。突然一只蛇咬住了自己的尾巴。由此他悟出了苯分子中碳链形成了一个闭合的六角环状结构。平时百思不得其解的问题，便在此时给解决了。