想象力创新名人事例
篇一:梦﹒想象,创新
梦﹒想象.创新——由引力波引出的话题
张华清
【张华清,山东省首批“齐鲁名师”,山东省特级教师,山东省教学先进个人,山东省中学语文优秀教师,市级有突出贡献的中青年专家,国家级骨干教师,全国优秀实验教师,全国优秀教育园丁。山东省中学语文教学研究专业委员会理事,国家级教研员。】
一
美国科学家宣布探测到引力波,给世界带来震撼和惊喜,也进一步证明了爱因斯坦的伟大。此消息一出,立马惊动国人,但很快大家关注的对象就不再仅仅是引力波,而是与此有关的一位民间科技人士——郭英森。
随即,郭先生五年前参加的一档节目被灵通人士挖掘出来,并在微信圈里疯传。看过之后,内心真的是五味杂陈。郭先生虽是初中文凭,虽是下岗工人,可他有自己的兴趣——思考相对论、引力波等物理原理。尽管称不上什么“研究”,可也有自己的观点,甚至还推导出所谓的“公式”。如此一位“痴迷”科学的人,面对的竟多是怀疑目光和嘲讽的语言。站在舞台中央的他,不仅受到主持人的一再阻拦发言,还受到主持人对嘉宾的再三撺掇夹击。而那些嘉宾大咖或视他为骗子,或视他为疯子,要么抢白、阻止,不让其阐述完整的意见,要么讥笑、打趣,让他“悬崖勒马”,呼喊“赶紧救人”。仅有少数嘉宾正眼看待,并给予鼓励。但这也被淹没在周围的嘲笑里了。
一个正常的想法,何以招来如此骇人的非议、围攻?因为他脱离实际?试问哪一项科学发明在成功之前是现实?尤其是前沿高端的发明更非如此!潜艇诞生之前很久,就在凡尔纳作品中出现。而基地的首次建成,也是在科幻作品之后若干年。因为学历低?可爱迪生也不过是上过三个月小学而被老师赶出校门的“愚笨者”。因为他是下岗工人?而北宋的毕昇一开始也只是一个小小的“书肆刻工”。因为他年龄过大?或许他们认为他业已定型,这种身份应该安心过好日子,照顾好家庭,出来显摆纯属瞎折腾。试想如果是一位中(小)学生在现场说出这种想法,那肯定是群情激昂,赞誉有加。孩子有梦想,天真可爱;成人有梦想,不务正业。戴着有色眼镜看人,揣着偏见待人,结果也只能如此。实际上,后三者根本不能成为阻止其产生梦想的理由,换句话说,任何人都可以有梦想,任何人也都能够有梦想。而所有梦想,又都是超越现实的,甚至是荒诞不经、不可思议。至于他提及的专家言论“中国诺贝尔奖首先来自民间”,不管有无出处,现实多少都有一点体现:莫言原始学历也仅仅是小学,屠呦呦是名副其实的“三无”专家。因此,作为学历低、身份微、年龄大的郭先生,无论梦想多么离奇、多么出格、多么不着边际,都不应该成为讥讽嘲笑的对象。相反,在这个功利至上、利欲熏心的社会中,他得到的应该尊重、应该是颂扬、应该是掌声。
首先,他是一个人。尽管位卑人微,却是一个独立的个体。与你我一样,都是社会中的一员。大家相互平等,同时都有着自我尊严。尊重他人的尊严、尊重他人的权利、尊重他人的生命,也是对自己的尊重。
其次,他是一个爱做梦的人。赶上“中国梦”的时代,怀揣梦想是应该的,也是必须的。曾听一位大学教授说:“有时候,傻想也是一种幸福。”为此,我还以此写过一篇《老师,你傻想了吗》。他有做梦的自由,他有做梦的权利。只是他的梦想大了些而已,可古语不是说“法乎上,得其中”吗?名人不是言“目标越高,动力越大”吗?何况,他再大的梦想,也没有给别人带来不便,造成危害!
最后,他是一个不图安逸、善于思考的追梦人。世上爱做梦的人太多,真正追梦的人却很少,而能在浮躁喧嚣的环境中沉下心深思考的追梦人则少之又少。夸父逐日,可歌可泣!
颜回窘困,“不改其乐”!事实上,郭先生也并未“沦落”到“箪食瓢饮”之境地。说他“骗”,他没让谁受损失;说他“疯”,哪个“大家”缺了“疯劲”能成!
