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创新思维与科技创新概论
作者:金义忠 来源: 发布时间:2014年06月11日 点击数:

概 述

思维的乐趣[1],其主旨散文就叫“思维的乐趣”。王小波被誉为“文坛之外的文坛高手”,睿智、幽默又特别真诚,禀赋过人、富有诗意。他极力建议和说服人们去享受思维的权利和乐趣,特别多次引用了英国哲学家罗素的名言:须知参差多态乃是幸福之本源。

走进思维的新区[2],这是早期全面、系统的创意思维科学训练方法的专著,我把创意思维也看作是创新思维。另有一本姐妹篇《走出思维的误区》。是的,走出思维的误区,才能真正走进思维的新区。

提倡思索》(来自《经济日报》),是诺贝尔物理学奖得主杨振宁教授在中科院50周年庆典上讲演,那篇新闻报道的题目。他坚信“思索可以了解世界”,他满怀激情地回顾了20世纪国际物理学界以共同思维、群体思维和先驱性思维为特点的那段震撼人心、催人泪下的思维历程。那个思维时代促使他走上了思维的不归路,他期待这种共同思维“将不断启发和带动思维的新生代”。

广义技术观新探》,本人写于退休之后的2000年,其中有篇社科性质的小型论文“思维即生命”,被某社科杂志采用。我认为人是善于思维的动物,我的这一定义与众说不同,人的思索才是前途之所系的强大生存武器。思维不是出自人的本能,而是出自人的本质和本性。思维是人最基本的生存能力,生命的象征和最不能被剥夺的权利,是追求创新和进步的原始驱动力。“思维即生命”作为格言被《中华名人格言》大型文献收录。

2009年,我在北京参加了中国仪器仪表学会主办的《TRIZ(萃智)科技创新方法培训班》,主教材是《发明是这样诞生的——TRIZ(萃智)理论全接触[3] “萃智”一词是“发明问题解决理论”的俄文字母缩写,为前苏联发明大师根里奇•阿奇舒勒创立,科技部和发改委于2008年发文在全国推广。这个培训班由天津大学精仪学院博导陈士俊教授主讲,采用他编写的《科技创新方法培训教材(1)[4]。本文的多数内容与文献[4]直接相关联。

 

创新思维概论

2.1  创新思维的属性

创新思维的本意就是具有创造性意识,应该是实践性的新学科,理应属于社会科学范畴。

哲学是Philo(爱)和Sophy(智慧)的结合,无疑当然是创新思维深厚的理论基础和最佳起点。如果抽象点说,创新思维就是要开动脑筋、开阔思路,增益智力、促进创新活动,而哲学在其中起着关键的引导和指引作用。

创新思维还很难说是一门概念明晰、体系完备的学科,就连名词、术语都很难统一。为方便论述和表达,本文以下内容采用创新思维的说法为主,创新包括创造,至少部分包括创造,也包括创意,也容许少数不一致的论述表达。

创新思维在物化思维成果之前,也可看作是心理过程,就和心理学这门历史悠久的学科发生了紧密的关系。人类的神奇力量来自头脑,来自创新思维。

创新思维既可以有物质性产品,更有精神性产品,如新假说、新概念、新观念、新思想等,这就是王小波所说那种“思维的乐趣”的根据。

2.2  创新思维的领域及内容

人的头脑能够思维,思维能产生创意,创意可物化成创新行动,创新就是一种行动,能够改变世界。

创新思维既有物质性的创造和创新,更应包括思维的全部领域,大至划分为以下五个方面[2]

(1)实物的发明和创新:如发明专利、各种新技术、新产品;

(2)解决现实问题的新对策:如中学正开展的新课程改革;

(3)制度的创新:例如新的质量模式、生产模式和营销模式等。我曾在1992年力排众议创造了分析系统工程部的一体化生产组织形式,因绩效显著而被坚持至今;

(4)纯理论的构想:如吴良庸院士的人居环境科学理念,著有《广义建筑学》和《人居环境导论》。我于1999年定义了“广义技术观”,并撰写了《广义技术观》、《广义技术观新探》两本论文集;

