1、創(chuàng)造力的養(yǎng)成Cultivation of creative ability清華大學(xué)清華大學(xué) 金涌金涌2011.5科研創(chuàng)新能力是未來國際競爭主要體現(xiàn)科研創(chuàng)新能力是未來國際競爭主要體現(xiàn)p經(jīng)濟(jì)實(shí)力、國防實(shí)力、民族凝聚力、綜合國力的競爭，最終決定于： 科技水平、人才素質(zhì)，創(chuàng)新能力的競爭p科技進(jìn)步是社會(huì)發(fā)展的內(nèi)生要素，技術(shù)轉(zhuǎn)移會(huì)遇到多種扼制。一流技術(shù)是市場換不來的 通過引資、讓出市場，會(huì)失掉自有技術(shù)和品牌，成為依附性國家：l自1984年德國大眾合資建第一個(gè)汽車組裝廠開始，各國與中國“一汽”、“東風(fēng)”、“上汽”三個(gè)規(guī)模最大，最具有政策和資源優(yōu)勢的廠已合資20年，沒有出現(xiàn)自主品牌車。l取得突破的是“奇瑞”、

2、“吉利”等民營汽車廠。l洗衣粉的引資失去了“活力28”、“白貓”等所有品牌，一直仍在賣含磷洗衣粉。一流技術(shù)是買不來的外國不會(huì)把第一流技術(shù)賣給潛在的競爭者。l從美國UOP公司引進(jìn)五條十二烷基苯生產(chǎn)線，全部是用劇毒的氫氟酸作催化劑，是美國已淘汰的技術(shù)。l80年代我國布置下120條彩色電視生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)沒有買到彩管技術(shù)。 引進(jìn)了彩管生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)電子槍關(guān)鍵技術(shù)沒有生產(chǎn)特許權(quán)。 引進(jìn)了電子槍生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)電視已平板液晶化、等離子化了。一流技術(shù)是模仿不來的 技術(shù)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，產(chǎn)品更新速度快，貿(mào)易和環(huán)保壁壘，沒有給學(xué)習(xí)者留下空間和時(shí)間。l我國是DVD世界第一生產(chǎn)大國，每臺(tái)DVD要向3C聯(lián)盟、6C聯(lián)盟交納專利費(fèi)，分別

3、為9美元和6美元，國內(nèi)每臺(tái)利潤要少于5美元。l只有依靠自主創(chuàng)新，才是唯一科學(xué)發(fā)展模式。資源、生存空間競爭資源、生存空間競爭市場競爭市場競爭科技競爭科技競爭文化競爭文化競爭創(chuàng)新不一定要昂貴的設(shè)備創(chuàng)新不一定要昂貴的設(shè)備發(fā)現(xiàn)石墨烯（2010年諾貝爾獎(jiǎng)）p安海姆，康諾沃肖洛夫，2004年曼徹斯特大學(xué)教授。p用膠帶從石墨上粘剝出薄片，再用膠帶反復(fù)粘貼，剝離2030層。p 在氮化硅基板上，用原子力顯微鏡觀察看到，單層石墨薄片的完美六邊形單層網(wǎng)格。厚度300萬分之一毫米。安德烈-海姆康斯坦丁-諾沃肖洛夫石墨烯創(chuàng)新不一定要昂貴的設(shè)備創(chuàng)新不一定要昂貴的設(shè)備發(fā)現(xiàn)石墨烯（2010年諾貝爾獎(jiǎng)）p它柔軟卻比鉆石更堅(jiān)硬，

4、超導(dǎo)電又如玻璃透明?？捎米饔|摸屏，超強(qiáng)、超輕復(fù)合材料。p它是P.R.Wallace 1940s 理論上預(yù)言過的二維晶體材料。p實(shí)驗(yàn)物理學(xué)不一定必須復(fù)雜設(shè)備，但要有創(chuàng)新思維。p埃瓦賈埃弗因 發(fā)現(xiàn)超隧道效應(yīng)，獲1973年諾貝爾物理獎(jiǎng)，稱其實(shí)驗(yàn)條件是 l 液氮 杜瓦瓶是借來的l 伏安計(jì)是用普通電表l 電子示波器則是新學(xué)的技術(shù)拓展p創(chuàng)造力廣博的知識(shí)占有 創(chuàng)新是以新方式應(yīng)用知識(shí)，解決實(shí)際問題，與知識(shí)的原始性發(fā)現(xiàn)完全不同。 萊斯利（劍橋校長）創(chuàng)造性成果創(chuàng)造性成果高資源占有高資源占有創(chuàng)造能力與年齡無關(guān)創(chuàng)造能力與年齡無關(guān)獲獎(jiǎng)時(shí)間姓 名獲獎(jiǎng)時(shí)年齡或發(fā)表論文時(shí)年齡研究方向1915年Lawreuce Bragg 1