二
“博客中国”上有一篇醒目的文章《嘲笑郭英森 就是在杀死国家的希望与未来》。这不禁让我进一步想到社会讨论已久的“钱学森世纪之问”,想到我们孩子想象力丧失的原因,想到我们一直在倡导的创新教育。
“为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才?”钱学森一问,惊社会,撼世人。一时间,成为各方热议的话题,成为教育探讨的对象。为什么?到底为什么?钱学森当时发问的口吻、语气,我们不知,故而他是真的疑问,还是反问,就难以猜测。不过以钱老的经验和智慧,相信他是清楚答案的。“这么多年培养的学生,还没有哪一个的学术成就,能够跟民国时期培养的大师相比。”如此感慨,莫不就是最好的说明!
综合各方分析,结论比较一致。概而言之,教育体制弊端、教育模式问题;具体而言,培养目标失当、升学压力过大、硬性灌输过多、个性爱好扼杀。师授生受,单向传递,一切皆在课本。死知识,死记忆,自然难有“活”师生,“活”思想。思想一“死”,一切皆无。最近一个流行的段子说,青蛙思想保守,最终上了餐桌,成为一道菜;癞蛤蟆思想前卫,有远大目标,最后上了供台,封为“聚财金蟾”。真是耐人寻味!《上海教育》(2011年12A期)曾报导中央教科院对恢复高考以来的3300名高考状元的调查结果:没有一位成为行业领袖。何因?无数次考试禁锢了他们的思维,无数次应对考试磨销了他们的天性。没有发挥兴趣爱好的时间,没有自由发展的空间,如何有个性的张扬,如何有思维的创新!这也无怪乎当时的中央教科院院长袁振国看到调查结果后发出感叹:“创新根本不是靠教育出来的。”此话偏颇,但有理。尽管我们的教育进行了几轮改革,尽管我们也取得了一些教育成果,但是环顾我们周围,看看当下教育,我们不少部门,我们很多学校、我们众多教育工作者,我们几乎所有的家长,仍然“重复着昨天的故事”,不遗余力地在错误的道路上“践行”。
学校里是“听话教育”,稍越雷池,便是另一番“待遇”;课堂上是答案统一,冰雪融化只能变成水。作业成山,试卷似魔。如此,个性、思维、想象、创新等,都顷刻化为泡影。
课余,学生们忙不迭地奔赴各类辅导班,学校教师组建的、社会机构主办的,大大小小,形形色色,俨然一道“特色”风景线。课下如是,周末亦然。肥了办学者,亏的是孩子们:知识堆积,无暇消化,强行灌输,两眼茫茫。损伤了身躯,倦怠了心理,遗失了兴趣,僵化了思想。
家庭中,家长们既要加码,又要监督。孩子学习学科之外,还接触多门技艺。一些学前之童,便已“身怀多艺”,真的没有“输在起跑线上”。里里外外,家长们的牺牲精神值得敬佩!只是终点如何,暂不考虑也!
评价上,虽说尺子多了,但“成绩”仍是“王牌”,分数排名还是屡见不鲜,中高考状元宣传仍旧很有市场。单位招聘,不看学力看学历,不看水平看学校,也正大行其道。
一分定终身,一纸定乾坤。现实摆在面前,激烈之情,残酷之状,学生又能如何!骨感的现实,岂容有丰满的理想!这不能不说是教育的悲哀,社会的悲哀!
