熱烈祝賀2009創(chuàng)新方法高層論壇會議勝利召開！熱烈祝賀創(chuàng)新

1、熱烈祝賀2009創(chuàng)新方法高層論壇會議勝利召開！熱烈祝賀創(chuàng)新方法研究會成立！向參加首屆創(chuàng)新方法研討會的領(lǐng)導(dǎo)和專家們學(xué)習(xí)致敬！1自主創(chuàng)新，方法先行。創(chuàng)新方法是自主創(chuàng)新的根本之源（溫總理）人無我有，人有我優(yōu)（溫總理）2 創(chuàng)新方法學(xué)的探索 徐光憲 200910223匯報提綱一。從戰(zhàn)略層面探討創(chuàng)新方法學(xué)一A。創(chuàng)新的分類一B。分析過去創(chuàng)新不足的原因一C。解開諾貝爾獎情結(jié), 鼓舞超越洋人的信心和勇氣, 加速創(chuàng)新型人才培養(yǎng), 建設(shè)創(chuàng)新型國家一D。創(chuàng)新成就的評價標(biāo)準(zhǔn)一E?？茖W(xué)研究的三大方法一F?？茖W(xué)技術(shù)創(chuàng)新的各種類型一G。思維創(chuàng)新的幾種類型一H。工具和儀器的創(chuàng)新一I。 教育和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新一J。 高考制度改革

2、如何使素質(zhì)和知識并重？一K。 幾點建議二?？蒲袆?chuàng)新的戰(zhàn)術(shù)學(xué)三。小結(jié)：4一。從戰(zhàn)略層面探討創(chuàng)新方法學(xué) 一A。創(chuàng)新的分類：創(chuàng)新可以按照性質(zhì)、內(nèi)容、深度的不同分類。 1。按照創(chuàng)新性質(zhì)的不同可以分為（1）國家發(fā)展模式和中國特色社會主義道路和理論的創(chuàng)新，政治、立法、司法、軍隊現(xiàn)代化、行政管理、廉政建設(shè)等體制的創(chuàng)新（2）。經(jīng)濟(jì)金融創(chuàng)新，宏觀調(diào)控和交融監(jiān)督的創(chuàng)新，企業(yè)創(chuàng)新、規(guī)模效應(yīng)、集群效應(yīng)、企業(yè)文化（3）。教育創(chuàng)新，科學(xué)創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新，工程創(chuàng)新5一A 1。創(chuàng)新性質(zhì)分類（4）。R&D直到建成工廠企業(yè)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的“一條龍”創(chuàng)新 我看到大學(xué)的好些R&D做了一二十年，仍未轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其中因素之一是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)

3、問題。這個問題不解決，企業(yè)對R&D的投資積極性就不高，科研單位只能依靠國家撥給的科研基金，不能從自身取得成果的回報中得到進(jìn)一步發(fā)展的資金。好些科研單位被迫自辦企業(yè)，科學(xué)家去兼任企業(yè)家，用非所長。6一A 1。創(chuàng)新性質(zhì)分類(4)一條龍創(chuàng)新：知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題西方有200多年歷史，我國成立國家知識產(chǎn)權(quán)局只有20年?？茖W(xué)家、企業(yè)家、社會公眾對知識產(chǎn)權(quán)的意識薄弱。這是科技創(chuàng)新和國力發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。例1 我國軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不如印度，漢文處理軟件WPS失敗了，輸給Windows例2 青蒿素，同仁堂安宮牛黃丸等許多中藥品牌，都沒有在國外申請專利，非常吃虧。中國大陸獲得美國專利授權(quán)只占0。12，少于香港的0。13