5、890197125歲X射線晶體結(jié)構(gòu)分析1929年R. D. Broglie(1892-1987)1924博士論文32歲電 子波動(dòng)性1961年R. L. Mossbawer1929）1955研究生論文26歲,1958年獲博士學(xué)位穆斯堡爾效應(yīng)1972年J. R. Schrieffer1931）1957年作研究生時(shí)發(fā)表論文26歲超導(dǎo)理論1973年B.D. Josephson(1940)1962年劍橋研究生時(shí)論文22歲約瑟夫效應(yīng)p隨著高級知識(shí)的全球擴(kuò)散及低成本勞動(dòng)力的出現(xiàn)，美國在市場、科學(xué)和技術(shù)方面的優(yōu)勢開始受到侵蝕。p不強(qiáng)力鞏固美國的競爭力基礎(chǔ)，將很快失去自己的卓越地位p通過發(fā)展源于天才科學(xué)家和工程

6、師的新工藝，為全美公民創(chuàng)造全新的高質(zhì)量的工作。美科學(xué)院美科學(xué)院05.10咨詢報(bào)告咨詢報(bào)告站在風(fēng)暴之上站在風(fēng)暴之上p正是由于近代科技高速發(fā)展的光輝前景，世界自由貿(mào)易在一定程度內(nèi)得到放寬，金磚四國應(yīng)該是世界自由貿(mào)易的最大受益國。p發(fā)達(dá)國家在可以通過科技高速發(fā)展，獲取“比較優(yōu)勢”，壟斷高端市場，二次世界大戰(zhàn)前通過暴力手段達(dá)到目的，已不是最有利的手段了。使金磚四國有了一定的發(fā)展空間。p發(fā)達(dá)國家通過技術(shù)壟斷，知識(shí)產(chǎn)權(quán)，環(huán)境門檻，來保護(hù)其優(yōu)勢，科技競爭、人才競爭是國家間競爭的主要形式。 創(chuàng)新重點(diǎn)創(chuàng)新重點(diǎn)p重大需求：能源、資源、環(huán)境和和農(nóng)業(yè)、糧食和安全占突出位置。p引領(lǐng)未來：生物優(yōu)勢 信息換代 納米技術(shù) 新

7、能源、資源 海洋、激光p政策推動(dòng)：稅收優(yōu)惠：10%利潤投入技術(shù)創(chuàng)新，減稅 信貸優(yōu)惠 首臺(tái)政府采購，中外組合招標(biāo) 軍民聯(lián)合開發(fā) （美國3000億美元/年投入企業(yè)）中國創(chuàng)新能力不足的原因中國創(chuàng)新能力不足的原因p傳統(tǒng)思想束縛、教育方法缺失p價(jià)值觀扭曲 對勞動(dòng)者權(quán)益（包括腦力勞動(dòng)、體力勞動(dòng)）的漠視 資源價(jià)格的低估 環(huán)境成本的無視p行業(yè)壟斷，地方保護(hù)遺存認(rèn)知過程和思維方式的三次變革認(rèn)知過程和思維方式的三次變革p 亞里士多德的演繹法：從形式邏輯“三段論法”演繹，給知識(shí)以普遍的理論基礎(chǔ)。 如：大前提（金屬導(dǎo)電）、小前提（鐵是金屬）、結(jié)論（鐵能導(dǎo)電）p 培根的歸納法：科學(xué)研究從觀察和實(shí)踐出發(fā)逐級登攀，從特殊事

8、例上升到較低公理，多級歸納，最后上升至普遍公理。p 愛因斯坦的直覺法：“從特殊到一般，是直覺性的；從一般到特殊是邏輯性的”?！皢渭兺蒲莅l(fā)現(xiàn)不了重大科學(xué)原理。p 演繹、歸納、直覺的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)造力（創(chuàng)造力（Creativity）的定義）的定義l創(chuàng)造的能力是藝術(shù)的、智力的發(fā)明才能l創(chuàng)造力是根據(jù)一定目的、任務(wù)，在腦中創(chuàng)造出新技術(shù)、新產(chǎn)品形象，并使之實(shí)現(xiàn)的過程。l心理學(xué)家雷夫達(dá)爾：“創(chuàng)造力是人產(chǎn)生任何一種形式的思維結(jié)果的能力，這些結(jié)果是新穎的，是產(chǎn)生它們的人事先所未能預(yù)料的?！眲?chuàng)造的P4要素l創(chuàng)作者（Person）較著重創(chuàng)作者的人格特質(zhì)。l創(chuàng)造歷程（Process）著重創(chuàng)作者的心理

