科技方法论教学的几点思考

　　《自然辩证法》是沟通自然科学、社会科学和思维科学的桥梁，它 “神清宜放旷，思苦宜纵横”,其视野极其广阔。它除了要研究整个宇宙存在的本质及演化的奥秘 （ 自然哲学） ,科技的本质以及演化的动力及模式 （ 科技哲学） ,还要研究科技发生、发展所应用的普遍方法和一般方法 （ 科技方法论） .随着国家创新体系的建立和深入，讲授好科技方法论日显重要。

　　一、哲学是系统化、理论化的世界观和方法论。它既可指导我们做正确的事 （ 世界观） ,又可指导我们正确地做事 （ 方法论） .我们要正确地去做正确的事，离不开哲学思维方法。哲学思维方法教导人们在认识和改造世界中，应该坚持客观性原则、全面性原则、联系性原则、发展性原则、矛盾分析原则、批判性原则，应该把简单与复杂、具体与抽象、分析与综合、归纳与演绎、历史与逻辑等思维方法加以辩证统一。马克思的 《资本论》、列宁的 《国家与革命》、毛泽东的 《论持久战》，就是成功应用上述哲学思维方法的经典着作。

　　二、科技方法论的第二个层次，就是科技研究的一般方法，它包括观察与实验、比较与分类、类比与移植、假说与抽象、系统分析法、逻辑思维方法。

　　当代科技研究的前沿问题，除了相对论、宇宙学研究的极大的宇观世界，量子力学、分子生物学研究的极小的微观世界，还有就是当代生态学、思维科学、系统科学所研究的极其复杂的世界 （ 人脑、人类社会、生态系统） .我们在研究复杂世界时，离不开侧重于事物整体性、综合性、层次性、最优性的系统方法； 离不开包括了功能模拟法、黑箱方法、反馈方法在内的控制论思维方法。由信息革命所引领大数据时代，它所提倡的信息优先思维、数据思维、关联思维、算法思维更为思维方法的宝库增加了新的内容。

　　当代系统分析法，除包括系统论、控制论、信息论这老三论，还包括以耗散结构理论、协同学、超循环理论、混沌理论、分形理论、突变理论在内的一个新的学科群---复杂系统理论。这个理论所揭示的开放性原则、非平衡原则、非线性原则、涨落原则，它所刻画的 “协同效应”、 “因果循环效应”、 “蝴蝶效应”、 “突变效应”、“分形效应”、“自组织演化效应”,都给人类思维方式带来革命性甚至颠覆性的影响。

　　三、一百多年前，一个年仅26 岁的年轻人、专利局小职员，却单枪匹马地向物理学塔尖挺进，创立了分子运动论、狭义相对论、光量子假说这三项彻底改变物理学面貌的伟大成就，创造了所谓“爱因斯坦奇迹年”,这难道仅靠他用批判性思维摆脱 “绝对时空”缠绕，或者沿着逻辑思维推导，就能做出革命性的贡献吗？ 这就好比说，把石头堆起来就是房子一样。从一定意义上讲，这和爱因斯坦有惊人的想象力、天才的洞察力，以及孩童般的直觉、诗人般的形象思维等创造性思维方式是分不开的。

　　创造性思维方式是科研人员有所发现、有所发明、有所创造的非逻辑思维活动，它包括直觉思维、灵感思维、模糊思维、求异思维、逆向思维、框外思维、迂回思维、立体思维、辐射思维、联想思维等。

　　在科技史上，创造性思维导致了很多科学的创造。如电转成磁，磁可否转换成电的逆向思维，就导致了发电机的产生； 火箭本来是 “往上发射”的，但前苏联工程师却倒了过来，在半个世纪前研究出了 “往下发射”的钻井 （ 钻冰层、钻岩石） 的火箭，引起“穿地手段”的革命。集成电路由平面接线变为立体接线，极大地增强了电路的集成度； 罗巴切夫斯基跳出平面几何，发明了非欧几何，这些都是立体思维的硕果。创新在一定意义上讲，就是把不同事物组合在一起的能力。英国一位没有上过大学的实验员亨斯菲尔德，将 X 光机和电脑结合起来，从而发明了 CT 扫描仪，并获 1979年诺贝尔生理学医学奖，这是联想思维的一个生动体现。

