在科學認識和創造中，科學家從事歸納、演繹、分析、綜合等邏輯思維的同時，貫穿著非邏輯的思維，即創造性思維，如靈感、直覺、想象等。這些創造性思維架起了科學家採擷重大科學成果的“雲梯”。

古希臘哲人和數學大師畢達戈拉斯，有一次走過一家打鐵場時，為非常有節奏的打鐵聲所吸引，於是走上前去，竟意外發現鐵錘的大小、重量及敲擊的輕重程度，都與打鐵發出的諧音有一種確定的比例關係。由此畢達戈拉斯認識到音樂的和諧與數學的比率可能是相關的。

一個著名的故事說，牛頓在沃爾斯索普的果園中碰巧看見一個蘋果從樹上掉下來，一瞬間一個念頭閃過他的腦際：為什麼蘋果往下落，而不是往天上去呢？既然蘋果往下落，那麼為什麼月亮不掉下來呢？由此，牛頓得出了“重力”的概念，進而發現萬有引力定律。

德國化學家凱庫勒在公共馬車上打瞌睡時勾勒出了碳鏈結構式。更令人驚訝的是，在1865年的一天晚上，他在根特的書房裡寫教科書，不知不覺在火爐邊打起瞌睡，迷迷糊糊地睡著了。夢裡他看見碳原子像爐中柴火一樣閃著火星，在眼前飛舞，又突然連結起來，猶如蛇一樣彎曲盤繞，咬住了自己的“尾巴”，旋轉扭動。凱庫勒從夢中驚醒，化了整夜的工夫整理，於是苯分子的六角環狀結構誕生了。凱庫勒在睡夢中獲得靈感從而導致科學發現，成為科學史上廣為流傳的佳話。