9、歷程。l創(chuàng)造產(chǎn)品（Product）著重創(chuàng)作者的作品。l創(chuàng)造環(huán)境推動(dòng)（Press）著重個(gè)人與環(huán)境的交互作用。創(chuàng)新特征創(chuàng)新特征p自然科學(xué)創(chuàng)新 p工程科學(xué)創(chuàng)新p藝術(shù)創(chuàng)新 尋找個(gè)性釋放、流派探求新發(fā)現(xiàn)原有發(fā)現(xiàn)相互包容，并行不悖，分別界定經(jīng)典力學(xué)、宇稱守恒屬于宏觀世界量子力學(xué)、宇稱不守恒.屬于微觀世界新發(fā)明原有技術(shù)破壞性、替代性的結(jié)果電話電子郵件電報(bào)驛站媚俗華麗排場高雅恬淡 淳樸矯情奇特 怪異病態(tài)金魚、猩猩派畫家創(chuàng)造者（創(chuàng)造者（Person）的人格特質(zhì)）的人格特質(zhì)l創(chuàng)造力人人皆有，“創(chuàng)造性”行為卻并非人人都具備。l創(chuàng)造力須有充實(shí)得知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)背景，但知識(shí)不等同于創(chuàng)造。l創(chuàng)造需要天才，但智力最高不等于有創(chuàng)造

10、力。l善于創(chuàng)造的人之人格素質(zhì)：想象力、聯(lián)想力、觀察力、好奇心、變通力。創(chuàng)造行為特征 創(chuàng)造發(fā)明不等同于高知識(shí)，高智力，是多因素的綜合，可能發(fā)端于微末之處。最簡單的可能是最好的。l光學(xué)玻璃透鏡制造專利 第一次世界大戰(zhàn)，潛艇技術(shù)的推動(dòng)，俄國要求向英國購買透鏡玻璃制造中關(guān)鍵專利。經(jīng)過盟國政府間交涉，耗費(fèi)了重金，購得專利說明書僅一句話：“在反應(yīng)過程中不停地?cái)嚢瑁瑲馀菁纯沙M?！?某雜志杜撰的笑話：美國航天局用十年的時(shí)間，數(shù)十億美元開發(fā)了一種在無重力條件下不漏水的記錄用筆，以后發(fā)現(xiàn)俄國一直用的是鉛筆。想象力（Imagination）l“想象比知識(shí)更重要。” 愛因斯坦l臆測性想象：指未曾實(shí)際經(jīng)歷，根據(jù)片斷資

11、料，推斷而創(chuàng)造構(gòu)想。l創(chuàng)造性想象：根據(jù)確定目標(biāo)，“無”中生“有”。l構(gòu)造性想象：根據(jù)多要素如用途、機(jī)能、效率、精密程度綜合而成。l替代性想象：欲改良已有事物地不合理，不方便之處。想象力（Imagination） 臆測性想象DL360L臆測性想象：全新臆推地球直徑的測算：公元前三世紀(jì)，亞歷山大圖書館長埃拉托色尼，利用在阿斯旺小鎮(zhèn)日光直射地面的同一時(shí)間，測亞歷山大市陽光傾角，計(jì)算出地球直徑R6378千米 7 L779千米 想象力創(chuàng)造性想象創(chuàng)造性想象：“無”中生“有”如可降解塑料的制造l采用在普通塑料（PP.PE）成型時(shí)，大量加入淀粉、木屑等，使生成可解體材料，廢棄后即分解成小塊。l采用發(fā)酵法，生產(chǎn)

12、乳酸，再用化學(xué)法聚合為乳酸塑料l采用在細(xì)胞內(nèi)合成聚羥基丁酸酯（PHB）塑料，用于人造器官。（以單細(xì)胞作反應(yīng)器）想象力構(gòu)造性想象構(gòu)造性想象：構(gòu)造型綜合創(chuàng)新l復(fù)合材料的制造：金屬纖維玻璃纖維碳纖維納米碳管 子午輪胎 隱形材料 導(dǎo)電布有機(jī)合成材料塑料橡膠l高強(qiáng)度l需再成形l不生銹l有彈性、塑性、易加工想象力替代性改良替代性想象：改良型創(chuàng)新l橡膠制品加工：（查爾斯古德伊爾 1839）從南美得到的天然橡膠，有優(yōu)異的彈性，但難以加工成特定的復(fù)雜形狀。（哥倫布發(fā)現(xiàn)并帶回歐洲）發(fā)現(xiàn)用輥軋機(jī)將其長的分子鏈拉斷，同時(shí)混入硫磺粉時(shí)，其變得有很好塑性，幾乎失去彈性：把這時(shí)的混煉膠放入膜具中成型，同時(shí)用蒸汽加熱，分子鏈