(5)主观认识和个人态度方面的新变化:如探索出观察事物的新视角和新的行为方式等,如本文建议的“创新启蒙教育”。

美国著名投资大师沃伦·巴菲特和比尔·盖茨在1998年的一次电视对话上,特别强调他的忠告:“不要陷入你自己的方式”。

2.3  创新思维的优化训练

虽然说思维出自人的本质和本性,但创新思维却不是天生的,优秀的创新思维必须经过优化训练和长期实践。

超越理性和综合性(注意“综合”一词),超越时间和空间,即所谓“穿越性”,是人类思维最基本的特质,也是思维能产生创意和创新的根本原因。

所谓发明和创新,就是面对的事物和问题与别人相同,但观察的视角和思考的内容可以不同,构想出的事物与别人更是大不相同。

有些人的思维跨度大,能够海阔天空地联想,这是思维的广度

有些人的思维很深刻,能够追根寻源,这是思维的深度

有些人的思维敢于挑战权威,胆气袭人,这是思维的力度

有些人的思维能够跨越时空,这是思维的持续性

2.4  思维惯常定势的质疑

每个人、不论大小的集体,都会在一定的时间周期和主客观条件下形成自己所惯用的、格式化的思考模型,总是沿着特定的思维路径思考和处理问题,这就形成了思维的惯常定势,它具有很大的历史惯性。形式化结构和强大惯性是它的两大特点,一旦定型,就很难改变,有时需要花非常高昂的代价。

科学的最基本态度之一就是疑问,科学的最基本精神之一就是批判。[5]对思维惯常定势的质疑,可看作是创新思维的最佳起点。[2]

(1)权威定势,包括权威人士和特权造成的权威定势:如高速公路收费,每年的高考,其实都早就怨声鼎沸于道,有关部门偶作姿态,鲜有作为。

(2)从众定势,即团体思维定势:入乡随俗,随大流,这就是基层民众最直白的表现。社会生活实践表明,不从众的人会受到群体的排挤和攻击,甚至会受到领导的迫害。

(3)唯经验定势:任何经验都有时效性和局限性,有些经验具有狭隘性,会束缚思维的广度。我从事的在线气体分析专业,受“能够用”(其实是带“病”勉强能够用)的经验定势束缚,探头过滤器的过滤精度40年来始终停留在20um左右,其实先进技术早在20年前就发展提高到了0.3um。

(4)唯书本定势:毛泽东的《反对本本主义》,对此有一定的针对性。

近代科学思想的鼻祖培根说:“知识就是力量”。当硕士研究生都找不到工作之际,必然怀疑知识就是力量。其实问题出在将“知识就是力量”这句话绝对化了,把知识理解为学历所代表的书本知识又太片面化了。

任何知识,都应上升为智慧,再升华为创新能力,再进一步物化成具体的物质或精神成果,此时的知识就真的有力量了。

(5)非理性定势:一些人很容易受情绪支配甚至控制,最终酿成严重后果。非理性包括感情、欲望、情绪、冲动、潜意识等诸多方面的因素。

人有理性与非理性双重性,关键是用科学的理性精神去抑制和克服非理性行为,创新思维就意味着某种舍弃,大胆放弃,才能去开辟新领域。

现实社会的流行词“转型”、“转变”、“转轨”,都有放弃原来非理性东西(包括观念和行为)的复杂内涵。惯常定势思维阻碍创新思维和创新能力的发挥,唯有违反或超过这种思维的惯常定势,才有可能激发和强化创新思维。

 

创新教育概论

3.1  创新教育的定义及内涵

 “创新教育”(同时也有创造教育的内涵)是指对所有人施以教育和影响,使他们一个个独立的个体,能以积极向上的心态,敢于否定旧事物,提出新的思路,创造出新事物;使他们能积极调动已有的知识和经验,善于发现和认识有意义的新知识、新思想、新事物、新概念、新方法、新技术,掌握其中蕴含的基本规律,尝试不断解决新问题,同化新知识,并具备相应的能力,为将来成为创新型人才建立全面的基础。”[4创新教育具有新颖性、效用性、继承性和时代性等特点。

3.2  创新活动的主体和主力

我国建设创新型国家的发展战略,企业是创新活动的主体,企业的工程师无疑就是创新活动的主力,他们是技术改进与技术集成者,其主要职责是创造性地设计和创造性地解决技术问题。

技术发明活动的主体是个体(或组织),人人都可以搞发明。

3.3  创新教育与传统教育的区别[4]

