创新思维方法

(四)创新思维方法

创新是发现和创造新事物、新理论、新体制、新方法。学术研究的价值在于创新，要善于运用创新思维。创新思维不是单一的思维方法，而是多种思维方法的综合运用，是辩证思维和非逻辑思维的统一。

1．直觉思维和灵感思维

直觉思维特指人类的一种认知方式、思维方式，即人的主观意识对事物的本质和规律的直接反映。直觉思维可能超越一般认识过程，一下子抓住事物或问题的根本和要害，获得创造性成果。

【案例】

1912年，奥地利科学家魏格纳提出了“大陆漂移”学说，震动了当时的世界地学界。魏格纳提出这个学说的经过:他生病住院时，有一天病房墙壁上的世界地图深深地吸引了他的视线，他直觉地发现大西洋两岸大陆的海岸线的凸凹恰恰相反，越看越觉得欧洲、非洲、南美洲东海岸简直就像一张撕成两半的报纸。随后他作了大量的调研和考证，逐渐形成了一个大胆的想法:南美洲、非洲原来是聚集在南极周围、连成一片的古大陆，由于某种驱动力产生的作用的影响，使原来连在一起的非洲和南美洲两块大陆分裂开来。后来地质古生物学家、地质古气候学家和地质古地理学家都从不同方面证实了这个学说。

【案例】

1896年，法国物理学家柏克莱尔发现了不同于X射线的一种新射线——铀射线，它不需要外界刺激而自发产生。这种现象激发了居里夫人强烈的好奇心，经过一系列实验，她发现铀的放射性与铀化合物的化学组成同光照、温度都没有关系。于是居里夫人作出天才的猜测和判断:一是放射性不是化合物分子的性质，而是原子的特性;二是这种射线不一定只有铀才具备，也许别的元素也具有。随后她发现了另外的放射性元素:钍和钋。1898年12月，她又发现一种放射强度比以前发现的所有放射性元素大得多的放射性现象。这时，居里夫人直觉地判断:这又是一种新的放射性元素。居里夫人在给她姐姐布罗妮雅的信中说:“我不能解释那种放射作用，是一种不知道的化学元素产生的……这种元素一定存在，只要去找出来就行了!……我深信实验没有错。”这展示了她对自己直觉力的信任。这位被爱因斯坦称为具有“大胆直觉”的人，经过研究确定了这种元素的存在，并命名为“镭”。

灵感又称为顿悟，是人在认识活动中突然发生的质变阶段，从而获得某种新思想、新念头、新主意等。灵感的产生非常迅速，突如其来，稍纵即逝。当灵感出现时，要及时保存、记录下来，从而抓住灵感，实现创新。

【案例】法国数学家彭加勒在科学创造中也得益于灵感的闪现。据他自己回忆，一天晚上，他偶然喝了咖啡，不能入睡，各种思想一起涌入脑海，互相冲突排挤，其中有两个想法互相联系起来。到第二天清晨，他终于弄清有一种福克士函数存在，而且可以由超几何级数推出。后来他参加了一次地质考察旅行。一路旅行使他把数学方面的事情忘得一干二净。他到达哥当士以后，与别人一起坐公共汽车，就在脚刚踏上汽车踏板的一刹那，一个新的思想猛然涌入他的大脑:福克士函数的定义转换式与非欧几何方面的某种转换式是相同的。

直觉思维和灵感思维是有一定的条件作为基础的，通过直觉或灵感获得创造性成果，往往是在长期从事学术研究的人身上才会发生的。爱迪生说过:“天才，就是百分之九十九的汗水，加上百分之一的灵感。”袁隆平也说过:“灵感从来只惠顾那些有心者。不要指望躺在床上就能获得灵感，也不要指望苦思冥想几天就能获得灵感。”直觉思维和灵感思维是研究者长期艰苦探索的结果，而且它们只能为学术研究提供启示、设想和思路等。学术研究不是“拍脑袋”，重视直觉和灵感，但不要以为它们就等于真理。

2．发散思维与集中思维

发散思维又称为开放式思维，是从有待解决的问题出发，沿着各种不同的方向去思考，提出不同的解决方案，以求得最佳方法的思维形式。发散思维的作用机制就是尽可能提出多种设想和方法，因此，发散的方向是多重的，有辐射思维、横向思维、侧向思维、扩散思维、逆向思维、求异思维、立体思维、组合思维等。