13、間可形成硫鍵，重新回復(fù)高彈性聯(lián)想力（Association）l聯(lián)想行為是自某種記憶、印象而引發(fā)的另一種觀念或心像的產(chǎn)生，包括：類似聯(lián)想：指對分類上近似之事物的聯(lián)想延伸聯(lián)想：指功能、特性、時(shí)空延伸聯(lián)想，創(chuàng)造發(fā)明逆反聯(lián)想：亦稱對立聯(lián)想，反向思維因果聯(lián)想：由因果關(guān)系引發(fā)聯(lián)想聯(lián)想力類似聯(lián)想l 類似聯(lián)想：仿生學(xué)l 膜分離技術(shù)：動(dòng)物消化系統(tǒng)，營養(yǎng)通過腸壁吸收與殘?jiān)蛛x，呼吸 系統(tǒng)肺胞吸收O2而與N2分開，排泄系統(tǒng)腎臟分離尿液。液液膜分離，用于海水淡化分離膜。氣氣膜分離，用于H2與CO2分離氣液膜分離，通過滲透氣化，從有機(jī)溶劑（苯、氯甲烷）中分離微量水l 南美“氣步甲蟲”對發(fā)明二元化學(xué)武器的啟示 ，H2O2

14、及時(shí)混合，成為毒氣。OHOH聯(lián)想力延伸聯(lián)想 延伸聯(lián)想：功能延伸 場致伸縮材料（壓電陶瓷）：在陶瓷受壓變形時(shí)，產(chǎn)生電流，或相反，通過電流時(shí)，會(huì)發(fā)生變形。 延伸到電動(dòng)機(jī)構(gòu)造，在陶瓷桿內(nèi)設(shè)置一組類似電極。 在順時(shí)分別向電極通電流時(shí)，陶瓷桿順時(shí)針連續(xù)變形 形成扭矩力，而造成微型電動(dòng)機(jī)聯(lián)想力逆反聯(lián)想逆反聯(lián)想：隧道二極管的發(fā)明l日本新力公司由江崎博士主持開發(fā)新一代晶體管，以提高鍺元素的純度為目標(biāo)，已達(dá)到99.99999999，再提純困難太大，成功無望。l新畢業(yè)生黑田由里子，提出反向思維，向純鍺內(nèi)攙雜，在攙雜加大到原含量的1000倍時(shí)，得到特殊性能的隧道二極管（負(fù)阻特性）獲成功。聯(lián)想力錯(cuò)位聯(lián)想l1970年S

15、pencer Silver想發(fā)明一種強(qiáng)力膠，結(jié)果得到更不粘的，無法固化的膠水。l1974年Arthur Fry 在教堂里唱歌，夾了張小抄，用Silver不干膠，用畢撕起不損紙張本身。l1980年3M公司制造了自粘性便條紙而流行 聯(lián)想力 擴(kuò)展聯(lián)想p整數(shù)維 分?jǐn)?shù)維p平衡熱力學(xué) 非平衡熱力學(xué)p函數(shù) 泛函p歐式幾何 非歐幾何p牛頓力學(xué) 相對論、量子力學(xué)變通力（Flexibility）l以新視角、方式、方法去看一個(gè)問題l伊倫.約里奧.居里（18971956）夫婦的不幸1930年W.玻特（W. Bothe 18911957）發(fā)現(xiàn)用粒子轟擊鈹，打出了一種強(qiáng)度不大，而穿透力很強(qiáng)，在磁場中不偏轉(zhuǎn)的射線。稱“可能

16、是射線之類的東西”。1932.1.居里夫婦發(fā)現(xiàn)石蠟不僅不吸收“鈹射線”，而從石蠟中打出了質(zhì)子，還認(rèn)為它是一種“新的射線”1932.2查德威克宣布鈹射線就是盧瑟福12年前預(yù)言的又一基本粒子中子，并獨(dú)獲1935年諾貝爾物理獎(jiǎng)1935年約里奧-居里夫婦獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)“人工合成放射性元素”。中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)鈹鈹鈹射線鈹射線石蠟石蠟質(zhì)子流質(zhì)子流粒子束粒子束卡文迪許實(shí)驗(yàn)室卡文迪許實(shí)驗(yàn)室居里實(shí)驗(yàn)室居里實(shí)驗(yàn)室（英）（英）（法）（法）SNp1928年英國物理學(xué)家迪拉克（年英國物理學(xué)家迪拉克（P.A.M.Dirac 19021984）預(yù)言存在反電子預(yù)言存在反電子p1932年美國物理學(xué)家安德森（年美國物理學(xué)家安