创 新 教 育

传 统 教 育

1

激励学生主动地获取知识。

学生被动地接受教育。

2

强调学生获取、筛选、利用信息。

强调学生储存、积累信息。

3

提倡学生探索众多的答案和设计方案,由学生判断、选择和决策。

给学生现存、唯一的标准答案。

4

注重学生发散思维的培训。

注重学生集中思维的培训。

5

注重学生思维和实践过程,即“过程性教育”。

注重思维结果,即“结论性教育”。

6

注重培养解决模糊领域问题的人才,即培养“生产知识者”。

注重培养解决精确领域问题的人才,即培养“知识吸收者”。

7

强调教育的差异性,是对学生进行高标准的选择性突破。

强调教育的统一性,是对学生进行低标准的全面平推。

8

研究未来的发展超势。

研究现存的传统规范。

9

注重培养学生对未来社会的应变能力。

强调学生对当今社会的适应能力。

10

强调应变和发展,培养“创新型”、“素质型”人才。

强调模仿与继承,培养“应试型”、“知识型”人才。

11

强调和立足于学生“一生的发展”,突出创新能力。

强调层层“考试过关“,突出”应试能力”。

 

从上表可见,创新教育绝不是一种权宜之计的改良,而是为了教育和培养出完全不同的具有优秀创新能力的创新人才。

3.4  创新教育面向21世纪

创新能力是21世纪综合素质之首位,是面对社会挑战的必备的基本能力。下岗失业的威胁,就业难的巨大压力,都凸显通过创新教育与培训提高个体创新能力的必要性、重要性和紧迫性。创新教育就是要根据创新理论、培养具有一定的创新意识、创新思维、创新能力及敢于创新的个性,使之发展出创新能力,直至创新能力系统。

提高创新能力并非高不可攀,首先要破除创新的神秘感,增强自信心,培养创新意识、创新个性;有创新的愿望、冲动和动机;加强创新思维的训练,熟悉和掌握必要的创新技法。

创新过程的关键环节是创新思维,此处的创新思维可理解为多种思维形式的辩证综合。(注意“综合”一词)

 

创新人才概论

4.1  创新人才的创新能力特征

情感和情商是非智力因素,但并不是不重要,创新和创造在谋划和启动时,常表现为是跨行越界的份外工作和额外负担,怕吃亏、嫌麻烦的人绝不会自愿沾边参与。

智力和智商是智力因素,但智力再高也是一般能力,是所有活动中的共性因素。智商高当然能提高创新能力,在人的一生成就中也仅占20%的作用而已。

创新能力才是特殊能力,是创新和创造性活动中的必要因素。创造力不是孤立的能力,而是包括很多非智力因素,如理念,特别是核心理念对创新能力就有特别重要的支撑作用。

4.2  创新人才的智力结构

创新人才智力结构的核心是创新思维能力,其它相关能力因素还有观察力、记忆力、想象力、表达力和自控能力等,以上这些能力相互成网络状连系,并相互作用和互动,构成智力的一般结构。

创新思维能力最显著的作用是能够使整个智力结构发挥出整体性、爆发性、超越性的创新成功。

4.3  创新人才的自我设计

创新人才的自我设计是一种受创新驱动的主动性设计,而不是接受领导安排的被动性设计。

依我的经验和体会,这种自我设计应该是一个较完整的创新体系(个人创新体系),其中创新平台最为关键。你所承担的艰巨工作及职务,大型科研项目,对你都可理解为绝不可缺的创新平台。在此创新平台上,其它还有专业基础知识、创新技能及方法,信息及资源,科学的理性精神、以创新思维为核心的智力结构等。

这种个人创新体系的整体表现就是个人潜能的充分发挥和创新能力的大幅提升。个人创新体系及创新平台都是定义得很好的概念,我的《探索创新体系》论文曾获中国管理科学研究院学术委员会2000年度优秀论文二等奖。

美国关于创造方法和技巧的研究称为“创造工程”,我的《仪器科学创新人才研讨会》应征论文“创造技术专家的创造工程”,探讨了创新人才的全面设计及实践。

4.4  创新能力构成综合能力系统

创新能力是在人心理活动最高水平上所实现的综合能力,它是保证创新活动得以实现的诸多能力和各种积极的个性心理特征的有机结合,它表现为一种“综合能力系统”,而决不是一种单一平庸的能力。