4、和臺灣的3。（劉燕華發(fā)刊詞）例3端午節(jié)被韓國注冊專利，愛國華僑化大筆錢買回來，送還中國7一A 1。創(chuàng)新性質(zhì)分類(4)一條龍創(chuàng)新：知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題我國缺少規(guī)模經(jīng)濟(jì)，很多重復(fù)建設(shè)。例如稀土分離歐洲只有一個廠，即法國羅地亞，而中國有近100個稀土分離廠，生產(chǎn)能力15萬噸，大于全世界的需求量10萬噸，形成供過于求，使寶貴的稀土價格被壓低到只有1985年的40，國家蒙受巨大損失。8一A 1。創(chuàng)新性質(zhì)分類（5）。文化創(chuàng)新，文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)新，傳媒創(chuàng)新(包括政策下送，民意上傳的交流機(jī)制創(chuàng)新)，體育創(chuàng)新，工人農(nóng)民的創(chuàng)新等等，各行各業(yè)都有創(chuàng)新，都要創(chuàng)新9一A 2。按照科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容分類（1）新理論：新規(guī)律、新模型、

5、新概念等（2）新物質(zhì)：新粒子、新元素、新分子、新藥物、新材料、新結(jié)構(gòu)等（3）新實驗研究成果（4）新工具、新實驗儀器（5）新現(xiàn)象、新發(fā)現(xiàn)（6）新技術(shù)10一B。分析過去創(chuàng)新不足的原因 1。李約瑟難題：中國古代技術(shù)領(lǐng)先世界，為什么近代科學(xué)技術(shù)落后于西方？我的認(rèn)識：1）中國自古缺乏希臘歐幾里德幾何學(xué)的嚴(yán)密邏輯思維。2）科舉制度重視八股文，輕視科學(xué)技術(shù)。3）日本的明治維新成功，而光緒的維新失敗了。11一B 2 總結(jié)歷史經(jīng)驗教訓(xùn)2。八年抗戰(zhàn)時期，條件非常困難，大學(xué)生人數(shù)只有現(xiàn)在的千分之一，但卻培養(yǎng)了世界一流創(chuàng)新人才，原因何在？西南聯(lián)大的精神是什么？我的初步認(rèn)識：1）改革開放以前缺乏國際學(xué)術(shù)交流。2）行政干

6、預(yù)大學(xué)太多，1952年片面強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的?？平逃Ｊ?，從大學(xué)中分出許多?？茖W(xué)院，外語廢除英文（這是中國軟件人才不如印度的原因之一），只學(xué)俄語，經(jīng)行大規(guī)模的院系調(diào)整，使清華、交大、浙大等名校大傷元氣，自毀我國教育長城。3）批判馬寅初、曾昭掄等名師，壓制學(xué)術(shù)自由。4）應(yīng)試教學(xué)以教師為主導(dǎo)，應(yīng)對考試為目的，全面培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)，調(diào)動學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性不足。5) 現(xiàn)在要求短平快發(fā)表學(xué)術(shù)論文的壓力太大，而重要的原始創(chuàng)新論文，發(fā)表不容易，研究時間長。12一C 鼓舞信心和勇氣加速人才培養(yǎng)現(xiàn)在慶祝國慶60周年，黨中央提出科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)創(chuàng)新型國家，萬鋼部長指出：中國科技正步入歷史上最好的發(fā)展時期?？萍既藛T已達(dá)4

7、200萬人，研發(fā)經(jīng)費已達(dá)4570億?；A(chǔ)研究取得許多高水平成果。載人航天、探月工程、青藏鐵路等重大工程都取得巨大進(jìn)展，形勢無限美好。 我們要解開國人的諾貝爾獎情結(jié)，鼓勵青年學(xué)子樹立不迷信洋人，超越洋人的雄心壯志，把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提到新高度。13*新中國成立60周年，本土尚未有人獲得諾貝爾獎，國人對此有自卑情結(jié)。諾貝爾獎百年輝煌，但有幾點局限性。1。學(xué)科覆蓋面不廣，只有物理獎、化學(xué)獎、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、經(jīng)濟(jì)學(xué)獎、文學(xué)獎、和平獎。沒有數(shù)學(xué)、力學(xué)、地學(xué)、農(nóng)學(xué)、信息、航天、新材料、環(huán)境、工程科學(xué)、納米科學(xué)技術(shù)等獎。2。諾獎獲得者的成就差別很大，其中愛因斯坦是百年一遇的世界偉大科學(xué)家，居里夫人等是十年一遇