17、德森（C. D. Anderson 19051991）在研究宇宙射線時(shí)，在磁場云室中，發(fā)現(xiàn)與電子的徑）在研究宇宙射線時(shí)，在磁場云室中，發(fā)現(xiàn)與電子的徑跡相似，但偏轉(zhuǎn)方向相反的粒子軌跡，從而發(fā)現(xiàn)反電子跡相似，但偏轉(zhuǎn)方向相反的粒子軌跡，從而發(fā)現(xiàn)反電子，并獲，并獲1936年諾貝爾物理獎(jiǎng)年諾貝爾物理獎(jiǎng)p居里夫婦在早前也拍過類似照片，看到了但沒有理解到居里夫婦在早前也拍過類似照片，看到了但沒有理解到，從而再次與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂，從而再次與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂p1928年趙忠堯的關(guān)于硬年趙忠堯的關(guān)于硬射線的兩篇論文，已最早觀察到射線的兩篇論文，已最早觀察到正負(fù)電子對產(chǎn)生和湮滅輻射現(xiàn)象，瑞典皇家學(xué)會(huì)鄭重考正負(fù)電子

18、對產(chǎn)生和湮滅輻射現(xiàn)象，瑞典皇家學(xué)會(huì)鄭重考慮受獎(jiǎng)但梅特納等人報(bào)告她的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之不同，而放慮受獎(jiǎng)但梅特納等人報(bào)告她的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之不同，而放棄授獎(jiǎng)，但后證明是梅特納等人出了錯(cuò)誤。棄授獎(jiǎng)，但后證明是梅特納等人出了錯(cuò)誤。p居里夫婦用慢中子轟擊鈾時(shí)發(fā)現(xiàn)一種半衰期為居里夫婦用慢中子轟擊鈾時(shí)發(fā)現(xiàn)一種半衰期為3.5小時(shí)的元素，認(rèn)為它近似鑭（原子序數(shù)小時(shí)的元素，認(rèn)為它近似鑭（原子序數(shù)57），并），并認(rèn)為也許是一種認(rèn)為也許是一種“超鈾元素超鈾元素”（92以上）以上）p實(shí)際上他們已發(fā)現(xiàn)了核裂變，這半衰期為實(shí)際上他們已發(fā)現(xiàn)了核裂變，這半衰期為3.5小時(shí)小時(shí)的元素實(shí)為裂變產(chǎn)物釔（原子序數(shù)的元素實(shí)為裂變產(chǎn)物釔（原子序數(shù)7

19、0）p雖然約雖然約居里在居里在1935年就預(yù)言有核裂變發(fā)生可能及年就預(yù)言有核裂變發(fā)生可能及連鎖反應(yīng)可能，但沒有認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)，第三次錯(cuò)過連鎖反應(yīng)可能，但沒有認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)，第三次錯(cuò)過重大機(jī)遇重大機(jī)遇p哈恩（哈恩（O.Hahn 18791968年），證實(shí)這一半衰期年），證實(shí)這一半衰期為為3.5小時(shí)元素為釔，并證明為核裂變產(chǎn)物，獲小時(shí)元素為釔，并證明為核裂變產(chǎn)物，獲1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)變通力變通力l由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的狹窄單一，導(dǎo)致概念視域的偏狹，思維狀態(tài)單調(diào)滯化，因循守舊。l導(dǎo)致推理時(shí)空局限，想象天地窄小，甚至概念混亂。l有好的研究條件和長期的學(xué)術(shù)積累也可能無益于科學(xué)猜想或理論假說之孕生，反

20、而與重大科學(xué)成果失之交臂。擺脫慣性思維束縛的能力擺脫慣性思維束縛的能力p慣性思維，是生物大腦機(jī)械束縛于原有經(jīng)驗(yàn)。p跳蚤跳起高度一般為身長的400倍，放置于玻璃杯可輕松跳出。p加上一個(gè)透明的蓋子，再多次起跳，都重重地碰壁，逐漸調(diào)整了高度，不再撞蓋子了。p再拿走蓋子，跳蚤還在自由地跳動(dòng)，很長一段時(shí)間跳蚤都沒有能逃脫。p這種本能在人類活動(dòng)中將如何？“慣性思維”與兼收并蓄p“零”式飛機(jī)（輕盈、省油、火力強(qiáng)）對“野貓”戰(zhàn)績?yōu)?：17。后發(fā)現(xiàn)它無裝甲，高速下性能差，被稱為“飛行燈籠”遭淘汰。同樣的設(shè)計(jì)理念表現(xiàn)于“本田飛度”汽車上，被稱為“易拉罐”。轎車胎寬度每減少10mm,節(jié)油0.51升/百公里。但制動(dòng)性

