最近关于创新体制,诺贝尔奖的讨论比较多,我也同意曹聪博主关于中国得了诺贝尔奖焦虑症的结论(http://blog.sciencenet.cn/blog-45671-739378.html)(当然在世界上任何国家,发展到一定阶段,都渴望被认可,尤其是在最高端比赛上得到好成绩。)。赵斌博主给出了一个建议,在大学养成好的学习习惯和理念(http://blog.sciencenet.cn/blog-502444-739165.html),我也大体认同,但是总感觉我们缺的不是这些东西,到底是什么让我们那么急功近利,那么追逐热门?我想并不是我们的知识欠缺,因为我们可以消化所有的资料并且能够运用到产品上。但是我们却提不出好的理论、方法和系统方案。其本质的原因到底是什么呢?我想可能更深层次来自于我们没有培养起有利于创新的思维方式,没有掌握更加科学的思维方法。尽管查了一些资料,但是都觉得没有全面的分析这个问题。当然也有一些书系统的讨论,比如怀特海的《思维方式》,以及关于各种思维方式的总结。个人以为针对中国人的思维方式,我还没有见到非常深入系统的讨论。
正如百度百科中写道:“思维方式是人们大脑活动的内在程式,它对人们的言行起决定性作用。”正是我们的思维方式导致了我们的行为结果不那么理想,未来如果我们要有所突破,也一定是在思维方式上有所提高而得到更好地结果。人并不是生来就具有思维能力,思维能力是后天的学习结果,是人和外界活动以及知识互动的结果。这样一来,人的思维方式就离不开具体环境、特定的历史时期、一定的社会教育模式以及人类的总体知识水平。这是个迄今还不能完全明确的一个课题,涉及到诸多学科,包括生理学、心理学等,现在各国关于脑计划的研究风起云涌,但是这个课题在可预期的20年内恐怕不能得到充分的解决。个人以为,创新的过程是各种思维方式的综合运用,在特定的时间空间和知识体系内发挥了综合作用,从而得到了最好的效果。
我们虽然无时无刻都在利用思维模式或者思维方法,但是我们每一个人很少在自觉地训练或者调整自己的思维方法,大多数还是属于朴素的本能的利用自己的思维能力,这就限制了我们每个人去充分的挖掘自己的潜力。下面几点关于科学研究的思维模式也许能够有所启发。
模式一、直线思维
直线思维是人们最常使用的思维方式,也是最简单和最本能的方式。这种思维的方式就是用直线去理解当前的状态。从当前点出发,用刚发生过的事情建立方向,用直线去预测结果。这种思维的好处是,人比较省力,用起来很简单,从人类节约自身体力角度看,这是最佳选择。但是这种直线思维有好处,也有很大的坏处。当未来趋向于变化尤其是剧烈变化的时候,直线思维的结果就产生很大的偏差。比如,农民种菜养猪种庄稼,一窝蜂,都是因为去年或者在过于的某个时期,某种产品的价格提高了,产生了很大的利润,因此,预测未来会继续高价格。从表面看,这是显然不对的命题,尤其是当大家都用类似的思维的时候,就产生了撞车现象。这种对于有众多思维集成得到的结果不适合直线思维。对于科研也是如此,热门的科研让人看到了效益,于是所有人都趋利性的追逐热门,自然也会产生撞车现象。但是直线思维也有其好处,就是不会产生对现实的过度解读。中国人很奇怪,很多很简单的事情反而想的复杂了,比如,关于人际关系构成的社会问题,中国人很少采用直线思维,而是充分挖掘历史,过度解读当前,形成了集体焦虑。对于社会关系来说,直线思维形成简单的契约社会,人和人之间没有复杂的心理暗示。因此,正确的使用直线思维就很重要。
模式二、逆向思维
逆向思维是讨论比较多的一种思维方式,顾名思义,就是按照当前的反方向思考。其目的是否定当前的状态,向相反的方向寻找目标。这种思维在年轻人成长的过程中都会遇到,就是我们常说的叛逆期。也许当前遇到的问题或者路线是正确的,在刻意的逆向思维上也要假设为不正确。但是,一旦人过了叛逆期,逆向思维并不能持久的保留。大多数人会发现,逆向思维的结果充满了风险,从规避风险的角度看,人的所谓成熟之后,消除了逆向思维能力,就是为了降低风险。但是对于科学研究来说,逆向思维是必不可少的。当所有人肯定或者否定一个命题的时候,就形成了一种集体意识,这种集体意识的能力可以压倒绝大多数人的判断力,从而不敢用逆向思维,生怕由此产生严重不良后果。对于科学研究来说,采用逆向思维的同时,需要提前预估好风险,在可接受的情况下,采用逆向思维的结果。这就能够解释为什么早期那些大科学家都要有一个宽裕的条件,不光是为了做实验,更多的在于能够抵抗风险。穷人经不起折腾,一点点风险都可能导致生命的结束,因此在苦难中长大的人,往往逆向思维能力较弱,就是因为对于风险带来的后果更加敏感。
