【摘 要】本文探討原始性創(chuàng)新技法對創(chuàng)新績效的影響,在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和研究194位諾貝爾物理學(xué)獲獎?wù)叩幕A(chǔ)上,構(gòu)建創(chuàng)新技法與原始性創(chuàng)新績效的理論框架,最后結(jié)合諾貝爾物理學(xué)獎獲得者事例具體說明。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新技法;原始性創(chuàng)新;諾貝爾物理學(xué)獎獲獎?wù)?/p>
0.前言
我國是一個發(fā)展中國家,許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家還存在很大差距,核心技術(shù)的自主開發(fā)能力比較薄弱,每年要流失大量外匯去引進(jìn)相應(yīng)的技術(shù)以及關(guān)鍵設(shè)備,使得我國在這些領(lǐng)域均處于不利地位,因此提高自主創(chuàng)新能力是我國建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要任務(wù)。而要提高自主創(chuàng)新能力,單純依靠我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)實力和科研實力,希冀通過理論創(chuàng)新實現(xiàn)跨越式發(fā)展是不切實際的。因此,在建設(shè)國家創(chuàng)新體系過程中,推進(jìn)學(xué)科體系、學(xué)術(shù)觀點、科研方法的創(chuàng)新是非常有必要的。
法國著名的生理學(xué)家貝爾納曾說過:“良好方法能使我們更好地發(fā)揮天賦的才能”。黑格爾說:“方法是任何事物所不能抗拒的,最高的,無限的力量”。如果把創(chuàng)新實踐活動比作過河的話,那么創(chuàng)新技法就是過河的橋或船,創(chuàng)新不是一種隨機(jī)探索,而是具有規(guī)律的,這些規(guī)律被揭示出來形成一定的方法,指導(dǎo)人們循規(guī)律按步驟地進(jìn)行創(chuàng)新,其結(jié)果具有預(yù)測性和可控制性。在某種程度上,創(chuàng)新方法和技巧可以說比內(nèi)容和事實更重要。它的應(yīng)用既可直接產(chǎn)生創(chuàng)新成果,同時也可啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維,提高創(chuàng)新成果的實現(xiàn)率。
1.理論基礎(chǔ)
在國際上,創(chuàng)新技法的說法各有不同,創(chuàng)新技法在美國被稱為創(chuàng)造工程,在日本叫做創(chuàng)造工法,在前蘇聯(lián)則被稱為發(fā)明技法[1]。創(chuàng)新技法最初是對創(chuàng)造技法的研究,主要是創(chuàng)造學(xué)家運(yùn)用創(chuàng)造性思維發(fā)展規(guī)律和成功的創(chuàng)造實踐經(jīng)驗總結(jié)得出的一些技術(shù),原理和方法[2]。有學(xué)者指出創(chuàng)新技法是人們在創(chuàng)造發(fā)明、科學(xué)研究或創(chuàng)造性解決問題的實踐活動中所采用的有效方法和程序的總稱。也有學(xué)者對創(chuàng)新技法的內(nèi)涵進(jìn)行解釋,認(rèn)為創(chuàng)新技法是創(chuàng)造方法、創(chuàng)造經(jīng)驗、創(chuàng)造技巧的總和,它是完成創(chuàng)造活動的必要手段,它來源于創(chuàng)造實踐并指導(dǎo)創(chuàng)造實踐。創(chuàng)新技法由于其實用性、指導(dǎo)性較強(qiáng),是創(chuàng)新研究的重點[3]。
國外學(xué)者對創(chuàng)新技法的研究有頭腦風(fēng)暴法、6-3-5法、KJ法、函詢智力激勵法、奧斯本檢核表法、組合法以及人工創(chuàng)造力系統(tǒng)的方法研究[4]。學(xué)者們還提出了其他用以甄別參數(shù)或取得創(chuàng)新突破的技術(shù)方法,如以原創(chuàng)技法的內(nèi)容、創(chuàng)造發(fā)明過程為依據(jù)的擴(kuò)散發(fā)現(xiàn)技法、綜合集中法、創(chuàng)造意識培養(yǎng)方法、思維變革法等;這些技法的提出,極大地推動了實踐中參數(shù)問題的解決。同時,原創(chuàng)技法的研究對象也由具體的求異思維、聯(lián)想思維、想象思維、類比思維法等大腦思維方法逐步轉(zhuǎn)向以TRIZ為主的技術(shù)創(chuàng)新方法論[5][6]。這一發(fā)展過程中,各種相關(guān)理論及研究模型逐步發(fā)展成形。如奧斯本在1938年提出的頭腦風(fēng)暴法,以及隨后學(xué)者們提出的綜攝法、程控法、I-TRIZ方法論、WOIS理論、PI理論、MIS理論,SIT拓展思維方法、USIT法[5][6]等集體決策和個體思考的模式方法,以及概念設(shè)計集成模型[7]、QFD五步模型[8]等研究模型。SIT拓展思維方法[9]-[11]、全方位創(chuàng)造性思維模式[12]等,這些研究極大地豐富了原始性創(chuàng)新技術(shù)方法的研究。
2.創(chuàng)新技法與原始性創(chuàng)新績效的關(guān)系
2.1研究假設(shè)