综合能力可包括如下要素:[4]

=          对所研究的问题有综合概括的敏感性,有旺盛的创新意识;

=          创新思维流畅,包括观念流畅、联想流畅和表达流畅等;

=          敏捷和灵活,弃旧图新,开创不同维度方向的能力;

=          不按常规走路的独创性,执着又坚持到底的精神;

=          重新定义的能力和重新组织的能力;

=          精益求精,做到最好,有超越性和综合性。

综合能力系统虽然包括智力因素和非智力因素,但起核心作用的关键因素还是创新思维

换一种表达方法,综合能力系统理应包括信息和资源能力,各种心理能力,抓住机遇和选题能力,系统决策能力和务实操作能力,以及产业化能力和工程能力等等,从而构成整体上的创新能力。

 

创新方法概论

自从美国人奥斯本在1938年首创智力激励法以来,新的创新技法层出不穷,现在世界上的创新技法多达300多种,比较常见的也有40多种,最常用、最实用、最重要,我也有些实践体会的创新技法,主要有如下三种:

5.1  联想类比法

理论物理学大师、爱因期坦的同事约翰•阿奇博尔德•惠勒从事科学研究的方法是“类比引发洞见”。文学大师钱钟书独创古今中外各类文体的“打通研究”,解释他自己做学问的诀窍就是“能联想”。我将两者合并起来就是“联想和类比”,后来果然从文献3中查到“联想类比法”的创新方法,使我感叹人类智慧的神密相通。我买过一件很难打湿水的“纳米衬衣”,我就想将节能减排环保专业用途的探头过滤器创新成疏水型的(这就是联想类比法),经过不长时间的努力,终获成功,成为本专业的第一家,进而取得了一项实用新型专利。因此,可以说是联想类比法引发了创新。

由于构建了庞大完整的联想类比机制,阿奇舒勒使TRIZ(萃智)以全新的创新方案,高效完成发明问题解决理论,才使前苏联在冷战的困难环境中,科技和军工两方面都能大获成功。

5.2  集成创新法

集成创新法是我的设计和定义,它包括文献[4]所述的“组合创新法”和“系统探求法

集成创新法比组合创新法、集成探求法的内涵更丰富。我所从事的环保在线气体分析专业,其主导产品是在线分析系统,就是集成创新的产物。早在1992年,我“舌战群儒”定义了“过程分析成套系统”,即现在的“在线分析系统”。现在在线分析系统已成为国内外在线分析技术发展的主流。我国仪器仪表创始人之一,分析仪器行业的创始人和带头人朱良漪教授将在线分析技术与自动化的系统集成(注意:“集成”一词),定位为“21世纪的前沿技术”。

我在技术实践中总结出“综合即创造”的经验之谈,后来在“组合创新法”中也找到了“综合即创造”的结论性表达,再次证明人类智慧的相通。

5.3  群体智慧法

群体智慧法就是通过多人集体讨论或书面深入交流,相互启迪,激发灵感,从而起到创造性思维的连锁反应,形成综合创新思维的一种方法。这也就是杨振宁教授所提倡的共同思维或群体思维。

现实很流行的作法是打造专家人才团队,每个成员或许都不够格当专家,但整体团队都能够成为某行业、某专业、某细分领域的专家人才团队。

创新思维就是要把貌似完全不可能的事情,变成可能的现实,其中综合谋划和务实操作甚为关键。

 

技术创新还需要创新启蒙

6.1  引入创新启蒙的创新概念

新开馆的国家博物馆正推出首个国际交流大展:《启蒙的艺术》,该展由中国国家博物馆和德国柏林国家博物馆等联合举办,展览以启蒙为主题,以启蒙为切入点。虽说是一个大型艺术展,其580件艺术精品能够集中展示“启蒙之光如何照亮了18世纪欧洲的艺术、哲学和科学等领域”,我参观这一展览后,受到很大的震撼和启发,已将其中的一些核心观念引用到本论文中。