模式三、差异思维
差异思维类似于逆向思维,但是有所差别。差异思维强调的是,即便当前的状态或者命题是正确的,也可以另辟蹊径,寻找不同的路线。这种思维方法对于科研是非常有意义的。我们常说条条道路通罗马,就是这个意思,通往问题最终解决的技术路线肯定不止一条。就好比,通往山顶的道路很少只有一条,而不同的道路的代价是不同的。中国的学生在差异性思维方面得到的训练是很弱的,甚至是刻意规避差异思维。因为我们的考试制度规定只能有一个标准答案,其他逻辑等价的答案可能都不给分,这就导致我们的思维故意给每一个问题都只保留一个选择。我想,这是阻碍我们进行创新的致命弱点。差异性思维对于科研方向和技术路线的选择是至关重要的。
模式四、跳跃思维
跳跃性思维顾名思义,并不是按部就班的思考,而是间断性的向某个方向跳起并落下。这在科研难题的突破上是非常重要的。在很多情况下,一个难题往往不能直接看到解决方案,其原因在于解决方案离当下有一个小小的鸿沟不容易跨越,如果按部就班可能就掉入了鸿沟。但是跳跃思维可以跨过小小的鸿沟,达到新的道路。但是跳跃性思维要求人具有很强的活力,也就是大脑的活动能力较高,思维过程可以跳起来,并不是每一个人都能做到的,必须保持旺盛的精力和脑力。这种能力的外在表现就是异想天开,有时候灵,有时候不灵,但是对于科研来说,没有跳跃性思维,就只能解决一些逻辑上复杂,而思路上平凡的课题。很多中国学者都属于缺少跳跃性思维,而只能帮别人解复杂问题的科学工匠。
模式五、归纳思维
归纳思维是一种人对外界信息处理的手段。我们经常看到很多学习很刻苦的同学,学习成绩和效果并不理想,其原因就在于不善于归纳总结。同样的错误需要犯3次以上,甚至无数次(这种学生按照孔子的说法,就是不能教,需要用棒喝手段才行)。这样的同学就是缺少归纳思维。事实上,归纳思维的恰当利用,能够在短时间内对复杂的信息建立各种模式,只要熟记几个简单的模式,就达到了对无穷多个可能的事实的掌握。这种思维也并不是每一个人都具备的。很多人能够很快的学习,就是因为归纳思维运用得当。当然归纳思维也存在误区,就是过度归纳。人的经验总是有限的,未知的总是无限的,有限的思维导致有限的模式,生搬硬套式的归纳并直接应用可能导致教条主义或者经验主义。
模式六、跨跃思维
跨跃思维类似于跳跃思维,但是跳跃思维具有随机性,而跨跃思维则是能够直接看到正确的方向。在王元写的《华罗庚》书中,多次提到华罗庚具有一种直接思维能力,这种直接思维不同于直线思维,而是能够绕过中间的某些障碍,好比,能够看到山后的景色。那个超级聪明的印度数学家之所以虽然年轻,就被哈代一生印象深刻,其原因也在于超强的跨跃思维能力。这种能力还不能被人真正的了解,我们只能看到有些人具备,但是如何培养,如何提高,还不得而知。不过我们总把这种具有跨跃思维能力的人称为天才。当然,我们几乎所有人都不能是天才。
文章 科研创新的基础:思维方式 (http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39416&do=blog&id=739465) 中谈到了几种很容易想到的思维方式,还有一些思维方式不容易发现或者掌握,下面的讨论仅供参考:
模式七、并行思维
思维从一开始训练就是从一件事情开始,加上大脑自身的输入输出能力弱(参见 《失败的理论》)的特点,先完成一件事情,然后再开始另外一件事情是自然选择,也是人的本能。但是当一个人开始负责一个团队,或者从事非常复杂系统性问题的研究时,这种思维模式就不能适应,这时候必须学会同时思考几件事情。当然并不是我们拥有了多核的大脑,而是在不同的课题之间进行快速的切换。比如,在某个时刻思考一个问题,过了一个小时或者半个小时,换另外一个完全不同的课题进行思考。这种来回切换,并且让课题不间断的能力,就是并行思维。一般来说,大多数研究生习惯于串行思维,但是忽视了并行思维能力的培养。我们可能需要强迫自己去适应同时思考多个课题,以锻炼出更高的能力,为未来可能的重要岗位打下基础。
模式八、风筝思维
很多时候,我们都希望一个课题能够一气呵成,但是往往并不如人意,我们手里稍微复杂的课题都需要成年累月的不断积累,最终才能得到相对满意的答案。在这种复杂课题的研究过程中,我们不能希望每天都专心思考同一个问题,因为复杂问题往往有多个技术点需要突破,而这些技术点并不能完全孤立的思考,因此我们就需要学会放风筝一样,先放下一个课题,关注另一个课题,过段时间回头再思考前一个课题。这种思考方式和放风筝有异曲同工之妙,看似飞远了,实际上还有根线紧紧的抓在手中。又拉又放,又松又紧,这是很多复杂课题的有效思考方式。抓的太紧,很容易陷入惯性思维,放得太松,课题得不到有效的进展。如果希望做一个需要持久思考的课题,这种风筝思维似乎是非常必要的。