外國學(xué)者通過對諾貝爾獲獎?wù)叩难芯浚l(fā)現(xiàn)他們主要運(yùn)用本學(xué)科的技術(shù)方法(如現(xiàn)代電子技術(shù)、加速器技術(shù)等)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造[13]。在對諾貝爾生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)領(lǐng)域的探索中,學(xué)者們提出直接類比法、聯(lián)想和想象、數(shù)學(xué)及計算機(jī)理論方法等原始性創(chuàng)新路徑方法[14]。國內(nèi)學(xué)者從實踐論、歷史觀,從某個科學(xué)的角度進(jìn)行研究,有創(chuàng)新系統(tǒng)方法論[15]、科學(xué)思維創(chuàng)新方法論[16],國內(nèi)學(xué)者通過對諾貝爾物理講獲得者的研究發(fā)現(xiàn),他們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造需要借助于哲學(xué)理論方法(如邏輯推理等)、數(shù)學(xué)理論方法(如數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計等)[17]、唯象理論方法[18]等,特別要強(qiáng)調(diào)的是進(jìn)入21世紀(jì)的信息時代,計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,也成為創(chuàng)造中一個必不可少的技術(shù)方法[19]。隨著計算機(jī)的方法應(yīng)用,舒成利等提出了基于知識生產(chǎn)模式的原始性創(chuàng)新模型在應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段使用隱喻-類推-模型的方法。
劉仲林,趙曉春[20]認(rèn)為科學(xué)家擁有跨學(xué)科的背景,擅長將不同學(xué)科的理論方法移植融合到自己研究的領(lǐng)域,對產(chǎn)生科學(xué)原創(chuàng)性成果起了至關(guān)重要的作用。曹偉[19]總結(jié)出在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明領(lǐng)域分別存在六種途徑,而在理論創(chuàng)新領(lǐng)域則存在五種途徑等等。研究成果多是從實踐論、歷史觀,從具體科學(xué)的角度來進(jìn)行研究,還沒有上升到哲學(xué)方法論的層面上來對創(chuàng)新方法進(jìn)行研究,缺乏對不同學(xué)科領(lǐng)域的原始性創(chuàng)新研究路徑、方法的影響因素、創(chuàng)新方法的生成與運(yùn)作機(jī)制等進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究,成熟的理論體系還沒有形成。
綜上所述,提出以下假設(shè):
H1:借鑒本學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H2:借鑒本學(xué)科的理論原理對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H3:借鑒成熟學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H4:借鑒成熟學(xué)科的理論原理對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H5:借鑒哲學(xué)的理論和方法對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H6:借鑒數(shù)學(xué)理論和方法對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
H7:借鑒計算機(jī)原理和方法對原始性創(chuàng)新績效有正向影響。
2.2創(chuàng)新技法與原始性創(chuàng)新績效的關(guān)系模型構(gòu)建
綜上所述,借鑒本學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段、借鑒本學(xué)科的理論原理、借鑒成熟學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段、借鑒成熟學(xué)科的理論原理、借鑒哲學(xué)的理論和方法、借鑒數(shù)學(xué)理論和方法和借鑒計算機(jī)原理和方法認(rèn)為對原始性創(chuàng)新績效有影響,可以得到本文的理論模型如圖1所示。
3.結(jié)論
3.1借鑒本學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段
借鑒本學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段在所有創(chuàng)新技法中屬于經(jīng)常運(yùn)用的一種方法。創(chuàng)新人員較多采用本學(xué)科中尋求適合創(chuàng)新研究對象的技術(shù)、方法以及儀器裝置,并直接或間接地移植和應(yīng)用到原創(chuàng)研究中,從而大大地提高了研究的靈敏度和精確度。對諾貝爾物理學(xué)獎獲得者的研究表明,獲獎?wù)咚\(yùn)用的方法大部分設(shè)計本學(xué)科物理技術(shù)、方法和試驗手段,譬如借助X射線、泡室、微波等技術(shù)。
3.2借鑒本學(xué)科的理論原理