8、的偉大科學(xué)家，90是一年一遇的大科學(xué)家。3。諾貝爾獎的評審也有失誤，如DDT的發(fā)明人獲化學(xué)獎，航海燈塔的發(fā)明人獲物理獎等。門捷列夫Slater、Eyring、Gamov、相對論等均未獲獎14一D 創(chuàng)新成就的評價標(biāo)準(zhǔn)我認(rèn)為一個人或一個研究項目的創(chuàng)新成就可用強(qiáng)度因子和廣度因子的乘積來度量。強(qiáng)度因子是指這個創(chuàng)新成就的重要性和系統(tǒng)性，創(chuàng)新達(dá)到的的高度和難度。廣度因子是指這個創(chuàng)新成就影響地域的廣泛性（如全世界或全國），時間的持久性，和人口的普遍性（如全體人民或只限于科技界）。15一D 創(chuàng)新成就的評價 1。一級創(chuàng)新（1）全新重大理論的創(chuàng)新，如歐幾里德的幾何原理、牛頓力學(xué)、量子力學(xué)、相對論等。（2）基于實驗

9、的重大理論創(chuàng)新，如達(dá)爾文的生物進(jìn)化論，DNA的雙螺旋遺傳基因模型（3）影響最深遠(yuǎn)的重大技術(shù)創(chuàng)新，如中國古代的四大發(fā)明，引起工業(yè)革命的蒸氣機(jī)的發(fā)明，電器技術(shù)，核技術(shù)，導(dǎo)彈航天技術(shù)等。（4）國家發(fā)展模式創(chuàng)新16一D 創(chuàng)新成就的評價 2。二級創(chuàng)新（1）二級理論創(chuàng)新，如哥白尼的日心說，地質(zhì)學(xué)的板塊理論，門捷列夫元素周期律（2）一級理論的重要分支，如量子化學(xué)Heitler London，Pauling,Slater,Mulliken（3）重要新物質(zhì)、新射線的發(fā)現(xiàn)，如電子，中子，X射線的發(fā)現(xiàn)17一D 創(chuàng)新成就的評價 3。三級創(chuàng)新（1）二級理論的重要分支。如Fukui的前線軌道理論，Pople的量子化學(xué)計算

10、方法（2）新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，如C60，碳納米管4。四級創(chuàng)新，如合成化學(xué)中一種重要反應(yīng)5。五級創(chuàng)新，如微乳萃取6。六級創(chuàng)新，如新發(fā)現(xiàn)一顆小行星，一個星際分子18 鄧小平是當(dāng)前世界最偉大的創(chuàng)新政治家，因為他創(chuàng)建了中國特色社會主義模式，在改革開放的30年中，中國取得了舉世矚目的成就。在今后的30年中，不但經(jīng)濟(jì)將超越美國，而且還將以中國的科學(xué)發(fā)展觀、和諧世界觀影響整個世界，可能在21世紀(jì)消滅世界戰(zhàn)爭，其影響的深遠(yuǎn)、廣泛和持久，創(chuàng)新的重要性、系統(tǒng)性、難度和高度都是無人能達(dá)到的。19錢學(xué)森是20世紀(jì)20位世界科技巨人之一在科學(xué)技術(shù)方面，1989年在美國召開的國際科學(xué)技術(shù)會議上，錢學(xué)森被授予“世界級科學(xué)與工程名