【案例】

1901年，英国土木工程师布斯参观美国一种车箱除尘器示范表演。这种除尘器用压缩空气把尘埃吹入容器内，布斯发现此法并不高明，因为许多尘埃未能吹入容器。后来，他采用逆向思维，变吹为吸:将一块手帕蒙在椅子扶手上，用口对着手帕吸，结果使手帕附上了一层灰尘。于是，他制成了吸尘器，用强力电泵把空气吸入软管，通过布袋将灰尘过滤。1901年8月布斯取得了专利。

【案例】

为了减少摩擦，人们一直在不断地改进着轴承，其思路是千方百计通过减小接触降低摩擦。后来，有人采用跳跃思维，想到高压空气可以使气垫船漂浮，相同磁性材料会相互排斥并保持一定的距离。于是，将这些新设想移入轴承中，“少接触”变成了“没接触”，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、噪声小、寿命长且无需润滑、无油污染的特点。

发散思维不墨守成规，不拘泥于传统的做法，有更多的创造性。因此，要求人们打破思维定式。发散思维能够提供若干种解决问题的方法，但我们的目的是要找到最佳的方法，因此，发散思维要与集中思维相结合。集中思维与发散思维互逆，又称为求同思维、聚敛思维、聚合思维等。集中思维就是要从发散思维所得到的众多方案中选择出或是聚合成最科学、最合理、能达到最佳效果的方案。集中思维就是鉴别、选择、加工的思维，要对现有的各种方案进行综合、比较、分析。

【案例】

隐形飞机的制造是难度比较大的问题，它是一个多目标聚合的结果，即要分别做到雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、声波隐身等多个目标，每个目标中还有许多小目标，聚合成隐形飞机。

创造性思维活动实际上是发散思维和集中思维有机结合、循环往复而构成的思维活动。活动过程是:集中→发散→再集中→再发散或是发散→集中→再发散→再集中。

3．抽象思维与形象思维

抽象思维和形象思维是创造性思维的基本形式。抽象思维是人们在认识活动中运用概念、判断、推理等思维形式，对客观事物进行间接的、概括的反映过程，属于理性认识阶段，又称为逻辑思维。

形象思维是用直观形象和表象解决问题的思维，其特点是具体形象性，又称为艺术思维。例如艺术家在创作过程中始终伴随着形象、情感以及联想和想象，通过事物的个别特征去把握一般规律从而创作出艺术美。

【案例】

爱因斯坦是一个具有极其深刻的逻辑思维能力的大师，但他却反对把逻辑方法视为唯一的科学方法，他十分善于发挥形象思维的自由创造力，他所构思的种种理想化实验就是运用形象思维的典型范例。如广义相对论的创立实际上就是起源于一个自由的想象。一天，爱因斯坦正坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由下落，他是会感觉不到他的体重的。爱因斯坦说，这个简单的理想实验“对我影响至深，竟把我引向引力理论”。

创新成果往往是抽象思维和形象思维协同作用的结果。抽象思维和形象思维的协同作用的认识手段和思维方式又可以称之为模型化思维。模型化思维具有抽象化和形象化两方面的内涵，要求研究者有高度的抽象能力进行理论分析，并且要充分运用形象思维把高度抽象的理论具体化为模型，运用符号、图形、自然语言或数学语言等手段来反映事物的本质。目前，模型在现代科学认识中得到广泛应用，如物理模型、数学模型、概念模型等。

【案例】

从英国化学家和物理学家道尔顿创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。后来，汤姆孙发现了电子的存在，说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。那么，原子中除电子外还有什么东西?电子是怎么待在原子里的?原子中什么东西带正电荷?正电荷是如何分布的?带负电的电子和带正电的东西是怎样相互作用的?一大堆新问题摆在物理学家面前。根据科学实践和当时的实验观测结果，物理学家发挥了他们丰富的想象力，提出了各种不同的原子模型。包括行星结构原子模型、中性原子模型、实心带电球原子模型、葡萄干蛋糕模型、土星模型、太阳系模型——有核原子模型、玻尔模型等。这些模型的提出都是物理学家抽象思维和形象思维结合的产物，反映了人们在不同历史时期对原子结构的认识成果和认识水平。

从学术道德规范的角度，运用创新思维，抓住灵感，发挥想象力，但要坚持科学的论证和检验，不能把想象当做事实，更不能当做真理。