三
报载英国前首相撒切尔夫人曾说:中国是一个无需重视的国家,它只生产洗衣机和冰箱,不生产思想。惠普前女CEO,曾宣布参与美国总统竞选的卡莉.费奥里娜也放言:中国人很擅长考试,但“没有创业精神,也没有创新意识,还很‘缺乏想象力’”,所以美国人不应
和中国人在通识教育领域竞争。或许这只是两位“大嘴”女士一孔之见,甚至多少还带点歧视成分,但抛开这些看,她们不也道出了一些实情!一个小小的圆珠笔滚珠,我们至今尚需进口!尤其是后者,在其著作《直面挑战,我的领导生涯》中更是直接点出中国教育的问题:中国的教育体系“过分追求学生同质化发展,对学生管理过严”,而不鼓励他们冒险以及发挥想象力。她说:教会学生创新、冒险和想象“是美国人所独有的财富,我们不能失去”。
其实,这并非美国独有的财富,它是任何国家所具有的财富。只是我们等一些国家,没有去做,没有去认真做。而事实上,青少年正是最富有想象的时期,学子们正是最善于大胆冒险群体。我们理应让他们的七彩之梦始终萦绕在脑中,并展现在学习实践中。哪怕是一点点梦想的星火,我们也要尽力去呵护,并想办法添柴加油,使之愈燃愈旺,直至成为熊熊烈焰。甚至包括郭英森一类人的梦想。因为这是创新的开始,是创造的发端,是一笔宝贵的财富。
为此,在号召“大众创业,万众创新”的社会形势下,在推行“创新教育”的时代环境中,我们的教育主管部门要及时调整思路,改革教育体制,为师生的健康发展搭建更有利的平台。我们每个人,尤其是每一个教育人,都要胸怀使命感,心装学生梦;抛弃功利思想,改掉短视行为,祛除喧嚣浮华之风,为着学生美好未来,踏踏实实做点事。
实际上,人民教育家陶行知先生在上世纪四十年代就为我们指明了方向:若想培养创造力,就要彻底解放学生。具体来说,就是实现“六大解放”。“解放头脑”,使其不迷信,大胆想象;“解放双手”,使其大胆动手,大胆创造;“解放嘴”,使其大胆讲,大胆问;“解放眼睛”,使其观察自然,洞悉社会;“解放空间”,使其扩大眼界,增加创造力;“解放时间”,使其自由支配,有机会创造。(《小学教师与民主运动》)试问,这实实在在的“六大解放”,不就包含了“自主合作探究”吗?不就是素质教育的基础吗?不就是创新教育的关键吗?如果做到了这“六大解放”,何愁学生素质不高?何愁学生没有想象力和创造力?又何惧他人的轻蔑歧视?
四
问题的根本点在于,何以使身处“水深火热”之中的学生实现这“六大解放”?
第一,要尊重学生。尊重,是教育的基础。要尊重学生的地位,平等地对待每一个学生;无论家境贫富,无论长相美丑,无论能力大小,都是独立的个体,也都是每个学习共同体中的一员。要尊重学生的个性,热爱每一个鲜活的生命;人都有自己的兴趣爱好,有自己的理想追求,有自己的喜欢与不喜欢,这才构成了丰富多彩的社会。尊重学生的个性,是使其成为他自己的保障。要尊重学生的差异,用不同的方式施以教育。内外因造成的差异,是客观存在。要承认,要明晰,还更要针对差异,宏观布局,微观入心,因材施教,循序渐进。“你的教鞭下有瓦特,你的冷眼里有牛顿,你的讥笑里有爱迪生”(陶行知语),尊重学生就是尊重他的发展和未来。尊重每一个学生,就是成就每一个学生。日本教育家佐藤学说:“让教室里的学习成为每个学生都能得到尊重、每个学生都能放心地打开自己的心扉、每个学生的差异都得到关注的学习。”“在教室里并不存在‘大家’,存在的只是有自己的名字和容貌的一个一个的学生。即使在以教室中的全体学生为对象讲话时,也必须从心底里意识到,存在的是与每个学生个体的关系。”(《静悄悄的革命》)真正的学习是如此,真正的教育也是如此!
第二,要信任学生。尊重是一种信任,信任则是一种力量。信任学生,就会从学生的体验中发现教育的意义和价值,就会与学生密切合作、平等交流,就会把学习和成长的权利交给学生。每一个孩子都是一个天使,都有与生俱来的美丽和力量;每个孩子都是一颗花朵的种子,只要土壤适宜,营养充足,自有萌发绽放的时机。日本电影《老实不好吗?》中有一句经典的台词,引人深思——“每个人都不同、每个人都是好的”。为此,教育者一要看准路子,建立善于“‘倾听’的文化”(佐藤学语),接纳学生,并依循孩子天性,确定教育
目标,准确把握教育定位;二要找准引子,善于发现学生的兴奋点,并着力激发学生学习兴趣,唤醒内在动力;三要用好法子,积极引导,为学生搭建活动的舞台,提供充分阅读的时间,开拓自由创造的空间。信任意味着力量,意味着解放。有了教师的信任,学生自会“相信伸手就能碰到天”。自主合作探究的学习方式,对学生就是一种解放,可一旦缺少了信任的支撑,那也只能徒有虚名。
第三,要宽容学生。人的成长会有崎岖,人的发展会有波折,人的生活更会充满坎坎坷坷。尤其是作为青少年的学生,阅历浅、经验少、激情高、冲进大,往往会犯这样那样的错误,出现这样那样的问题。对他们,尤为需要宽容。但真要做到这一点,并不容易。房龙曾说:“从最广博的意义上讲,宽容这个词从来就是一个奢侈品,购买它的人只会是智力非常发达的人。”可见,宽容是一种态度和胸怀,是一种境界和品质,也是一种信任和激励。一个女孩公立小学毕业后,在一所国际学校上中学,当人问起两类学校的教育方式区别时,她的结论一针见血:“本地学校,老师总是让我们别犯错误,而国际学校的老师总是鼓励我们不要怕犯错误。”如此,导致学生缺乏想象力、难于创新的现状,就不难理解了。换句话说,那些从未犯错的人,就是从未创新的人。从某种意义上说,创新就是试错的过程。只有抱着一种理性的心态接纳学生的个性,包容学生的错误,才能视课堂为学生“出错的地方、出发的地方、出彩的地方”,才能真正使创新教育结出硕果。
创新,是促进人类社会进步,推动科技、经济发展的动力。创新教育必须以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向,以想象力的提升为基础,以解放人的手脚和心智为保障。在创新教育中,只有教师实实在在,彻底解放自己,才能促使学生的真正解放,并始终走在创新的路上。“人必须成为自己的解放者,并在伦理意义上成为自己的创造者。”(肖川语)如此,教师就没有必要虚张声势,用躺下身子让学生骑跨过去,以示挑战权威的偏执行为来“启蒙”学生了!