11、人”稱號。1999年又被國際媒體選為“影響20世紀(jì)科技發(fā)展的20位世界級科技巨人之一。第一是愛因斯坦，然后是玻耳、居里夫人、馮卡門等，錢學(xué)森排名第18，是20位中唯一的亞洲人。所以錢學(xué)森是十年一遇的世界偉大科學(xué)家，超過一年一遇的一般諾貝爾獎得主。20要有超越洋人的信心和勇氣袁隆平對農(nóng)業(yè)科學(xué)的貢獻(xiàn)也超過一般的諾貝爾獎。劉東生獲Tyler獎，這是世界公認(rèn)的地質(zhì)和環(huán)境科學(xué)的諾貝爾獎。兩彈一星的元勛們的成就決不低于諾貝爾獎。所以我們中國人不要自卑，一定要有超越洋人的信心。21創(chuàng)造獲取諾貝爾獎的條件 上面講了諾貝爾獎的局限性，是為了克服自卑感，樹立信心。另一方面，我們也要創(chuàng)造條件，在一二十年內(nèi)有幾人獲諾

12、貝爾獎。上世紀(jì)前40年獲獎最多的是歐洲人，尤其是德國人。后來轉(zhuǎn)移到美國，到2100年應(yīng)該轉(zhuǎn)移到中國，替代美國成為諾貝爾獲獎?wù)叩拇髧?、?qiáng)國。2060年應(yīng)該與美國平分秋色。22一E?？茖W(xué)研究的三大方法1。實驗方法：科學(xué)實驗、科學(xué)考察、科學(xué)觀察2。理論方法3。計算方法（1）定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）與藥物設(shè)計、材料設(shè)計3（2）建立數(shù)據(jù)庫，分析整理，綜合集成，得出規(guī)律。例如天氣預(yù)報等23一E3?？茖W(xué)研究的計算方法（3）建立模型虛擬現(xiàn)實Modeling & Virtual Reality例1 小浪底水庫放水沖洗黃河泥沙例2 原子彈爆炸虛擬實驗，決定參數(shù)例3 創(chuàng)建串級萃取理論，建立模型，代替“搖漏斗”的小試

13、、中試、擴(kuò)大試驗的傳統(tǒng)模式，實行“一步放大”的稀土新工藝研究開發(fā)新模式24一E 3?？茖W(xué)研究的計算方法（4）從機(jī)器證明（吳方法），使幾何學(xué)的邏輯證明數(shù)字化，到人工智能，人機(jī)結(jié)合的大成智慧學(xué)、大成智慧辦公廳（錢學(xué)森）25一F?？茖W(xué)技術(shù)創(chuàng)新的各種類型1。理論創(chuàng)新：如量子力學(xué)、相對論、量子色動力學(xué)，規(guī)范場理論等。2。以實驗為基礎(chǔ)的重大理論創(chuàng)新：達(dá)爾文的生物進(jìn)化論，DNA雙螺旋模型的遺傳基因理論，基本粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型3?？茖W(xué)實驗創(chuàng)新4?？茖W(xué)工具創(chuàng)新：各種光譜儀，原子力顯微鏡，電子顯微鏡，各種天文望遠(yuǎn)鏡，激光，微波儀等26一F?？茖W(xué)技術(shù)創(chuàng)新的各種類型5。新現(xiàn)象、新元素、新物質(zhì)、新結(jié)構(gòu)、新材料的發(fā)現(xiàn)和合成：

14、放射性的發(fā)現(xiàn)，鐳元素的發(fā)現(xiàn)和提取，C60，C納米管等6。重大技術(shù)發(fā)明：核技術(shù)，導(dǎo)彈航空航天技術(shù)，生物技術(shù)，信息技術(shù)，合成化學(xué)技術(shù)等27一G 思維創(chuàng)新：1。重大的原始科學(xué)創(chuàng)新往往是從定性的形象思維到定量的邏輯思維的創(chuàng)新過程。例如光的本質(zhì)是微粒還是波動，長期爭論不休。19世紀(jì)末Maxwell提出光的電磁波理論，波動說勝利了。但又發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，波動說難以解釋。愛因斯坦在反復(fù)思考這個難題，忽然幻想：“假如我乘坐光速飛舟，我看到的光波會是什么樣子呢？”他想觀察者和光的運(yùn)動速度一樣，將會看到光波是許多靜止的波包（wave packet）。這個形象思維使他想到光波可能就是許多波包組成的。他把波包叫做光子，