启蒙是一个普遍性的哲学概念,哲学家康德这样回答什么是启蒙:“启蒙指的是人类走出自我束缚的蒙昧状态”。

由艺术启蒙到创新启蒙,完全可看作是一种类比和联想,“创新启蒙”可能又是我的一个定义得不错的创新概念,创新启蒙教育对青年未来的发展,定有重要贡献。

6.2  带动思维的新生代

杨振宁教授在那篇《提倡思维》的主题演讲中,期待他的那种共同思维“将不断启发和带动思维的新生代”。这样的新生代必然有惊世骇俗的创新思维能力,他们定会在现在的青年人中成长起来,青年人独立思考的精神和习惯值得保护和鼓励,他们应该获得过“创新启蒙”、心智开悟的机会

6.3  教育的最终目的

著名学者、哲学家李泽厚在他的《该中国哲学登场了》书中,他从“哲学研究什么?”角度,发表了他关于教育目的的新观点:[6]

教育的最终目的是使人全面发展,这包括片面发展独特的潜能。”“我以为未来世纪的教育,是要真正发现和发挥每个人潜在的能力,实现每个人的‘全面发展’。也包括各自特长的片面发展在内,只要身心健康,片面发展也是一种全面。这种发展才是人生最大的愉快——教育要以此为目的。”

 

创新思维促进技术创新的实例

1972年,我结束长期当工人的经历,承担磁力式氧分析器研发的电器设计工作。遵从经典的平衡对称设计原则,稳压电源却始终不稳定,在观察、记录、分析、联想的基础上(注意这是语文功夫),采取逆向思维(注意这就是创新思维),改变一个原来所用电阻的阻值,人为破坏原来那种表面上的平衡对称(事实上本来就不平衡和对称),达到本质上的真实平衡和对称,终于大获成功。1976年发表第一篇有独创性的科技论文“直流稳压电源的综合温度补偿”,成为在技术杂志上使用综合一词及其创新概念的第一人。磁力式氧分析器因填补国内空白,获78年首届全国科学大会奖励。

后来,我又独辟蹊径研究敏感元件组成的惠斯通电桥的稳定性(这是思维的广度),仍然是采用一个电阻并合理调整其阻值的创新方法,研究出了最稳定的敏感电阻电桥(国内外范围比较),解决了多个系列气体分析仪器的稳定性质量难题,并撰写出多篇科技论文,从而成为自己的一门绝技。(说明创新思维和创新方法可以多次重复应用,说明已具备了思维的深度)

再经长期的技术研发实践和工程实践,1998年提出了“综合就是创造”的技术观点,2006年拟出“综合即创造”的格言,被《中国名人格言》大型文献采用。(说明有了思维的力度)如果说技术专家都会有自己的技术观和方法论的话,我的技术观就是“广义技术观”,适合所有专业的技术观,我的方法论就是“综合的方法论”。我这两方面似乎都与众不同。

“TRIZ(萃智)科技创新方法培训班”的培训教材(1)的组合创新法中竟有“综合即创造”的结论性表达,已成为经典的创新方法,这使我信心大增,觉得是创新思维使我无意中攀登上了创新思维的智慧高地。

2010年11月,在《中国第三届在线分析仪器应用及发展(北京)国际论坛》上,我作了“在线分析系统工程应用协调运行的综合研究”的主题报告,得到了广泛关注和肯定。

从1976年在第一篇论文中采用“综合”一词,到2010年再用“综合”一词,间隔34年,其间的八十余篇论文或多或少都与“综合”概念有关,就连写文学性散文也是“综合性散文”,后期论文自然也有“综合性论文”的气质和底蕴。本文正是这样的综合性议论文或社科论文。(说明有了思维的持续性)

创新思维促进了我一生的发展,创新思维使我走上了创新的不归路,也将伴随我的后半生,并成为我永远都不会退休的工作。

 

不是结论的感悟

创新思维是应对未来挑战的优势资源,起码也是具有长期潜在优势的资源。

本文表达的核心理念是对人以及人“一生发展”的强调,对创新价值的强调。

2011年6月

 

参 考 文 献

1   王小波.《思维的乐趣》,北岳文艺出版社,1996

2   梁良良.《走进思维的新区》,中央编译出版社,1996

3   杨清亮.《发明是这样诞生的——TRIZ(萃智)理论全接触》,机械工业出版社,2006

4   陈士俊.《科技创新方法培训教材(1)》,天津大学,2009

5  [英]保罗•戴维斯.《上帝与新物理学》,湖南科学技术出版社,2007

6   李泽厚.《该中国哲学登场了》,上海译文出版社,2011

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