达尔文把自己的成功具体归纳为3条：“在长期思考和分析任何问题方面，有无限的耐心；在观察和收集事实资料方面，勤奋努力；还有相当好的创造发明本领和合理的想法。”这3个方面是密不可分的，一项伟大的发现必须三者皆备才能完成。
就像在一个群岛上的同一种鸟有几种明显不同的嘴巴，这一现象如果按一般性的处理？那么就是再把这种鸟分成几个小类。如果只是这样，达尔文仍能成为一个优秀的博物学者，但绝对不能成为伟大的生物学家。那么，达尔文看到这种现象后又是怎样思考的呢？
当达尔文在“贝格尔”号上仔细地对地雀标本进行比较、鉴定时，舰长菲茨罗伊问道：“达尔文先生，您收集这么多相同鸟，有什么用？”“能够断定物种不是不变的”达尔文一面继续工作，一面回答说。这位舰长是个上帝创世说的虔诚信仰者，一听说物种可变，就同达尔文激烈争论起来。达尔文说：“上帝为什么要这样煞费苦心地在不同的岛上把鸟嘴创造成粗细长短各不相同的形状？为什么在这些相距不远，甚至鸟鸣相闻的各个小岛上，有各自的持有生物？上帝为什么不按照英国的生物类型来创造呢？”所以，合乎事实的解释应当是“物种在环境条件的长期影响下慢慢地产生了变异”，等等。
这样积极思考的结果，不但使达尔文后来创立了生物进化论，而且使他的观察更为细致更为深入也更为有趣。
查理士岛上所有的鸟都属于一个种类——三环反舌鸟，而詹姆士岛和查塔姆岛上所有的鸟却都属黑色反舌鸟。还有，雄蜥蜴的颜色，在一些岛上全是灰暗的，在另一些岛上却是十分鲜艳的。海龟的形态也因岛而异，当地的居民一看龟背的形状和特点，就知道它是哪个岛上产的，等等。加拉帕戈斯群岛面积不到8000平方千米又是个火山群岛，极为干旱，生物种类比其他地区要少得多，但由于有了那么多的发现和积极思考达尔文兴致勃勃地在这里考察了20多天，采集了大量鸟类、爬行类、昆虫、软体动物和植物的标本，其中陆栖鸟类有26个类型，植物有193种。
后来，达尔文在《自传》中回忆他这次长达5年的环球考察，把“深受感动的事实”归纳为3条：“第一，在潘帕斯地层中，发现了庞大的动物化石，它们具有背甲，同现在生存的犰狳的背甲相似；第二，动物的亲缘关系相近的种，随着南美洲大陆自北向南逐渐发生一定的交替变化；第三，加尔帕戈斯群岛上的大多数生物，都具有南美洲生物的性状。更加特别的事实是：这个群岛中的各个岛屿上的同种生物，其性状也彼此略有差异；从地质意义上看来，其中任何－个岛屿都不是古老的。显然可知，只有依据一种推测，就是物种在逐渐地发生变异，才可以解释这一类事实以及其他很多事实；因而这个问题一直萦绕在我脑际。”
伽利略之所以能够发现钟摆摆动的等时性原理，跟他的观察力也是分不开的。
伽利略在17岁时，有一天，去比萨大教堂集会，只见他把头抬得高高的，呆呆地望着天花板，一动也不动。别人以为他听牧师讲道听得出了神，其实，他根本一句话也没听进去。那么他在做什么呢？原来他对天花板上的一盏吊灯的摆动发生了兴趣。经过观察，他发现吊灯摆动的幅度虽然慢慢减小了，但摆动的周期还是不变，即摆动周期与振幅无关。他带着这个问题观察了许多不同材料做成的不同形状的钟摆，得到了证实，从而发现了钟摆摆动等时性原理。
这一个个生动的例子无不向我们表明一个事实，耐心、细致、科学的观察，加上认真、严谨的分析成就了一个个伟大的人物。
动用你的“眼睛”
在介绍了具体分析方法之前，请先阅读一个故事，看看你自己的“眼睛”是否明亮，是否掌握了观察的钥匙：
一个阿拉伯人在沙漠里与骑骆驼的同伴失散了，他找了整整一天也没有找到。傍晚，他遇到了一个贝都印人。阿拉伯人询问贝都印人是否见到失踪的同伴和他的骆驼。
“你的同伴不仅是胖子，而且是跛子，对吗？”贝都印人问，“他手里是不是拿一根棍子？他的骆驼只有一只眼，驮着枣子，是吗？”
阿拉伯人高兴地回答：“对！对！这就是我的同伴和他的骆驼。你是什么时候看见的？他往哪个方向走？”