篇二:敢于向权威挑战的例子
1.1953年,袁隆平从西南农学院毕业,被分配到湖南湘西雪峰山麓的湖南省安江农校教书,最初他研究红薯、西红柿的育种栽培。就是在这里,袁隆平看到有人饿死在路边,意识到只有水稻才是农民的救命粮。
为了让人民不再挨饿挑战权威 发现水稻的雄性不孕性 1960年,天灾人祸带来了全国性的大饥荒,袁隆平和他的学生们也同样面临着饥饿的威胁。一天中午,走出校门,他远远地看到马路边围了一堆人,走近一看,路边横躺着两具骨瘦如柴的尸体,围观的人都脸上堆满了忧伤。袁隆平目睹了严酷的现实,感到了“饿殍”两个字的刺痛。他深切地体会到什么叫“民以食为天”,他觉得自己应该也必须做点什么。 当时,米丘林、李森科的“无性杂交”学说——“无性杂交可以改良品种,创造新品种”的传统论断垄断着科学界。袁隆平继续做了许多试验,依然没有任何头绪。他开始怀疑“无性杂交”的一贯正确性,决定改变方向,沿着当时被批判的孟德尔、摩尔根遗传基因和染色体学说进行探索,研究水稻杂交。而在当时,作为自花授粉的水稻被认为根本没有杂交优势。“别人都讲我是?鬼五十七?(长沙方言,意为不务正业),我也不理。”从此,他义无反顾地选定了杂交水稻这道科研课题。 1960年7月,盛夏的一天,在安江农校实习农场早稻田中,袁隆平像往常一样下课后挽起裤腿到稻田查看。突然,他发现了一株植株高大、颗粒饱满的水稻“鹤立鸡群”。他如获至宝,马上用布条加以标记,反复观察,并采集花药进行镜检。
第二年,他把收获的种子种下去,结果长出的水稻高的高、矮的矮。“当时我非常失望地坐在田埂上……突然灵感来了,水稻是自花授粉的,不会出现性状分离,所以这一定是个天然杂交种!”
袁隆平马上想到,把雌雄同蕊的水稻雄花人工去除,授以另一个品种的花粉,就能得到有杂交优势的种子了!但单凭人力不可能大量生产这样的种子,如果专门培育一种雄花退化的水稻,将其和其他的品种混种在一起,用竹竿一赶花粉就落在雌花上了,就能大量生产杂交稻种了!