15、那么光波就是一束光子流。28一G 1 愛因斯坦的光子理論光電效應(yīng)實驗發(fā)現(xiàn)不同頻率的光照射到不同金屬的表面，可以產(chǎn)生電流。例如頻率大于4.5x10的14次方/秒的光照射到金屬Cs表面可以產(chǎn)生電流，而金屬Pt表面需要頻率大于1.5x10的15次方/秒的光，于是愛因斯坦假定光子的能量E和光波的頻率成正比，即Ehv。光電效應(yīng)還觀察到光電流的大小和光輻射的強(qiáng)度成正比。 29一G 1 愛因斯坦的光子理論光電效應(yīng)還觀察到光電流的大小和光輻射的強(qiáng)度成正比。愛因斯坦認(rèn)為輻射強(qiáng)度等于光子的能量和光子密度的乗績，一個光子打出一個電子，電流的大小和電子數(shù)成正比。這些定量的邏輯思維完滿地解釋了光電效應(yīng)，于是創(chuàng)建了光子理

16、論。 30一G 1 愛因斯坦的光子理論 這個理論的重要性在于，它并不否定光的波動說，而是提出光既是波動又是微粒的“波粒二象性”。后來由于電子衍射實驗，證明電子也有“波粒二象性”，進(jìn)一步認(rèn)為原子、分子等都有“波粒二象性”，為量子力學(xué)的創(chuàng)建奠定基礎(chǔ)?！安６笮浴钡恼軐W(xué)意義還在于它的辯證思維，不同于只能回答“是或否”的形式邏輯思維。辯證思維對創(chuàng)新很有啟迪。31一G思維創(chuàng)新2.文理普適原理創(chuàng)新法我晚年常常在思考一個問題，覺得自然科學(xué)中的一個普適性的原理，往往可以在人文社會領(lǐng)域找到一個對應(yīng)的或相似的原理，反之亦然。這個假設(shè)，可以稱之為“文理普適原理”或“文理規(guī)律的相似性原理”。換句話說，有些規(guī)律對于自

17、然界和社會是普適的。找到這些普適的規(guī)律，對于我們認(rèn)識世界和改造世界有重要的意義，也可啟迪“觸類旁通”、“舉一反三”、“移花接木”、“遠(yuǎn)緣雜交”的創(chuàng)新思維。32一G 3. 第一個文理普適原理：“錢幣原理”: 一個錢幣都有正反兩面. 這個原理也可叫做 “相反相成原理”：事物常有相反相成的兩個方面。下面舉例說明。33一G3(1). 力學(xué)中的牛頓第三定律和人際關(guān)系學(xué)中的“推已及人”原理牛頓第三定律：作用反作用。作用和反作用是一個錢幣的兩面，兩者之間有定量關(guān)系，而且是相等的，這就表示兩者間的“相成關(guān)系”。人際關(guān)系學(xué)的 “推已及人原則” : 你希望別人對你友好（別人對你的反作用），那么你也要友好對人（你對

18、別人的作用）。儒家教導(dǎo)的“己欲立則立人，己欲達(dá)則達(dá)人，己所不欲忽施于人”，“老吾老以及人之老，幼吾幼老以及人之幼”，就是“推已及人原則”。34一G 3（1）佛學(xué)的“推已及人原則”和國際關(guān)系學(xué)的“雙贏原則”佛學(xué)的“推已及人原則”. 佛在四不壞凈成就經(jīng)中說：“若有欲殺我者，我所不喜，他亦如是，云何殺彼？我若不喜盜于我，他亦不喜，我云何盜他？我既不喜人侵我妻，他亦不喜，我今云何侵人妻婦？我尚不喜為人所欺，他亦如是，云何欺他？”。善有善報，惡有惡報，不是不報，時候未到國際關(guān)系學(xué)的“雙贏原則”. “雙贏原則”可以發(fā)展成為”和諧世界理論”。35一G 3(2)波粒二象性原理光的本質(zhì)是什么？答案有：17世紀(jì)牛