贝都印人回答说：“我没有看见他。”
阿拉伯人生气地说：“你刚才详细地说出我的同伴和骆驼的样子，现在怎么又说没有见到过呢？”
“我没有骗你，我确实没有看见过他。”贝都印人平静地说，“不过，我还知道，他在这棵棕榈树下休息了许多时间，然后向叙利亚方向走去了。这一切发生在3个小时前。”
“你既然没有看见过他，那么，这一切又是怎么知道的呢？”
“我确实没有看见过他。我是从他的脚印里看出来的。你看这个人的脚印：左脚印要比他的右脚印大且深，这不就说明了走过这里的人是个跛子吗？现在再比一比他和我的脚印，你会发现，他的脚印比我的深，这不是表明他比我胖？你看，骆驼只吃它身体右边的草，这就说明，骆驼只有一只眼，它只看到路的一边。你看，这些蚂蚁都聚在一起，难道你没有看清它们都在吸吮枣汁吗？”
“你怎么确定他在3个小时前离开这里的呢？”
贝都印人解释说：“你看棕榈树的影子，在这样的大热天，你总不会认为一个人不要凉快而坐在太阳光下吧！所以，可以肯定，你的同伴曾经是在树荫下休息过。可以推算出，阴影从他躺下的地方移到现在我们站的地方，需要3个小时左右。”
听罢之后，阿拉伯人急忙朝叙利亚方向去找，果然找到了他的同伴。事实证明，贝都印人说的一切都是正确的。
读完这则故事，想必你会钦佩这位贝都印人的敏锐的观察力和分析力。
一个观察力和分析力强的人能从一般人认为是司空见惯的事件中发现奇迹。一个观察力和思考力弱的人即使进入宝山，也可能空手而返。苹果落地，火炉上的水壶盖被水蒸气掀开，这些都是人们十分熟悉的现象，但牛顿和瓦特却由此分别发现和发明了万有引力定律和蒸气机。当然，从这么简单的现象中得出这么伟大的分析结论固然不是每个人都能办到的，但是不可忽视的是观察力强的确是他们成功的重要因素。
下面介绍几种具体的行之有效的观察方法。
1.顺序转换法
观察要得法，首先就得学会有计划、有次序的观察，从不同角度、不同顺序上去观察同一事物或用同一顺序观察不同事物，从而把握观察对象的整体和实质。
首先，观察顺序要从不同方面入手，这即是指的是从被观察事物的不同空间顺序，如从上到下、从左到右、从东到西、由近及远等开始；观察顺序，还可指被观察事物的不同结构组成部分的次序，如从头到尾、由表及里，从整体到部分再到整体。所以，观察同一事物，既可以依循其空间顺序，也可以从其不同结构次序入手，获取的信息不同，认识事物的角度也不同。用不同顺序观察不同类事物，往往采用从整体到部分，再从部分到整体的顺序分析法。
其次，还可以采用“自我－他人－群体”的观察方法：
●我们观察和思考外界的事物，总是习惯以自我为中心，用我的目的、需要、态度、价值观念、情感偏好、审美情趣等等，作为“标准尺度”去分析外来的事物和观念；
●“他人视角”要求我们，在思维过程中尽力摆脱“自我”的狭小天地，走出“围城”，从别人的角度，站在“城外”，对同一事物和观念进行一番分析，发现创意的苗头；
●任何群体总是由个人组成的，但是，对于同一个事物，从个人的视角和从群体的视角，往往会得出不同的结论。
再次，还有一种方式：无序－有序－可行：
●“无序视角”的意思是说，我们在创意思维的时候，特别是在思维的初期阶段，应该尽可能地打破头脑中的所有条条框框，包括那些“法则”、“规律”、“定理”、“守则”、“常识”之类的东西，进行一番“混沌型”的无序思考；
●“有序视角”的含义是，我们的头脑在思考某种事物或者观念的时候，按照严格的逻辑来进行，透过现象，看到本质，排除偶然性，认识必然性。
2.求同找异法
求同找异法就是认真观察和研究观察对象，找出其同类事物之间的异同，并分析其间的关系。这里可用到的是分解观察。将事物按照时间、方位、组合原则、运动等不同标准进行分解，然后对各部分分别进行观察，确立观察重点、事物特色、因果关系，寻找部分的连接点，最后归回到整体。