想到这里,袁隆平欣喜若狂,也更加充满信心。接下来几年的夏天,水稻扬花吐穗的时候,他都拿着放大镜,顶着烈日在田间苦苦寻觅。1964年7月5日,他在安江农校实习农场的洞庭早籼稻田中找到一株奇异的“天然雄性不育株”,这是国内首次发现。经人工授粉,结出了数百粒第一代雄性不育材料的种子。 1965年7月,又在安江农校附近稻田的南特号、早粳4号、胜利籼等品种中,逐穗检查14000多个稻穗,连同上年发现的不育株,共计找到6株。经过连续两年春播与翻秋,共有4株繁殖了1~2代。
1966年2月28日,袁隆平发表第一篇论文《水稻的雄性不孕性》,刊登在中国科学院主编的《科学通报》半月刊第17卷第4期上。这是他关于杂交水稻的第一篇论文,直击禁区。
今天回想起那一切,袁隆平深有感触地说:“在研究杂交水稻的实践中,我深深地体会到,作为一名科技工作者,要尊重权威但不迷信权威,要多读书但不能迷信书本,也不能害怕冷嘲热讽,害怕标新立异。如果老是迷信这个迷信那个,害怕这个害怕那个,那永远也创不了新,永远只能跟在别人后面。科技创新既需要仁者的胸怀、智者的头脑,更需要勇者的胆识、志者的坚韧。我们就是要敢想敢做敢坚持,相信自己能够依靠科技的力量和自己的本事自主创新,做科技创新的领跑人,这样才会取得成功。”
10年历经艰辛坎坷在世界上首次育成三系杂交水稻
2.伽利略挑战亚里士多德,关于重物下降的“比萨斜塔实验”;
3.哥白尼挑战托勒密,提出日心说;
4.爱因斯坦挑战牛顿的经典力学,提出相对论。
5.1801年,一位勇敢的物理学家托马斯·扬终于站了出来,向牛顿提出了大胆的挑战。他说道“:尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得认为他是万无一失的。我遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”而正因为托马斯·扬不迷信权威,敢于自创新见,所以他终于在发展光的“波动说”方面开创了新的局面,使光学研究从原先的死胡同里走了出来。
6. 塞尔维斯发现血液循环,由于挑战上帝,被加尔文大火烧死。后来哈维出版《心血运动论.》彻底推翻了盖仑统治1400多年的理论。
7. 希帕索斯提出等腰直角三角形无法用一个直角边准确地量出斜边来。他提出这个看法触怒毕达哥拉斯学派,结果被抛进大海。
8. 1974年国家提出汉字处理项目,其中一个子课题是照排系统。当时国外情况是,美国研制第二代机1951年已年有商品,德国研制的第三代机1965年有商品。英国蒙那公司正在研制第四代,激光照排系统。我国技术权威只敢搞第二代,第三代有三家搞。王选那时是助教,毫无名气。他认为第二代、第三代没有前途,他要挑战权威,提出搞第四代。因为他有数学的基础,研制过计算机,加上北大人人敢为先的气概,逆流而上,多年辛苦,最后成功。
9. 康托尔的集合论当时的权威不能接受,连导师认为他是数学疯子。 康托尔对数学的贡献是集合论和超穷数理论。
两千多年来,科学家们接触到无穷,却又无力去把握和认识它,这的确是向人类提出的尖锐挑战。康托尔以其思维之独特,想象力之丰富,方法之新颖绘制了一幅人类智慧的精品——集合论和超穷数理论,令19、20世纪之交的整个数学界、甚至哲学界感到震惊。可以毫不夸张地讲,“关于数学无穷的革命几乎是由他一个人独立完成的。” 10. 非典刚出来时,中国许多医学权威都认为是衣原体病毒,但钟南山院士另有发现,他大胆质疑,屡次坚持自己的观点,认为是冠状病毒,为当时快速确诊,救治病人立下了大功劳。
11. 李贽 1.不以孔子是非为是非。李贽对《六经》、《论语》、《孟子》表示了极大的轻蔑,认为这些著作是当时懵懂弟子,迂阔门徒随笔记录,大半非圣人之言,即使是圣人之言,也只是一时所发之药石,不能成为“万事之言论”。2.反对历史保守主义主张“与世推移”的历史发展观。“夫是非之争也,如岁时行,昼夜更迭,不相一也。昨日是而今日非也,而可遽以定本行商法哉?”提出“于世推移,其道必尔”的主张。认为春秋替三代,战国代春秋都是一种正常的历史发展现象。3.民本思想。虽然孟子早就提出“民为贵,君为轻,社稷次之”的主张,当在历代统治者中,实际均未成为一种政治实践。