21、、安全性下降，但良好的駕駛習(xí)慣比“裝甲”更實(shí)用?！皯T性思維”與兼收并蓄p“虎”式坦克，88mm強(qiáng)火炮，重裝甲，大裝彈量和5人機(jī)組，導(dǎo)致加寬履帶，增加負(fù)重輪（16軸8組），液壓減震，制造成本高，雖戰(zhàn)績?yōu)?3：150（北非戰(zhàn)場），但數(shù)量不足。以同樣慣性思維，推出“寶來”轎車，同樣曲高和寡，銷路不暢，只要把激光焊改為普通焊，成本會(huì)下降很多?！皯T性思維”與兼收并蓄p“野馬”式飛機(jī)速度快，加速性能好，原因是： 誕生于肯德伯格（德籍）工廠，整體設(shè)計(jì)理念好。 英國水冷渦輪增壓式“墨林”發(fā)動(dòng)機(jī) 比利時(shí)M2機(jī)槍，以平衡之美成為二戰(zhàn)中最優(yōu)秀的戰(zhàn)機(jī)。美國汽車掛著美國品牌的汽車，也博采各家之長。通用的別克凱越車： 原

22、型是韓國大宇Nubira（意大利設(shè)計(jì)師的車身） 發(fā)動(dòng)機(jī)（1.8升）屬于澳大利亞霍頓公司 變速器屬于德國ZF公司“慣性思維”與兼收并蓄交叉與組合能力 “凡能自由想象，并把互不相干的各種觀點(diǎn)結(jié)合起來的人，就是最勇敢，最有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)者。 “思維活動(dòng)中最困難的是重新編排整理一組熟悉的資料，并且擺脫當(dāng)時(shí)流行的理論，從不同角度著眼看待它”。 H. Buuerfield “這種交叉組合作用似乎是創(chuàng)造性思維的本質(zhì)特征” 愛因斯坦大爆炸宇宙論大爆炸宇宙論伽莫夫（George. Gamow 1904-1968)于20世紀(jì)40年代提出大爆炸模型根據(jù)是： 河外天體元素光譜譜線有系統(tǒng)性的譜線紅移，紅移與距離成正比，若

23、用多普勒效應(yīng)解釋，必有大爆炸產(chǎn)生。 球狀星團(tuán)同位素測得年齡，都在宇宙溫度降至幾千度后產(chǎn)生，短于150200億年。 許多天體氦豐富度為30左右，為宇宙早期高溫時(shí)產(chǎn)生，不能用恒星內(nèi)部核反應(yīng)解釋。 1965測得宇宙背景輻射，溫度約3K與大爆炸宇宙論假設(shè)說推算值相符合，但在解釋星系形成，均勻各向同性的起源等方面，尚有困難。因大爆炸宇宙模型，1978年彭齊亞斯和威耳遜獲諾貝爾獎(jiǎng)；而伽莫夫已于1968年逝世。大分子三大分子三維排序可維排序可作遺傳基作遺傳基因信息傳因信息傳遞的物質(zhì)遞的物質(zhì)基礎(chǔ)基礎(chǔ)測出測出DNAT胸腺嘧胸腺嘧啶啶A腺嘌呤腺嘌呤C胞嘧啶胞嘧啶G鳥嘌呤鳥嘌呤四種堿基數(shù)四種堿基數(shù)目相同目相同蛋白質(zhì)

24、結(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)螺旋排螺旋排列列DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)的確認(rèn)的確認(rèn)最初采用最初采用堿基同配堿基同配A-AC-CT-TG-G最終模型：最終模型：糖糖-磷酸苷磷酸苷螺旋骨架，螺旋骨架，T-AC-G堿基配對堿基配對薛定諤薛定諤(E. Schrodinger)生命是生命是什么？什么？1944E. Chargaff和和R.D. Hotchkiss色層分析色層分析1948鮑林（鮑林（L. C. Pauling)X射線衍射射線衍射1950弗蘭克林，弗蘭克林，威爾金斯威爾金斯DNA X衍射衍射照片照片1951J. Donohue的批評的批評1953沃森沃森(J. Watson),克里克克里克(F. Cric

25、k)自然，自然，4356期發(fā)表期發(fā)表1953.3.25DNA（脫氧核糖核酸）雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)（脫氧核糖核酸）雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)T胸腺嘧啶A腺嘌呤C胞嘧啶G鳥嘌呤FRANKLIN 和她的X光衍射圖片p蜜蜂基因組共有2.36億個(gè)堿基對。p人類基因組的堿基對要比蜜蜂多十倍以上?；驕y序的直接應(yīng)用p全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS） 已查明心臟病、糖尿病、癌癥、自身免疫病人常見DNA變異； 對精神病、哮喘、老年癡呆、骨質(zhì)疏松等癥也可能出現(xiàn)變異。p千人基因組計(jì)劃 已確認(rèn)了1500萬個(gè)基因變種可能。通過對人類遺傳密碼正確排序的比對。p對理解引發(fā)疾病的復(fù)雜遺傳、環(huán)境因素、隨即突變等各因素作用有意義p對早期篩選高危人

