走出思维泥潭
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推荐序

白春礼
中国科学院院士,“一带一路”国际科学组织联盟主席

党的十八大以来,我国科技创新事业取得历史性成就:“悟空号”、“墨子号”、“慧眼”、“天问一号”、“嫦娥五号”、“奋斗者”号、“中国天眼”等重大科技成果不断涌现,中国高铁、北斗卫星导航、5G通信等成为国家名片,C919大型客机、量子计算、国产航母等厚积薄发。在衡量高质量科研产出的自然指数(NatureIndex)排名中,中国位居世界第二位。但随着全球科技创新风起云涌,国际科技竞争愈演愈烈,需要承认的是,我国科技创新水平与世界先进水平还有较大差距,表现在从0到1的原始创新动力不足,核心技术受制于人,诸如芯片、高端光刻机、传感器、高端数控机床、重大疾病原研药等一批高科技产品长期被“卡脖子”,极大地威胁着我国产业链与供应链的安全。此外,科技革命迭代速度不断加快,新兴科学不断涌现,传统学科间亦呈现交叉、融合之势,由此引发的颠覆性技术正悄然地渗透进产业变革之中。面对当今世界百年未有之大变局,科技创新已成为影响和改变世界经济版图的关键变量,我们迫切需要加快科技强国建设的步伐。

尽管科学发展日新月异,科学研究方法变得更加多种多样,科学仪器也越来越精细复杂,但是科技创新中最重要的工具仍然是人类大脑。与此同时,随着科学研究的持续深入,科学问题变得越发错综复杂,科学家的思维也容易陷入困顿。因此,在科技创新中如何让科学家充分发挥大脑潜能、如何促进科学家的原创性思维和颠覆性创新,既是一个科学问题,又是一个有意思的哲学话题。科学进步往往遵循严谨的范式,但有时会过于刻板。科学研究活动本身具有高度复杂性和不确定性,不同学科领域需要不同的研究方法,不同科学家运用的方法往往也不尽相同,因此,科学界很多人认为难以找到普遍适用的科学研究方法。然而,哲学的思维方式有时则充满了感性与新奇,这反而可以为严谨的科学研究方法提供全新的解决方案。不同学科的科学研究方法在基本原理和思维技巧方面具有共性,创造性思维往往建立在这样的共性之上——显然,这种思维方式来源于哲学。

让我们再去思考一个现实中的例子:为何跨学科的讨论有时能够激发思维创新的火花?其实,多半是因为“外行人”更容易跳出学科的固有思维范式,更加关注于问题本身,特别是关注一些基础性、原理性问题。比如,质疑相关学科“专业人士”已经公认并坚定认为“正确”的结论,有时可以获得意想不到的正向效果。而这些“外行人”,实际上扮演的就是“科学哲人”的角色——真正的科学哲人不只会建立哲学学说、传播哲学思想,更会聚焦基础问题、组织跨学科的对话交流、为有潜力的科学家提供思维创新养分。这是我们在中国科学院建立哲学研究所的原因之一。科学思维其实也是分层次的,自觉思维、常规思维和创造性思维是其由低到高的三个层次。所谓自觉思维,就是在科学活动中对某个问题有所意识,从而对自己的大脑造成刺激并对问题进行表层思考,一个想象的办法可能会在大脑中浮现;随后,常规思维开始发挥作用,我们需要超越自觉的思考和行为,为想象的办法连接好中间步骤并加以拓展,同时多渠道地进行求证,决定取舍并努力得到可行性方案;创造性思维,则往往需要我们放弃常规思维,放飞自己的想象力,有时甚至是梦想或者幻想,德国化学家凯库勒就是在梦中想到了苯环的结构。

《走出思维泥潭》这本书结合科学史上的诸多重大发现,讨论了如何通过训练来改变思维模式从而提升创造力,有力地说明了创造性思维确实是科技创新中的有力武器,更可能帮助科学家取得重大突破。

中华民族伟大复兴事业正处在一个关键时期,面对复杂多变的国际环境,我们更应该沉下心来,凝神定力,注重培养原创性思维,为独创性的科学研究开辟思维空间,尽早走出思维泥潭。原创性思维模式的训练越早开始越好,特别是对中小学生、大学生乃至研究生的训练,应该改变以往千篇一律的填鸭式教学方法,开展开放式、互动式教学,把培养学生的原创性思维能力以及学术研究上的批判精神摆在突出位置。鼓励学生在学习和科学研究上勇于突破、敢于挑战学术权威,支持他们参加各种课外活动和创新创业实践,培养他们树立问鼎世界科学高峰的远大志向。我想,这必将成为科学之幸、创新之幸,更是民族之幸。