而李贽大胆提出“天之立君,本以为民”的主张,表现出对专制皇权的不满,成为明末清初启蒙思想家民本思想的先导。 12. 1852年2月21日,俄国伟大的作家果戈理逝世了,他的挚友屠格涅夫,用沉重的笔和着自己的悲伤、泪水,赶写了一篇悼念果戈理的文章。但是,沙皇统治者害怕这个俄罗斯人民爱戴的名字出现在报刊上。他们禁止发表一切悼念和颂扬果戈理的文章。正直而勇敢的屠格涅夫不怕专制主义者的威胁,他机智地避开沙皇侦探的监视,离开圣彼得堡,把文章送到莫斯科,趁那里还没有接到禁令,把文章在《莫斯科新闻》上刊登了出来。沙皇的特务机关不久就见到了这篇文章,他们传讯了屠格涅夫。沙皇早就痛恨这个经常在《现代人》杂志上登载《猎人笔记》的作家。在把屠格涅夫监禁一个月后,沙皇亲自下令,把屠格涅夫流放到斯马达斯基去。为了果戈理,为了朋友而被流放的屠格涅夫,感到自豪和光荣。
篇三:想 象 力 比 知 识 更 重 要
想 象 力 比 知 识 更 重 要
——浅谈治
学之道
严加安(中科院数学与系统科学研究院)
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”从做学问的角度,我对孔子这两句话的解读是:首先要对研究的问题有一种探知的欲望或“好奇心”,这就是“知之”;进一步要对研究的问题产生浓厚兴趣,这就是“好之”;再进一步,以钻研问题为乐,是更高的思想境界,就是“乐之”。
关于如何做学问,宋朝大文学家苏轼有句名言:“博观而约取,厚积而薄发”。这里的“博观而约取”是指“在博览群书时要汲取书中的要领和精髓”,这与华罗庚先生一贯主张的“读书要先从薄到厚,再从厚到薄”的思想是一致的。这里“薄发”的原意是“不要随便发表意见”,后人把“厚积薄发”引伸为“从大量的知识或材料积累中提炼出精华部分再著书立说”。
电影“美丽的心灵”的主人公纳什,主要靠他对非合作博弈的4篇论文(总计33页)赢得了诺贝尔经济学奖。我国著名的代数学家曾炯(1897-1940)早年留学德国,他一生中只用德文撰写发表了三篇震动世界数坛的著名论文,就是这三篇论文使得他成为20世纪世界上对近世代数发展有重大贡献的11位代数学家之一。这些都是“厚积薄发”的范例。
我做科研的原则也是“博观约取、厚积薄发”,我的座右铭是:“不求著作等身,但企文章久远”。这就是说,不追求文章的数量和篇幅,而注重文章的质量,力求对有关研究领域做出实质性的贡献,发表后能得到同行关注和引用,最大的愿望是某些结果能够长远留存下来。
令我感到欣慰的是,我在概率论和鞅论中有几个结果实现了后一个目标。我有几篇上世纪80年代发表的论文至今还被文献引用,有30多部国外专著引用了我的论文或著作(或列为参考文献)。我为研究生编写《测度论讲义》一书时也遵从了“博观约取、厚积薄发”的原则,当时我参考了许多国内外有关测度论的专著,汲取了其中的精华部分,同时把自己在科研中感到最有用的测度论结果写进了书中。该书被许多大学用作概率统计研究生教材,至今已6次印刷,发行了15200册。
1.创新
科研工作者从事一项研究时都(来自:WWw.cssyq.Com 书业网:想象力创新名人事例)要力求创新。什么叫创新?不是说别人没做过而你做
了就是创新,创新工作首先必须是重要的工作。在C. R. Rao的《统计与真理》(中译本,科学出版社,2004)这本书中,作者关于创新有如下的论述:“创新可以有不同的种类。最高水平的创新是一种新思想和新理论的产生,这种新思想和新理论??完全不能从已有的理论演绎而成,??另外一种不同水平的创新是指在一个已有法则范围内的新发现,而这种新发现在某个特殊领域内具有巨大的意义”。爱因斯坦的相对论、牛顿和莱布尼茨建立的微积分、美国气象学家罗伦兹的“混沌理论”等就是这种最高水平的创新。绝大多数科研创新工作属于在某个特殊领域内的重大发现。任何创新工作都不是凭空出现的,即使是最高水平的创新也是要基于前人的成果,像爱因斯坦的相对论也是基于先前对光速测量的研究和Lorentz变换等数学理论的。