19、頓提出的微粒說和惠更斯提出的波動說，300年來長期爭論未休。19世紀(jì)后半葉，Maxwell提出光的電磁波理論，把光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)統(tǒng)一起來，波動說勝利了。但后來發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，波動說不能解釋。1905年愛因斯坦提出光子學(xué)說，認(rèn)為光是電場和磁場連續(xù)變化的電磁波，但電磁波的輻射能量卻是量子化的。輻射有一個最小的單位，叫做光的量子，或光子，它的能量E和動量p分別等于 E = hv, p = h/36一G 3（2）波粒二象性上面兩式的左邊是光子的能量和動量，右邊是光波的頻率v和波長，這二個式子把粒子性和波動性定量地聯(lián)系起來，確定了波粒二象性。后來De Broglie（德布羅意）為了解釋電子衍射實驗，認(rèn)為電

20、子流也有波動性，提出德布羅意方程。在Bohr的量子論、Einstein的光子理論和De Broglie方程的基礎(chǔ)上，Heisenberg創(chuàng)建了矩陳力學(xué)，Schrodinger創(chuàng)建了波動力學(xué)。后來證明兩者是等效的，合稱量子力學(xué)，成為20世紀(jì)物理學(xué)的二個最重要的的理論之一。進(jìn)一步又證明原子、分子也有波動性，使波粒二象性成為自然科學(xué)中的一個重要的普適規(guī)律。如果把光的本質(zhì)比作一個錢幣，波動性和粒子性就是它的正反兩面，這正反兩面被愛因斯坦公式定量地聯(lián)系起來。所以波粒二象性是相反相成原理的一個例子。37一G 3（3）提出萬有斥力定律現(xiàn)在要問：“相反相成”原理有什么應(yīng)用呢？現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，大到宇宙，小到粒子之

21、間，有四種相互作用力：萬有引力、電磁作用力、強(qiáng)作用力、弱作用力。如果確認(rèn)相反相成原理，那么我們可以推論或預(yù)測還有第五種相互作用力，即萬有引力的反面：萬有斥力。萬有引力定律是物理學(xué)中已知的定律，如果相反相成原理成立，我們可以問：有沒有“萬有斥力定律”呢？，前者和兩個物體的質(zhì)量成正比，后者是否和能量有什么關(guān)系呢？這些都有待做大量研究工作來證實或證偽。但因此可以提出問題，推動科學(xué)發(fā)展。38一G 3（3）新思維：萬有斥力定律我們知道銀河系有幾千億顆像太陽那樣的恒星，它們和銀河系的核心（稱為銀心，已經(jīng)觀察到銀心是一個黑洞，其質(zhì)量為太陽質(zhì)量的幾千萬倍）之間有萬有引力，從而形成銀河系。整個可見宇宙有大約10

22、0億個像銀河系那樣的星系。幾百個星系之間的萬有引力還能組成星系團(tuán)。但現(xiàn)代天文學(xué)觀察到星系團(tuán)之間不再互相吸引，而是互相遠(yuǎn)離，整個宇宙正在加速膨脹。什么力量導(dǎo)致宇宙加速膨脹呢？這是21世紀(jì)物理學(xué)面臨的重大難題之一。39一G 3(4) 質(zhì)量和能量也是一個錢幣的正反兩面 從相反相成原理的視角來看，物質(zhì)的質(zhì)量如果是一枚錢幣的正面，那么它的反面是什么呢？很可能就是能量。如果說，愛因斯坦的質(zhì)能聯(lián)系定律，E=mc2，表達(dá)了質(zhì)量和能量“相反相成”這一規(guī)律的相成的一面，那么它的相反的一面是什么呢？很可能就是：質(zhì)量之間有萬有引力，能量之間有萬有斥力。這些思路可能有助于對21世紀(jì)物理學(xué)難題（暗能量是什么？）的探索。4

