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再谈科技创新思维的模式

已有 531 次阅读 2023-6-5 09:49 |系统分类:论文交流

再谈科技创新思维的模式

杨文采

浙江大学地球科学学院,杭州310027

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  杨文采,地球物理学家,中国科学院院士。曾任国家现代地质勘查工程中心主任,中国地球物理学会和中国地质学会常务理事。现任浙江大学地球科学学院教授,《地质论评》主编。研究方向为地球物理正反演、地球成像和大陆动力学。

  在《从作用量原理看模仿型与创新型科技发展模式》(《科技导报》2023年第4期)中,笔者讨论了科技创新(简称科创)的2种不同模式,现进一步讨论科创思维的内容和层次。人的意念中有一种有价值的存在——追求真善美。真(truth)指人追求真理的意念和行为。科创思维推动知识的积累和科技的进步,创造更加接近真理的科学理论和应用技术原理。

  科创的起点是站在巨人思维成果的基础上,探寻他人还没有发现的更理性、更客观、更精准或者更系统的自然规律。常见的科创思维模式包括以下5 个不断推进的层次。

  1)质疑,对已有的观念与理论进行质疑,检查自己学习得来的知识有没有问题。例如,牛顿认为哥白尼的太阳系行星运动理论是正确的,然后问:地球为什么会围绕太阳有规律地旋转?动力是什么?质疑就是站在巨人的肩膀上提出疑问,想他人之不想,发现问题,予以完善、发展。

  2)创新概念,对事物的组成、结构、属性和行为特征形成更为精准的概念。例如,牛顿想到对物质运动速度要有更为精准的概念来描述,这就是导数。但是为了推出导数的概念,还要对极限和连续进行精准的定义。

  3)创新模式,认知事物发展演化的全过程。例如,牛顿从试验数据推测到物质运动的加速度和作用力成正比,他探讨出一个刚性质点的简约模型,指出运动的加速度和作用力成正比的比例系数为质点的质量。后来,爱因斯坦又从刚性质点的简约模型,质疑牛顿理论的过分简约的问题。

  4创新理论认知事物发展演化内在的规律和机制。例如牛顿从概念和模型的创新推导出经典的力学理论爱因斯坦经过创新光速运动概念和模型推导出广义相对理论。

  5)应用创新,以创新的普适性理论为根据,联系具体应用的问题,更新应用技术的理论根据,发展应用技术的新原理。应用创新的目的是要做他人之不做,发明新技术原理。模仿型科技创新就是应用他人的理论创新进行的应用创新;这个层次的研究是促进科学理论创新转换为生产力的关键步骤。改革开放以后,中国在应用创新方面取得了伟大的成果,典型的例子如中国的高铁。从层次(1)到层次(4)的研究称为从“0”到“1”的基础科学研究。由于参加的群体增加一个级次,层次(5)的研究又称为

  从“1”到“10”的应用科学研究,它和从“10”到“100”的新技术研发一起,统称为“科技研发”。在西方,从“1”到“10”的应用科学研究通常在大学进行,受企业资助;而从“10”到“100”的新技术研发在企业研发部进行,计入企业运行成本并予以免税。

  值得指出的是,一度被热议的“元认知”概念,其实并不是一个新概念。“元认知”英文是“meta⁃cognition”“, cognition”翻译为“认知”,而词头“meta”有多个含义,主要含有“变”的意思。“metacog⁃nition”的定义是通过有意识的自我检测思维调整和改变自己的认知,从而修改行动计划和行为模式。早在2500年前,孔子就说,君子要“吾日三省吾身”,意思是知识分子每天都要自觉检测自己的思想意识,以更好地实行“齐家、治国、平天下”的理想。儒家的自省认知理念,在中国人头脑中早已经存在,“metacognition”的理念和中国人的自省认知理念本质上一致。因此,“metacognition”就是自省认知,我们不必引进“元认知”这样的所谓“新概念”。西方人强调的是用力量和竞争取胜,不重视自省,所以很晚才意识到metacognition。

  科学知识是人类认知思维和科学实验取得成果的积淀。中国大陆在地理上有发展农业的良好自然环境,可以企望天人合一、风调雨顺,通过自省认知来维持可持续发展。因此,以往中国人缺乏努力追求力量来在竞争中取胜,科学理论创新相对缓慢。现在,中国已经通过自省调整改变了传统的认知思维,推行发展科技创新型社会的政策导向,对改善科技原始创新环境一定能够产生强大的推动。中国的年轻人一定要自强不息,努力创新科学概念、科学模式、科学理论和科学应用原理,为建设创新型的世界强国努力奋斗。

http://www.kjdb.org/CN/Y2023/V41/I9/1




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