翻開名人傳記，不難發現，人類歷史上，尤其是科學發展史上的成功人物大都具備優良的觀察力和縝密的分析力。
偉大物理學家牛頓從孩提時代起就喜歡對各種事物進行仔細觀察，而且力圖透過現象看本質，把不懂的地方徹底弄明白。狂風刮起時，人們都躲進屋裡，牛頓卻頂著沙石衝出門外，一會兒順風前進，一會兒逆風行走，實地觀察進而科學地分析得出順風與逆風的速度差。
英國發明家瓦特正是從對燒開的水頂動壺蓋的觀察中琢磨出蒸汽機的基本原理，而由此帶來一場深刻的資本主義工業革命。
通過諸如此類、數不勝數的實例，我們可以發現，多聽、多看，鍛煉感官、積累感性知識，是觀察力得以發展的前提。而敏銳的觀察力則是進行客觀準確分析的開端。觀察的過程是以感知為基礎的，但並不是任何感知都可稱為觀察。真正的有效的觀察過程既包含感知的因素，也包含分析的成分，如果在觀察過程中不注意鍛煉分析能力，那麼觀察也只是籠統、模糊和雜亂的，既不可能抓住事物的主要特徵，更不可能作出科學的判斷。
不僅在科學領域，在戰爭中也需要細緻的觀察和嚴密的分析。
在第一次世界大戰的一次戰役前夕，德軍一位參謀天天拿著望遠鏡觀察法軍陣地的情況。他連續4天都看到，法軍陣地後方的一塊墳地上，每到早晨八九點鐘，總有一隻貓在那裡曬太陽。是家貓，還是野貓？德軍指揮官們作了分析、推理：野貓的行蹤是不定的，而這隻貓行動很有規律。根據這一特徵，他們斷定這是一隻家貓。據此，他們做了分析：附近沒有人家，也沒有其他房屋，貓的主人肯定是居住在地下，由此推知地下一定有法軍的掩蔽部。有因為士兵和一般軍官是不能把貓帶到陣地前沿的，由此推知，這一定是個高級指揮所，駐有高級軍官。於是德軍集中了6個炮兵營的火力對墳地進行了猛烈的轟擊。最後得知，一個法軍指揮所被摧毀，掩蔽部內的法軍官兵全部喪命，其中最高指揮官是一名旅長。對於細節的一個小小的鑒別分析，使法軍獲得一次重大的勝利，而法軍卻為了一隻家貓，付出了生命的代價。
也就是說，靠自己的感官，有目的、有計劃、主動地去感知，並且只有將感知與思維相結合，才是真正的觀察；而這種觀察現象、抓住本質的能力，才是真正的良好的觀察力。
二、達爾文的「超人」觀察
眾所周知，達爾文是一位偉大的生物學家，但他在求學時期學的卻是醫學與神學。而且醫學是他的一個薄弱環節，不但產生不了興趣，而且對外科手術有一種不可克服的恐懼感。在他的堅決要求下，一心想讓他成為醫生的父親只好讓他離開學習了兩年多的「醫學博士的搖籃」——著名的愛丁堡大學。隨後，達爾文又被父親安排去了劍橋大學的基督學院改學神學。達爾文對神學的學習比對醫學要認真得多，最後以列於前10名的優秀成績畢業於劍橋大學基督學院。如果不是那次著名的環球考察，達爾文可能就像其他神學院的學生一樣，成了一名牧師。達爾文沒有接受過生物學方面的專業訓練，但他從小就對採集生物標本有濃厚的興趣。他出生在一個富裕的醫生家庭，但他的童年稱不上快樂。因為他經常把一些樹葉、野草、死昆蟲及各種各樣的石頭帶回家，房間搞得亂七八糟，從而經常遭到父親與姐姐的斥責。只有媽媽尊重他這種愛好，並因勢利導地教給他各種有關生物的知識。不幸的是，這位可敬的媽媽在達爾文8歲時就逝世了。臨終前，她叮囑丈夫：「查理（達爾文的名字）的愛好是有點怪，不過我希望你能夠保護他的愛好。這個孩子並不笨，只要好好引導，將來一定是會有出息的。」
孩子的愛好一般是多變的，但達爾文對打獵、養狗、捉老鼠、抓小鳥、捕昆蟲、採花草卻一直保持著濃厚的興趣。他曾在《自傳》中敘述了在劍橋大學期間一次搜集甲蟲的經歷：「有一天，我剝去一些老樹皮，看到兩隻罕見的甲蟲，就一手一隻捉住了。正在這個時候，我又瞧見第三隻新種類的甲蟲，我捨不得把它放走，於是我把右手的那只『呼』的一聲放進嘴裡。哎呀！它排出一些極辛辣的液汁，燒痛了我的舌頭，我不得不把這只甲蟲吐出來，它就跑掉了，而第三隻甲蟲也沒有捉到。」