23、0一G3（5）最大和最小是錢幣的兩面物理學(xué)中的最小作用量原理牛頓力學(xué)創(chuàng)立以后，哈密頓、拉格朗日等數(shù)學(xué)家將之抽象化，總結(jié)出最小作用量原理，牛頓力學(xué)方程可從中導(dǎo)出。物理學(xué)的運(yùn)動方程也可由此導(dǎo)出，例如光學(xué)中的折射定律。將一根筷子插入水中，從側(cè)面看去，筷子似乎在水中折斷，這是光線在水與空氣的界面折射所產(chǎn)生的錯覺，就是最小作用量定律在起作用：表現(xiàn)為光線總是走費時最小的途徑。因為光線在水中走得比在空氣中慢，為了節(jié)省時間，光線寧可走折線以縮短在水中的途徑。從表面看，似乎舍近就遠(yuǎn)，其實是舍慢就快。 41一G3（5）最大和最小是錢幣的兩面經(jīng)濟(jì)學(xué)中的最大效益原理：要使各種生產(chǎn)資源（人力和物力資源，如勞動力、科技、

24、資本、土地、資源、環(huán)境等）得到最優(yōu)化配置，以求獲得社會生產(chǎn)的最大效益。什幺是社會主義市場經(jīng)濟(jì)？市場經(jīng)濟(jì)就是效益經(jīng)濟(jì)，社會主義要求在社會成員之間的分配公平合理。所以社會主義市場經(jīng)濟(jì)效益公平。42一G3（5）最大和最小是錢幣的兩面如果福利太少，就不公平；反之，如果蛋糕完全平分，沒有體現(xiàn)按勞取酬的社會主義原則，那幺就會形成懶漢，影響效益和社會生產(chǎn)力，使蛋糕整體縮小了，結(jié)果還是減少每個人的收益。所以效益和公平要有一個最優(yōu)化的合理比例，得到最好的平衡。這就是社會科學(xué)中效益與公平的平衡原則。社會科學(xué)中的效益最大化原則對應(yīng)于自然科學(xué)中的最小作用量原理。社會科學(xué)中的分配公平原則對應(yīng)于熱力學(xué)中的趨向平衡的熱力學(xué)

25、第二定律。43一G 3(6). 線性科學(xué)和非線性科學(xué)也是一個錢幣的正反兩面線性科學(xué)：112， 整體局部之和, 相當(dāng)于科學(xué)方法論中的還原論非線性科學(xué)：11大于2，整體局部之和整體的協(xié)同作用。非線性科學(xué)：11小于2，整體局部之和 局部之間的內(nèi)耗、沖突、矛盾44一G 3(6) 非線性科學(xué)：11大于2例如“商品交換增益原理”：商品在互通有無的交換中，其使用價值得到增益。這一原理是市場經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。也是改革開放成功的基礎(chǔ)。信息在通訊交換中得到增益，信息與能量不同，是不守恒的。45一G3(6)非線性科學(xué)： “雙贏原則”與“內(nèi)耗論” “規(guī)模經(jīng)濟(jì)”與“塊狀經(jīng)濟(jì)” “雙贏原則”也是11大于2?！皟?nèi)耗論”是11小于