26、群和治療更有針對性“人造生命細(xì)胞人造生命細(xì)胞”（synthia）-k文特爾文特爾團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)p將“山羊支原體”的內(nèi)部挖空，注入“覃狀支原體”的DNA,使新的支原體自我繁殖。p植入的DNA片段包含的850個(gè)基因，（人類的DNA有20，000個(gè)基因）。p可用制造特定藻類，吸收CO2，加速疫苗、食材、新物質(zhì)合成。p可對自然生物多樣性和制造生物武器造成威脅。p研制出“一個(gè)完全由人工合成的基因體所控制，且可自我復(fù)制的細(xì)胞，是一種徹底的基因工程，還不能稱合成細(xì)胞。”交叉領(lǐng)域的成就交叉領(lǐng)域的成就從多學(xué)科聯(lián)合探究入手諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段獲獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)交叉學(xué)科數(shù)比率19011925692536.2319261950

27、742635.1419511975964142.9119762000954547.3733413741.02觀察力（Observation）l對小概率現(xiàn)象的觀察l對平淡無奇事物的注意l對交叉領(lǐng)域的觀察l對跨尺度現(xiàn)象的觀察善于發(fā)現(xiàn)已有理論與實(shí)踐的矛盾勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)理論、堅(jiān)持、反復(fù)完善。對小概率現(xiàn)象的觀察2002年諾貝爾物理獎(jiǎng)關(guān)于中微子的研究p利用e +37Cl37Ar*+e-反應(yīng) 發(fā)現(xiàn)太陽的電子中微子e丟失了2/3。p發(fā)現(xiàn)丟失的原因是e （電子中微子） （繆子中微子），說明中微子存在震蕩現(xiàn)象，進(jìn)而證明了中微子有質(zhì)量。p通過1987.2.23大麥哲倫星云中超新星爆發(fā)（百年一遇典型的小概率事件），Ko

28、shiba測定了中微子質(zhì)量的大小。p由此Koshiba獲得2002年1/2的諾貝爾獎(jiǎng)。對平淡無奇事物的觀察力對平淡無奇事物的觀察力l1930年H.Pines在分析石油裂解產(chǎn)物中不飽和烴含量時(shí)，用與H2SO4反應(yīng)，測烯烴生成酯后進(jìn)入水相的量，油相減少。l長時(shí)間放置，發(fā)現(xiàn)油相反轉(zhuǎn)增加，未被重視。l1932年申請專利（UOP）異丁烷正丁烯 高辛烷值汽油 l1940年產(chǎn)業(yè)化，高辛烷值汽油運(yùn)到英國用于二戰(zhàn)。HF、H2SO4 烷基化對偶然出現(xiàn)事物的觀察力p生物學(xué)家弗萊明（A. Fleming，美）注意到窗外葡萄球菌（致命病菌）培養(yǎng)皿被污染，出現(xiàn)被分解的透明斑塊。p能抑制葡萄球菌生長的是青霉菌代謝產(chǎn)物（青霉

29、素）是樓上一位學(xué)者研究青霉菌時(shí)飄落下來的。該論文1929年發(fā)表。p1939年生化學(xué)家錢恩（E. B. Clain，英）和弗洛里（H. W. Florey 英）注意到該論文，分離出青霉素晶體，證實(shí)其療效，且對人毒性小。p1940年美軍方介入，開發(fā)了大規(guī)模深層發(fā)酵技術(shù)深層發(fā)酵技術(shù)，這一突破從二戰(zhàn)至今，抗生素拯救了無數(shù)人的生命，也為當(dāng)今發(fā)展生物技術(shù)打下基礎(chǔ)。對跨尺度現(xiàn)象的觀察力對跨尺度現(xiàn)象的觀察力p從個(gè)體尺度（厘米尺度）：水蚤在水面滑行，壁虎在天花板上爬行，難以解釋。p從納微尺度：水蚤腳底的納微米毛刺可滯留氣泡，使它踏著氣泡浮于水面 壁虎腳底的納微米毛，具有活性細(xì)胞組織，靠分子間作用力實(shí)現(xiàn)在任意表面

30、上的黏附。p都是跨尺度行為交互作用的例子。壁虎腳底毛的微結(jié)構(gòu)及黏附力壁虎腳底毛的微結(jié)構(gòu)及黏附力觀察力p德國著名內(nèi)科權(quán)威約翰.舍萊恩，醫(yī)術(shù)高超，啟發(fā)式教學(xué)，世人稱頌。p稱好醫(yī)生需要具備兩種品質(zhì)：敏銳洞察力 鍥而不舍的鉆研能力p稱當(dāng)時(shí)診斷糖尿病嚴(yán)重度時(shí)，最好親嘗尿液。p舍萊恩親自用手指蘸了一下，再舔一下，問誰愿跟著做，學(xué)生們表現(xiàn)不同。p勤奮的學(xué)生照樣作了，舍萊恩說：你們確實(shí)有執(zhí)著鉆研的精神，但是辨證的思維能力辨證的思維能力氣固流化床反應(yīng)器l細(xì)粉懸浮與氣流之中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)氣泡。l氣泡使氣流短路。l床層壓力被動(dòng)加大。l細(xì)粉夾帶增加?！耙环譃槎隙橐弧北孀C的思維能力辨證的思維能力l氣泡出現(xiàn)，使氣