達爾文從孩提時代開始的這種愛好終於在大學時代取得了成果，在昆蟲學家斯蒂芬斯所編的《不列顛的昆蟲圖解》中收集了達爾文采集到的一些罕見的昆蟲標本。當達爾文看到這本書中出現「查理·達爾文先生採集」這幾個字時，感到有一種魔力在深深地吸引著他，並認識到自己的那種被人認為是有點怪的愛好實際上是一種可以為科學大廈添磚加瓦的科學活動。長期的標本採集也提高了達爾文的觀察能力和思考能力，從而使他深受劍橋大學植物學教授亨斯洛的喜愛，達爾文由此而被人稱之為「同亨斯洛教授一起散步的人」。
1831年，英國海軍部組織了一次環球考察活動，並委託劍橋大學選派一名博物學家參加。這時，達爾文已通過基督學院的畢業考試，但仍在學校繼續選修植物學和地質學。當海軍部組織的環球考察前來挑選博物學家時，亨斯洛教授立即推薦了達爾文。他認為，達爾文雖然還不是一個博物學家，但也是「在我知道的那些可能接受這種工作的人之中……最合乎條件的。」因為他「具有充分的條件可以去搜集、觀察和注意博物學中任何值得注意的事」。就這樣，達爾文在1831年12月27日登上了條「光榮的小船」——「貝格爾」號，從而正式踏上了科學的征途。
亨斯洛沒有選擇一個「完美的博物學家」，而是選擇了達爾文這個尚未正式畢業的神學院的學生。
這個選擇和達爾文後來取得的偉大成就告訴我們，有能力搜集觀察和注意到「任何值得注意的事」，並對收集到的信息加以科學的分析，比掌握廣博的現有知識更為重要。
三、觀察的培養
有一次，福爾摩斯同他的助手華生同時鑒別一塊剛剛得到的懷表。華生的鑒別僅僅停留在懷表的指針、刻度的設計和造型上，不能發現一絲線索。而福爾摩斯憑借手中的放大鏡，看到了表殼背面的兩個字母、4個數字和鑰匙孔周圍佈滿的上千條錯亂的劃痕。經過周密的思考，福爾摩斯認為：那兩個字母表示主人的姓氏；4個數字是倫敦的當鋪的當票號碼，表明懷表的主人常常窮困潦倒；而鑰匙孔周圍佈滿的上千條錯亂的劃痕，則說明懷表的主人在把鑰匙插進孔去給表上弦的時候手腕總是在顫抖，因而這個人多半是個嗜酒成性的醉漢……
一個人的觀察能力與他的知識、經驗以及職業興趣有著密切關係。對於同一塊懷表，福爾摩斯之所以能夠比華生看到的更多，理解得更深，一下子就能抓住那些不大明顯、卻是本質的特徵，正是因為他們有著不同的知識和經驗，才使得他們產生了不同的觀察方式，得出不同的分析結論。這一區別也正造就了凡人和名人的產生。福爾摩斯在破案過程中，沒有顧及這只懷表的新舊程度和價值，而是緊緊抓住那些與案件有本質聯繫的細節，進行深入細緻的觀察。
觀察是一種有目的、有計劃、有步驟的知覺。它是通過眼睛看、耳朵聽、鼻子聞、嘴巴嘗、手摸等去有目的地認識周圍事物的心理過程。在這當中，視覺起著重要的作用，有90%的外界信息是通過視覺這個渠道進入人腦的。想培養像大偵探一樣的觀察能力和分析能力，必須有一定的過程。那麼既然人的觀察能力是可以培養的，怎樣培養自己的觀察能力呢？第一，要有明確的觀察任務。在確定任務的時候，可以把總任務分解為一系列細小的、能夠逐步解決的任務。這樣可以避免知覺的偶然性和自發性，提高觀察的積極主動性。第二，觀察的成功主要依賴於具備一定的知識、經驗和技能。
俗話說：「誰看的最多，誰就知道的最多。」一位富有學識的考古學家，能夠在一片殘缺不全的雕刻碎片上，發現不少重要而有趣的東西，而一個門外漢，卻一無所得。第三，觀察應當有順序、有系統地進行，這樣才能看到事物各個部分之間的聯繫、關係，而不至於遺漏某些重要的特徵。第四，要設法使更多的感覺器官參與認識事物的活動。這樣一來，不僅可以獲得事物各方面的感性知識，而且所得到的印象也是深刻的。第五，觀察時應當做好記錄。這不僅對於收集和整理所觀察到的事實是十分必要和有益的，而且也是促進準確觀察的寶貴方法。達爾文那「在眾人之上」的觀察能力又表現在哪些方面呢？