模式九、灵感思维
灵感是我们不陌生的概念,这是一种思维在某个瞬间突然有了突破,而后续只不过是技术性的工作,往往对于课题的进步具有重要意义。历史上许多重大突破都有灵感的帮助。但是灵感迄今为止还不能说的很清楚,这是潜意识思考的一种表现。庞加莱在他的《科学与方法》一书中做了有意思的讨论,甚至建立了一种模型。我也在另外一篇博客中进行了讨论,欢迎参考。科学创新的主要方式:潜意识思考 (http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39416&do=blog&id=417217)
模式十、激情思维
激情思维类似于灵感思维,但是有所不同,灵感思维往往是一个点上的突破,就是一个思路上的进展,而激情思维则是思维的大规模溢出。比如一个作曲家能够在极短时间内作出一部交响乐,这不是简单的灵感能够完成的,而是整个技能、情绪以及潜意识思考的综合集成。对于音乐、美术和艺术的其他的门类来说,激情思维是精华作品的主要形式。工匠式的按部就班的结果往往是平庸的,中规中矩的,而激情思考的结果往往是一个人的创作顶峰。在很多时候,激情思考的作品甚至超出了创作人自己的意料,甚至很难重复。这种思维方式是我们非常想要的,但是迄今为止,还不能人为的控制。我们只能不断地积累技能,不断地接受有效信息的刺激,不断地调整自身的状态,以期忘那个创作高峰的到来。我们也经常看到作家和艺术家因为找不到激情思维的状态而苦恼,甚至自杀。
模式十一、实验思维
实验思维应该也算是常见的一种思考方法,下棋的人往往采用这种思维方式,表面看这是一种逻辑思维,实际上,并不是逻辑在起作用,而是将所有的可能进行一遍计算,从中筛选出最佳路线。我们编程序,或者推导一些问题,有时候需要用到实验思维。并不需要将所有的可能都变成纸面,然后再去挑选,在大脑中就已经进行了类似操作。最终看起来是顺手拈来,实际上筛选的过程早已经完成。对于军事家来说,也是如此,一个大的战役会有不同的情况都有可能发生,作为指挥员必须考虑到所有的情况。这种实验思维的方式要求我们能够快速的遍历所有的可能,要求我们对于情况非常的了解。这是一种虚拟的快速处理能力。大多数时候,我们不具备这个能力。比如我们下棋,往往是看不到很多步,而专业的棋手往往能够看到更多步骤,这种计算能力是非常有意义的。
模式十二、内证思维
内证这个词来自于中医诊断。中医看病往往并不借助(早期中医本身也没有什么高级工具)复杂的手段进行诊断,但是即便是很小的一个病,也要考虑很多因素,比如个体的情况,药的性质等,一个好的处方是内证思考的结果。对于内证思维讨论较多的可以参考刘力红的《思考中医》。这种思维能力有别于实验思维,是一种虚拟实验加上感性的认知的综合结果,由于理解不深入,不做讨论。
模式十三、入定思维
入定是禅宗常见的现象,从佛经上能够知道,禅定或者入定要求一个人完全排除五蕴(色受想行识)的干扰,进入一种特殊的状态,在这种状态下似乎能够得到很多在清醒状态下得不到的信息和结果。除了神话小说外,《水浒》中也有类似的描述。鲁智深在五台山喝酒吃狗肉,闯了祸,普通的和尚们容不下这个捣蛋虫,方丈入定了之后,告诉他们,此人将来境界颇高。这种入定即便在佛教界,似乎也是普通人达不到的。只能意会,不知道如何进入。戒除五蕴的干扰对我等俗人来说,也只能做个梦吧。当然,如果能够把这种近乎传奇的思考方式纳入科研中,不知道会不会立刻得到诺贝尔奖级别的成果,等候更高明人物来证明。
上述十几种思维方式并不能完全覆盖科研中所需要的有效思维方式,但是如果我们能够身体力行其中一部分,也可能会比无意识的本能的胡乱摸索来的有效。正如有些读者在上一篇文章中留言,一个科研成果的创新,往往需要许许多多种思维模式的综合利用。但是,写本文的目的在于,让我们能够认识到思维的方式有很多种,各种方式之间有差别,但是又各自有自己的价值。至于有些读者说,如何进行有意识的训练这些思维,这还是个现实中的难题。有些简单的思维模式是可以经过过程训练而得到快速提高,这在教育心理学中有所阐述。但是一些高级思维模式,如激情思维和内证思维等,其机理还不为人知,更不能谈如何训练。我们只能不断的自我感悟,自我训练,也许不知道哪条路是正确的训练之路,但是不停的思考思维模式如何训练,往往总会有所收益。在我们低头做科研的过程中,似乎可以拿出一点时间,思考一下自己的思维方式是否真正确。
联系客服