31、流通量成數(shù)十倍增加，而細(xì)粉仍保持較高濃度。l尾渦使粉體強(qiáng)烈混合，溫度、濃度均勻。l暈層中氣體與細(xì)粉密切接觸，發(fā)生反應(yīng)。運(yùn)動(dòng)中的氣泡結(jié)論：理想的流化床反應(yīng)器氣泡必不可缺，結(jié)論：理想的流化床反應(yīng)器氣泡必不可缺，但要使它保持盡量細(xì)小，而不斷更新。但要使它保持盡量細(xì)小，而不斷更新。氣泡尾渦暈層風(fēng)險(xiǎn)承受力風(fēng)險(xiǎn)承受力p幼童在學(xué)習(xí)行走、說話等過程，依靠嘗試修改再嘗試直到成功的方法，以出色創(chuàng)造性方式認(rèn)識(shí)世界。p成年人面對新事物時(shí)，首先以前人理論、公式、經(jīng)驗(yàn)來規(guī)范，據(jù)以進(jìn)行實(shí)踐，確實(shí)提高了成功的把握。p這一過程卻也是風(fēng)險(xiǎn)承受能力下降，洞察原生新事物能力衰退的過程。p學(xué)習(xí)實(shí)踐乃是真實(shí)知覺和創(chuàng)造過程的本質(zhì)。創(chuàng)造發(fā)明

32、中直覺的作用創(chuàng)造發(fā)明中直覺的作用下意識(shí)所形成的大量組合中，大多數(shù)是乏味的、無用的，其中只有若干組合是和諧的、美的、有用的，會(huì)激起我們的直覺?！爸庇X”驅(qū)動(dòng)“理性思維”根據(jù)“直覺”而深入思考求索。“理性思維”引導(dǎo)“直覺”“直覺”非憑空而來，源于經(jīng)驗(yàn)與思維理性化。逐漸形成具體假說，而實(shí)際看到的也許只有模糊的暗示?？茖W(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生。 Perutz愛因斯坦70歲“自述”中說，他選擇物理而非數(shù)學(xué)，是因?yàn)樵谶@一領(lǐng)域“易識(shí)別出那種導(dǎo)致深邃知識(shí)的東西，而把其他許多東西撇開不管”。從浴缸中的旋渦在北半球是反時(shí)針，到發(fā)現(xiàn)北半球臺(tái)風(fēng)也是反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。科學(xué)創(chuàng)造不是純理論主義的，更可能是

33、“理性”與“非理性”，“邏輯”與“情感”的奇特結(jié)合。 彭加勒 法國科學(xué)家堅(jiān)持力細(xì)胞癌基因的研究p1910年Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤（一種瘤）細(xì)胞裂解物，經(jīng)除菌濾器后，注射到正常雞體可致癌。首次提出癌變是病毒(RSV）引起，到60年代初被廣泛接受，1966年85歲的Rous獲諾貝爾獎(jiǎng)。p Temin發(fā)現(xiàn)是RSV在誘導(dǎo)細(xì)胞癌變時(shí)，可將自己的遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給正常細(xì)胞。黑子水谷證明存在逆轉(zhuǎn)錄酶可用RNA為模板合成DNA。1975年獲諾貝爾獎(jiǎng)。p Bishop創(chuàng)立癌基因理論：即正常細(xì)胞都帶有能導(dǎo)致自己癌變的基因，它有控制細(xì)胞增殖等作用，一旦受病毒感染、化學(xué)致癌物作用，使這些基因突變，引發(fā)細(xì)胞癌變。1989年獲諾貝爾獎(jiǎng)。創(chuàng)造發(fā)明的心理動(dòng)機(jī)好奇心好奇心（Curiosity）l懷疑的心理：遇事問清楚來龍去脈l求證的心理：付諸驗(yàn)證的心理l求知的心理：探求真相，發(fā)現(xiàn)因果關(guān)系l求新、求變的心理：力圖改變現(xiàn)狀，而進(jìn)入創(chuàng)造發(fā)明之門。愛因斯坦：愛因斯坦：“我沒有特殊的天賦，我只有強(qiáng)烈的好奇心。我沒有特殊的天賦，我只有強(qiáng)烈的好奇心?！眲?chuàng)造發(fā)明的心理動(dòng)機(jī)事業(yè)心事業(yè)心（Ambition）l追求成功的心理：通