那麼，我們再以達爾文為例怎麼才能具有如此神奇的觀察分析能力呢？
1.「永不忽視例外」的能力
達爾文重點考察的地區之一是加拉帕戈斯群島。這是一個東距南美大陸970千米的位於太平洋中的火山群島，由7個大島、23個小島和50個巖礁組成，陸地總面積7976平方千米。1835年，達爾文在這裡共考察了20多天，他有很多發現，其中一個最奇特的現象就是地雀的嘴巴。這個群島上的地雀，嘴巴有明顯區別的就有4種，此外，還有一些過渡類型的。
而最能表現達爾文精細觀察能力的，還是下面這個發現：
同樣是地雀屬的鳥兒，在不同的島上，鳥嘴的長短和粗細都各不相同，儘管這些島的相互距離都很近。這不但是以前的考察者從未發現過的現象，連達爾文在最初幾天也沒有注意到，以致他把最初幾天採集到的地雀標本都裝在一起，因時間不允許他再去重新採集，所以有幾隻地雀後來連達爾文本人也分不清是在哪個島上捕捉的。
上述這種現象是非常獨特的，但達爾文就是根據這些獨特的現象得出了不少有意義的結論。因此，他的兒子後來評價說，他父親有一種「永不忽視例外的能力……如果一件事實在表面上看來是不重要的或是同目前的工作沒有關係的？那很多人幾乎會不自覺地忽視它，並且會提出某種未加充分考慮的不能成為解釋的解釋。
正是這些事實被他抓住了作為出發點。」
我們知道，人們只有覺察到某種事物有意義，才會去注意這種事物；人們只有注意到了某種事物，才會去用心觀察這種事物。因此，能注意到任何值得注意的事，不僅是一種非凡的觀察力，而且是一種卓越的分析力和判斷力。顯然，這對人們有所發現、有所發明、有所創造是一種非常重要的能力。
一項偉大的發現發明，往往就是注意到了通常被人們所忽視的事物。如青黴素的發現，就是注意並觀察了一種極為常見的現象——潮濕的物體發霉長毛的現象；大陸漂移說的創立，則是從注意到世界地圖所描繪的大陸形狀開始的；一種新元素、一個新的基本粒子的發現，更有賴於發現者那敏銳的觀察能力和分析判斷能力，注意到任何能證明這種新元素新粒子存在的現象。
2.確定適當的目標
在普林斯頓大學的一次科學演講中有人將分析描述成：「實驗的過程不是毫無選擇的測量，它需要有小心具體的計劃。特別重要的，是要有一個適當的目標，以作為整個探索過程的嚮導。」這段話同樣適應於觀察。
科學觀察不能有任何成見，但也不能漫無目標。
達爾文在環球考察前當然並沒有產生什麼進化論的思想，也沒有很具體的目的，但他還是有一個實例作為這次考察的樣板，這就是英國著名地質學家賴爾對地質的考察和他所提出的「地質漸變論」。
在賴爾之前，地質學界流行的是居維葉的「突變論」。這種理論認為，地球歷史上曾經有過多次週期性的大災變，每次突然的災變都把地球上的生物全部滅絕，以後又由上帝重新創造出來。賴爾則認為，地球的變化是由自然界本身的因素，即風雨、火山、地震等因素的作用在漫長時間裡逐漸造成的。
究竟是「漸變論」正確，還是「突變論」正確，達爾文在考察之前並未作出抉擇。經過一段時間的考察後，達爾文自稱成了「賴爾理論的熱心信徒」，並決定把賴爾的《地質學原理》當作他環球考察的理論指南。因此，後來達爾文在他的《考察日記》一書的書名背頁寫道：「我把這本書的第二版呈獻給英國皇家學會會員查理士·賴爾先生，因為這本《考察日記》和我的其他著作之所以能夠被公認為具有重要的科學功績，正是由於學習了他的驚人名著——《地質學原理》。」可以說，從1831年環球考察以來，達爾文的中心目標，就是創建一種類似「地質漸變論」的生物學理論，以像他在《自傳》中所敘述的那樣：「在自然科學的宏大建築上添加一點極其微小的貢獻。」
顯然，如果沒有這樣的目標，達爾文不但不能成為偉大的科學家，而且他的觀察也不會那麼精細，那麼深入。
3.傑出的觀察