　　善于以他山之石，攻此山之玉，即善于用横向思维方式，关注其他学科领域的理论与方法，洞察其与本学科的相似性、相通性，将其移植于本学科领域。如数学上有一个布劳威尔不动点定理： 只要是定义域包含值域，是连续函数，而且值域是封闭的，就必有一个不动点。美国经济学家德布鲁在 20 世纪 50 年代，从数理经济学角度严格论证了经济最优状态一定存在，从而获得了1983 年诺贝尔经济奖。其所用的工具就是布劳威尔不动点定理。商品价格就是一个有固定边界，闭集到自身的集合与影射，而且其变化函数是连续的，所以商品价格一定存在于一个不动点，这个点就是市场供求达到均衡时，商品价格与价值的对应点。可见横向思维，移植方法也是不容忽视的创造性思维方法。

　　有些问题，从正面思考解决不了，可拐个弯来想，以寻求解决问题的最佳方法，我们把它叫做迂回思维。如 20 世纪 50 年代，一个外国贵宾访问上海，在欢迎宴会上他乘酒醉将金珠闪闪的中国国宝九龙杯装进公文包，这九龙杯缺一个就不成套，十分可惜。可硬性索要有失外交礼仪。于是中方巧妙地安排了一个魔术表演： 只听一声枪响，桌上三个九龙杯一下少了一个，正当大家瞠目结舌时，魔术师彬彬有礼地走到那位外国贵宾面前说，刚才少掉的九龙杯就变到你的公文包里了。贵宾只好将包打开，让魔术师取出九龙杯，这时全场一片掌声。这就是采用迂回思维，以非常巧妙的思路、策略的手段，智取回国宝。

　　打破思维定势，跳出传统思维框架也不失为一种创造性思维方法。如第二次世界大战进入尾声，同盟军准备在法国诺曼底登陆。

　　要解决几十万机械化部队登陆，必须建造一个大型码头，否则，大型运输船无法停靠，重型武器上不了岸； 但要建造一个大型码头，要花巨额资金，更要命的是没有三、五年时间不行。后来美国巴顿将军异想天开，提出了一个出乎众人想象的方案： 用混凝土制成很重的箱子，首尾相连构成大船，沉入海底，在很短时间内就建造出了由预制件构成的10 余英里大型码头，从诺曼底登陆的盟军打得德国军队措手不及。再如辐射性思维朝四面八方想，既要获得一个解决问题的最好方法就是多种方法。如美国尤伯罗斯将耗资巨大，而政府分文不给的洛杉矶奥运会成功举办，不但没有负债反盈余 2 亿多美元。其做法一是想方设法节流： 利用该市已有的体育场所、大学生宿所接待运动员； 将游泳池、自行车赛场交给当地企业建，允许他们在场所营业、做广告。二是千方百计地开源： 接受赞助筹资 3. 85 亿美元，将奥运会广播播出权、电视独家播映权、吉利商标、指定照相器材都招标出售，筹资 5 亿美元。将奥运会门票提前一年出售，赚得一大笔利息。甚至将 1. 5 万公里的火炬接力赛以每公里 3000 美元出售。光荣、艰巨、神圣的使命，由于罗伯斯从四面八方开源节流而完美实现，这为人们运用辐射思维提供了一个出色的范例。

　　随着吴文俊开辟了机器证明定理的新时代，大量具有非创造性、准确性、严密性的思考任务 （ 如四色定理） 可交给电脑去完成，而使用具有高度流畅性、独创性、非逻辑性的思维方法越来越广泛。正如钱学森所言 “我们从现在开始，就应该把这个过程从不自觉变为自觉，利用现代科学技术的工具和方法……去开发人的智力。”[1]去培养现代化创新人才，去建设创新性国家，实现中华民族的伟大复兴。

　　参考文献：

　　[1] 刘圣恩。 人才学简明教程 [M]. 北京： 中国政法大学出版社 1987:30