在观察事物的运动时，动静观察法更是十分必要。因为事物的运动本身即包括动和静，这两方面相辅相成，缺少了任何一方面的观察，都是不完全的，都不可能完全把握事物，进行行之有效的分析。动态观察是指按先后顺序或方向位置观察物体的变化；静态观察是指按物体的颜色、形状等进行观察，建立基本概念，理解自然法则。
3.重点观察法
在事物完整的发展过程中，必定有一个环节是重点，这个环节是重点观察的对象。这些能使我们抓住主要问题，看准中心环节，掌握大局。但要抓住重点，必须从全局来分析，否则，只见树木不见森林，又何谈重点呢？全面观察，就是从整体上对事物进行观察，掌握事物的轮廓进行分析。
如古希腊人及近现代的欧洲人。所以，不但近代天文学产生于欧洲，而且许多著名的天文现象也是欧洲人首先观察到。
从另一个角度看，望远镜、显微镜等观察仪器由欧洲人发明，也说明由于一些理论上的思考，特别是大论战，激发了欧洲科学家的观察热情，产生了对先进观察工具的需求。
总之，就像牛顿所说的那样：“实验的过程不是消极的观察，而是积极的、有计划的探测。……不是消极的袖手旁观，而是有想象力的、有计划的探索”。“要靠实验者的判断力和灵感。一个成功的实验需要的是眼光、勇气和毅力”。
观察事物人皆能之，但这只是一种认识和反映事物的能力，与科技发现发明的要求相距甚远。科技活动本质上是一种研究性质的活动，只有观察的眼光，没有思考的头脑是不行的，因此科学的观察本身就包含着丰富的想象力和永无止境的探索精神。
四质疑的视角
科学是使人的精神变得勇敢得最好途径，而思考和分析则是通向科学的最佳途径。
——哥白尼
一、你敢质疑吗
要把所掌握的知识灵活地利用，就要去理解，理解时遇到问题需要分析，分析时你敢置疑吗？
巴甫洛夫说过：“怀疑，是发现的设想；是探索的动力；是创新的前提。”提出问题是取得知识的先导，只有提出问题，才能分析解决问题，从而认识才能前进。把提出的问题作为观察事物的引导，进而有意识地注意某个认识对象，对现象加以科学的分析。即以质疑的头脑来观察事物，以便较敏锐、快捷地抓住事物发展的某些新趋势。
要让质疑最大限度地发挥其作用，应注意两点：
一是善疑；
二是敢疑。
所谓善疑就是要提倡理智的怀疑，而不是盲目的怀疑。经过深思熟虑、审慎、积极的怀疑，是自己独创性的分析的先导。而不假思索地怀疑一切，否定一切是分析思维的大敌。
所谓敢疑就是不迷信权威。传统的观念不见得全是真理，权威人物也会犯错误。盲目地迷信权威和名人，把他们的每一句话都当作金科玉律、永恒真理，就会窒息自己的分析和思维，从而在前人的水平上停止不前。
处于探索和创造过程中的青年，尤其是当自己还是无名小辈时，一定要以锐不可挡的开拓精神，树立和提高自己的自信心，既要尊重名人和权威，虚心学习他们的丰富知识经验，又要敢于超越他们，在他们已进行的创造性劳动的基础上，再进行新的分析，得出自己的结论。
为了提高我们的质疑和分析能力，可以运用一种打破习俗的心态来练习，思维训练师称之为“乔治热身练习”，它有助于我们认识日常习惯中的合理部分与不合理部分。
我们常常会把一切习惯当作理所当然，殊不知许多偏见就是这样形成的。请想一想，一年一度的奥斯卡金像奖颁奖项目，有“最佳男演员奖”和“最佳女演员奖”之人，为什么？有什么道理？是不是该颁奖给“最佳白人男演员”，“最佳黑人男演员”或者“50岁以上的最佳女演员”？这种奖听起来不是很荒谬吗？没错，但是以性别来划分奖项的“最佳男主角奖”和“最佳女主角奖”不也一样荒谬吗？但是我们愿意接纳它，其原因不外乎习以为常，从没想过要质疑。如果一件事情在我们生下来时就已经存在，我们自然会把它归纳为生活的一部分。如果英国没有王室，难道英国人会在投票时，把设立王室列入其中吗？
该如何避免习以为常、不加深思的坏毛病？这就需要“质疑”，分析理解的一个大问题就在于此。在质疑时，一般按照“肯定－否定－存疑”的逻辑顺序进行。