科研工作如何才能做到某种创新呢?我个人的体会是:首先是要有长期的知识积累,这是创新的基础。例如,我在上世纪80年代中期从鞅论转到白噪声分析研究,能够较快地做出该领域的一些基本结果,得益于我在大学里打下的坚实的泛函分析基础。又如,我在1980年的一篇论文中,将泛函分析中的凸集分离定理灵活应用到了一类由可积随机变量构成的凸集的刻画。这篇论文不仅在当时就被用于简化了半鞅刻画定理的证明,而且在10年后成了金融数学中证明“资产定价基本定理”的一个主要工具,该论文至今还常被金融数学文献引用。我常用“工欲善其事,先必利其器”这一格言劝导我的研究生打好基础,练好基本功。 第二,要选择好你的研究课题。如何选课题呢?最便捷的方法是阅读你所在研究领域由领军人物写的的综述文章,从中了解该领域的研究现状、已有的重要工作和尚未解决的问题,然后再进一步研读那些具有原创性成果的重要文献。选题时要敢于冒风险,要瞄准那些有挑战性的问题。例如,1985年我在法国访问时了解到狄氏型是一个很有发展前途的方向,就写信给当时刚获得博士学位留所工作的马志明同志,请他组织我的两名博士生在讨论班上报告狄氏型专家Fukushima的专著,并把狄氏型定为他们的博士论文方向。后来马志明在狄氏型领域取得重大突破,并于1995年当选为中科院院士。这证明当时我选定狄氏型这一方向是正确的。又如,当我观察到从上世纪80年代末国际上许多随机分析专家转向金融数学研究,我感到有必要在中国开拓这一新领域,于是从1994年起我就在国内率先把金融数学作为我的博士生的研究方向。
第三,要有丰富的想象力和敏锐的直觉。许多创新工作是把表面上不相关的现象联系
在一起,是一种复杂的知识融合。爱因斯坦认为:“想象力比知识更重要,??它是知识进化的源泉。”他在纪念普朗克60岁生日的演讲中又说:“物理学家的最高使命是得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,没有逻辑推理的途径,只有通过建立在经验的同感的理解之上的那种直觉”。(见[2])法国著名数学家庞加莱认为:“我们靠逻辑来证明,但要靠直觉来发明”。在数学发展史中就有许多凭想象力和直觉来创建新理论的生动例子:例如,欧拉受解决柯尼斯堡七桥问题的启发,开创了现代数学中的拓扑学研究的先河。关于灵感在科学创新中的作用我们留待下面详细讨论。
第四,阅读一些科学史和科学家传记,了解科学大师们的科学创新历程,对开拓一个人的创新思维能力是很有帮助的。最后,从国家层面来说,为科学研究营造一个开放的、宽松的和学术自由的科研大环境,对提升我国科研自主创新能力是至关重要的。
2.想象力
前面提到想象力对科研创新很重要。所谓“想象力”,就是头脑中创造一个念头或画面的能力,即形象思维的能力。创新理念不是来自逻辑思维,而是源于形象思维,形象思维的能力大小取决于一个人的文化素质高低。因为一个有较高文化素质的人思路就比较开阔, 能够高瞻远瞩, 富于联想, 触类旁通。
如何开拓“想象力”呢?我认为通过加强文学和艺术的修养可以开拓形象思维的能力。爱因斯坦就酷爱艺术,他还是一个演奏小提琴的高手。他曾坦言:“物理给我知识,艺术给我想象力,知识是有限的,而艺术所开拓的想象力是无限的。”英国哲学家培根说过:“历史使人明智,诗歌使人机智”。“机智”在很大程度上就是想象力丰富。像李贺《梦天》中诗句“遥望齐州九点烟,一泓海水杯中泻”和李白《望庐山瀑布》中诗句“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”就极富想象力。这种想象力是源于诗人的形象思维。
德国诗人歌德说得好:“只有通过艺术,尤其是通过诗,想象力才能得到激活”。根据我个人的体会,经常在闲暇时阅读一些古代诗词名篇可以开拓自己的想象力。晚清一代宗师王国维在《人间词话》中说:“词以境界为上。有境界自成高格,自有名句”。所谓“境界”就是指情景交融的艺术形象。要体会一首词的境界就要有想象力。如宋代張先《天仙子》词中名句“云破月来花弄影”写出了一位暮年的诗人在暮春之夜,从对即将逝去的美好春天的眷恋引发对过往人生的追思之情。我读到此名句时在脑子里产生的画面是:
清风徐吹暮云开,
飞云深处有月来。
光撒花枝影摇曳,
小园香径独徘徊。
朱熹的《观书有感》是一首寓意深刻、富有哲理的诗,读这样的诗可以开拓我们的形象思维能力。诗文是:
半亩方塘一鉴开,
天光云影共徘徊。
问渠哪得清如许?