科學(xué)的發(fā)展可以抽象為符號系統(tǒng)的發(fā)展,每一個學(xué)科都有自己特定的符號系統(tǒng)、自己內(nèi)在的邏輯,從而要求科學(xué)家應(yīng)掌握該學(xué)科各個子系統(tǒng)之間基本理論及原理的移植或重組的基本技巧。大部分原創(chuàng)性成果涉及物理及其相近學(xué)科如天文學(xué)等理論原理的借鑒,譬如借助對相對論、量子力學(xué)、BCS理論、光電子理論、輻射理論、熱力學(xué)原理的理解,或者引入“電子”的概念等等。因此,借助物理學(xué)科理論原理這種創(chuàng)新技法成為典型的創(chuàng)新方法。
3.3借鑒成熟學(xué)科技術(shù)、方法和試驗手段
從大量檢索的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者的個人信息來看,原始性創(chuàng)新者的很多靈感來自于他們研究領(lǐng)域的沖突,這些沖突從其他學(xué)科的角度審視的話將更為明顯。在物理學(xué)領(lǐng)域原創(chuàng)中,物理學(xué)科作為一個原始性創(chuàng)新純度較高的學(xué)科,大部分成果都是借助本領(lǐng)域技術(shù)、方法和實驗手段的發(fā)展,但是在實現(xiàn)原始性創(chuàng)新成果的過程中,有些實驗技術(shù)和方法不是單純由一個學(xué)科決定的,在研究過程中,諾貝爾物理學(xué)獎有一部分成果由于化學(xué)為主的成熟學(xué)科技術(shù)、方法、實驗手段的移植和應(yīng)用造成的。譬如,凱?西格班發(fā)現(xiàn)電子結(jié)合能依賴于原子的化學(xué)環(huán)境,對化學(xué)鍵做了系統(tǒng)研究影響,因而對高分辨率電子能譜學(xué)做出貢獻(xiàn)。
3.4借鑒成熟學(xué)科的理論原理
伴隨著物理學(xué)和其他學(xué)科特別是化學(xué)學(xué)科的知識融合,還有有一部分成果由于化學(xué)為主理論原理的移植和應(yīng)用造成的。甚至也有諾貝爾物理學(xué)獎獲得者利用遠(yuǎn)距離成熟學(xué)科的原理獲取靈感,如蓋爾曼在原創(chuàng)過程中移植和應(yīng)用宗教理論原理的思想,用八重態(tài)方法把所有新的粒子和新的量子數(shù)都綜合起來,而八重態(tài)是根據(jù)佛教的教義產(chǎn)生的,由此可見蓋爾曼對基本粒子及其相互作用的分類所作的貢獻(xiàn)和發(fā)現(xiàn)也源自于宗教理念的影響。
3.5借鑒哲學(xué)的理論和方法
哲學(xué)中的“辯證”概念倡導(dǎo)聯(lián)系和發(fā)展的思想觀點,有助于激發(fā)原創(chuàng)人才在原創(chuàng)過程中針對事物是辯證統(tǒng)一的本質(zhì)展開辯證思維,以概念、判斷、推理等思維形式以及歸納與演繹、分析與綜合、邏輯與歷史、抽象與具體等思維方法的矛盾運(yùn)動,以正確反映客觀事物對立統(tǒng)一的本質(zhì)。對諾貝爾物理學(xué)獎獲得者進(jìn)行研究,我們發(fā)現(xiàn)不少獲得諾貝爾獲得者具有哲學(xué)思維,能夠運(yùn)用抽象的哲學(xué)觀念來分析和獲取原始性創(chuàng)新的靈感。比較典型的例子有:薛定諤同時致力于物理學(xué)基礎(chǔ)和哲學(xué)問題的研究從而提出“色原說”, 湯川秀樹將中國古典哲學(xué)的思想融入到物理學(xué)理論的研究,把較大范圍內(nèi)的事物理解成一個整體,從而預(yù)言新粒子即介子的存在。
3.6借鑒數(shù)學(xué)理論和方法
數(shù)學(xué)作為一門工具性學(xué)科,可以通過數(shù)學(xué)描述、建立數(shù)學(xué)模型、設(shè)計有效的算法、采用系統(tǒng)的符號語言和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行邏輯推理與邏輯證明等方式,有助于提高原創(chuàng)者的思維效率,使得研究對象更為簡化和精確,因而常被應(yīng)用于原創(chuàng)實踐中并取得突破性成果,與其他創(chuàng)新技法相比,借鑒數(shù)學(xué)理論和方法產(chǎn)生的使用頻率很高,譬如海森堡利用“矩陣力學(xué)”揭示量子力學(xué)最基本的性質(zhì),威爾孫利用統(tǒng)計力模型的變換矩陣方法對與相變有關(guān)的臨界現(xiàn)象做出理論解釋,費(fèi)因曼運(yùn)用路徑積分方法、施溫格運(yùn)用積分方法進(jìn)一步發(fā)展了量子電動力學(xué)等等。
3.7借鑒計算機(jī)原理和方法
計算機(jī)也是一門工具性學(xué)科,它不僅具有數(shù)學(xué)手段的簡化、精確,而且還有快速的特點。在物理學(xué)領(lǐng)域的原創(chuàng)實踐中,計算機(jī)的理論及方法常常與數(shù)學(xué)的理論和方法結(jié)合起來綜合運(yùn)用。譬如,阿爾瓦雷茨設(shè)計半自動測量儀,聯(lián)上計算機(jī)并利用數(shù)據(jù)分析方法發(fā)現(xiàn)了許多共振態(tài),并由此獲得諾貝爾物理學(xué)獎有計算機(jī)背景,赫爾斯、小約瑟夫?泰勒等運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)為等離子創(chuàng)建模型從而發(fā)現(xiàn)一種新型的脈沖星,霍夫特、韋爾特曼通過改進(jìn)計算機(jī)程序進(jìn)行非阿貝爾規(guī)范理論的重正化等等。
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