古话说,处处留心皆学问。多指留心可以获得知识而言,其含义还是很深刻的。留者观察,心者思维,说明观察过程同时也是思维过程。人们通过观察,然后进行思维加工,进一步认识事物的本质,即所通过过现象看本质。任何本质的发现都是在对事物的相互关系的探讨中发现的,即本质的联系的发现。本质的联系即事物的规律性。因此,观察是认识事物客观规律的开端。伯特罗说:“真理存在于我们之外,并且只有通过观察才能认识。”人们通过观察,产生各种疑问和悬念,从而把人们的认识和思维引向纵深发展,产生横向诽比和分析综合,并从感性认识发展为有目的、有计划和持久性的知觉活动。当原有现象不能提供实现特定目的的深入观察之后,人们就根据推理、假想、设计实验过程,研究实验手段,并通过实验,进一步提供被观察事物发展变化的情况。许多新发现就是在实验的观察中提出的。所以丁肇中说:“自然科学不能离开实验的基础。”但是许多科学家的实践又告诉我们,由于他们在实验的观察中缺乏思维加工,从而失去了“发现的机会”。在伦琴发现射线之前,至少有两个人碰到了这种射线,但是却因为他们没有脱离开他们的目的性从另一个角度去认识它,从而失去丁“发现”的良机。可见,实验观察中的思维加工以至多向思维加工是非常重要的。法国化学家、细菌学家和近代微生物的奠基人巴斯德说:“在观察的领域中,机遇只偏爱那种有难备的头脑。”这句名言如果能够变成每一个观察者的实际行动,其结果结科学事业的发展是不可估量的。所谓“有准备”就是不放过任何一个突如其来的现象。对每一个现象都要从不同的角度去观察它,分标它。对每一分析结果都不轻易看作是事件的唯一结论。