为有源头活水来。
在朱熹看来,读书正是使人们保持头脑清新和思维敏捷的“源头活水”。
有时我自己也尝试创作一些诗,锻炼自己的形象思维能力。例如,我根据自己多年来从事概率论研究的体会写了一首《悟道诗》:
随机非随意,
概率破玄机。
无序隐有序,
统计解迷离。
其实这首诗是对两个有代表性的概率统计问题的解读。前两句是对“生日问题”的解读:23人中至少两人生日相同的概率居然超过50%,但如果预先指定的一个生日,随机选取125人和250人,出现其中某人生日正好是这一生日的概率分别大约只有30%和50%,比想象的小得多。后两句是对一个敏感性问题社会调查方案设计的解读:设想要对研究生论文抄袭现象进行社会调查。如果直接就此问题进行问卷调查,即使是无记名的,也会使被调查者感到尴尬。设计如下方案可使被调查者愿意做出真实回答:在一个箱子里放进1个红球和1个白球。被调查者在摸到球后记住颜色并立刻将球放回,然后根据球的颜色是红和白分别回答如下问题:你的生日是否在7月1日以前?你做论文是否有过抄袭?回答时只要在一张纸上打√ 或打×表示是或否。虽然对两个不同问题的答案都混在一起,但用统计中的贝叶斯公式可以把研究生论文有抄袭现象的人数比例大致估计出来。
我还根据自己从事科研的体会写过一首《春日有感》:
直觉和好奇,
科研原动力。
想象和灵感,
创新催化剂。
最近,为了迎北京奥运,我又写了一首小诗(歌行体):
传递同一梦想,
圣火环球高扬。
五洲健儿汇聚,
共创奥运辉煌。
3.灵感
什么是灵感?灵感也叫顿悟,它是一种近乎无意识或潜意识的非逻辑式的创造性思维活动,是对某一问题长期思考以后突然产生的思想火花。灵感有时产生于全神贯注思考问题之际,有时却是在不经意间或意识朦胧之中。
例如,为了探寻化学元素的内在规律,门捷列夫常常手拿自己做的元素卡片像玩纸牌那样摆弄。有一天,他在摆弄元素卡片过程中突然像触了电似地跳了起来,在他面前出现了很奇特的意外现象:每一行元素的性质居然都是按照原子量的增大而逐渐变化着。根据这一突然的发现,他于1869年2月编成了第一张元素周期表。
爱因斯坦说他的创新思维活动“产生于有一种能用文字或其他符号来与他人交流的逻辑结构之前”,这就是一种灵感。印度天才数学家拉马努金在他身后留下的“笔记本”中有3000-4000个公式(均无证明),他在世时经常宣称他的这些公式是娜玛卡尔女神在梦中赐给他的,这是一种神秘的灵感。目前,研究拉马努金公式试图解开神秘的灵感之谜的论文已有300多篇。(见[1])
数学家维纳认为,数学是一门精美的艺术。在某种意义上讲,数学成果的创造最接近于艺术中的诗歌创作,它更需要一种“狂热的灵感”。刊登在2001年5月16日“中华读书报”上的浙江大学蔡天新教授写的《数学家与诗人:一种惊人的对称》一篇散文对此作了精辟的论述。蔡文中写道:数学与诗歌都是想象的产物。??被柏拉图斥为“诗人的狂热”的“灵感”对数学家一样的重要。举例来说,当歌德听到耶路撒冷自杀的消息时,仿佛突然间见到一道光在眼前闪过,立刻他就把《少年维特之烦恼》一书的纲要想好,他回忆说:“这部小册子好像是在无意识中写成的。”而当“数学王子”高斯解决了一个困扰他多年的问题(高斯和符号)之后写信给友人说:“最后只是几天以前,成功了(我想说,不是由于我苦苦的探索,而是由于上帝的恩惠),就像是闪电轰击的一刹那,这个谜解开了;我以前的知识,我最后一次尝试的方法以及成功的原因,这三者究竟是如何联系起来的,我自己也未能理出头绪来。” (见[4])
灵感来自何处?首先,它来源于对问题的潜心研究和知识的积累。前面说的门捷列夫发现元素周期表的故事就是一个例子。又如,相传有人向希腊国王告发工匠在制作金王冠时用银子偷换了金子,国王叫阿基米德想办法鉴定金王冠是否掺假。于是,阿基米德便冥思苦想考虑如何解决这个难题。有一天当他躺进澡盆洗澡时,发现自己身体越往下沉,盆里溢出的水就越多,而他则感到身体越轻。他突然领悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”(Eureka意思是“找到了”)。阿基米德找到的不仅是鉴定金王冠是否掺假的方法,而且是重要的科学原理——浮力定律。