26、2，： 一個和尚挑水喝，兩個和尚抬水喝，三個和尚沒水喝。非線性數(shù)學(xué)：1x10000 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10000。 西方規(guī)模經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理：工業(yè)生產(chǎn)或商業(yè)運(yùn)作的規(guī)模越大，成本越低，經(jīng)濟(jì)效益越高。例如福特汽車高規(guī)模生產(chǎn)起家。家樂福、沃而馬等國際超市連鎖店就靠規(guī)模大，進(jìn)貨成本低，標(biāo)價低，營業(yè)額大，獲得大量利潤。中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的提升要發(fā)展規(guī)模經(jīng)濟(jì)。46一G 3(6)非線性科學(xué)： 浙江的“塊狀經(jīng)濟(jì)”這種規(guī)模經(jīng)濟(jì)，要有雄厚的資本。浙江農(nóng)民沒有大資本，怎么辦？他們發(fā)明了“塊狀經(jīng)濟(jì)”。例如紹興柯橋的輕紡、諸暨的襪子、溫州的打火機(jī)、領(lǐng)帶、義烏的小商品，是從農(nóng)民的家庭手工業(yè)開始的。后來一個村、一個鎮(zhèn)、任至一個縣都做同一行業(yè)，

27、而且組織起來，統(tǒng)一對外經(jīng)營，產(chǎn)品的數(shù)量以億或幾十億計，行銷國內(nèi)外，于是成為世界知名的塊狀經(jīng)濟(jì)。塊狀經(jīng)濟(jì)具有“集聚效應(yīng)”，相當(dāng)于西方的“規(guī)模效應(yīng)”。這是“浙江的創(chuàng)新模式”，是中國和平崛起經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個組成部分。47一G 3 (7). 人生也是一枚錢幣(7). 人生也是一枚錢幣, 失意和得意, 如意和不如意, 成功與失敗, 現(xiàn)實的人生與期望的人生, 都是人生錢幣的二面. 我在晚年感悟到幸福是一種相對的心理感覺,它是一個分?jǐn)?shù): 幸福 = 現(xiàn)實的人生 / 期望的人生現(xiàn)實人生的生活質(zhì)量, 不是你的主觀愿望可以任意改變的. 但你只要把期望值降低下來,就能提高幸福度. 這個公式大大增加了我的幸福感,享受到幸福

28、的樂趣,從而增進(jìn)了健康, 而健康更使我感受到幸福. 這是良性循環(huán)原理. 衷心推薦給大家共享.48一G 3 (7). 幸福的另一公式幸福是生活質(zhì)量對時間的導(dǎo)數(shù) 幸福 dL / dtL 生活質(zhì)量美國人的生活質(zhì)量比中國人高，但預(yù)計未來要降低。中國人預(yù)計未來會更好。所以中國人的幸福度比美國人高49一EG 3 (8).錢幣原理提高到哲學(xué)層面上,就是矛盾論中的對立統(tǒng)一規(guī)律但我認(rèn)識“錢幣原理”,不是從學(xué)習(xí)矛盾論,“由上而下(Top-Down)”推演出來的, 而是“由下而上(Bottom-Up)”, 考慮牛頓第三定律和推己及人原理有相似之處, 慢慢體會感悟出來的的. “由上而下(Top-Down)”與“由下而

29、上(Bottom-Up)”這兩種思維方法也是錢幣的正反二面, 我比較喜歡“由下而上(Bottom-Up)”, 在教學(xué)中用自己的切身經(jīng)驗, 對學(xué)生講道理, 也容易被學(xué)生接受. 錢幣原理可能在報刊文選中也有人提到過, 算不得創(chuàng)新. 但別人提到的,肯定和我上面東拉西抓的內(nèi)容不同, 這種“東拉西抓”也許就是一種創(chuàng)新思維.50一G4. 第二文理普適原理：周期變化規(guī)律:世界上的事物都在周期變化(1). 在自然界地球繞太陽運(yùn)動, 太陽繞銀河系的核心運(yùn)動. 原子中電子繞原子核運(yùn)動, 分子有平移運(yùn)動,轉(zhuǎn)動和振動,都是周期變化的各種狀態(tài)。(2). 門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素的化學(xué)性質(zhì)隨原子量的增加作周期變化, 創(chuàng)建了元素周

30、期律, 對新元素的發(fā)現(xiàn)起了非常大的指導(dǎo)作用。 他還啟發(fā)了玻耳建立原子模型, 以及后來愛因斯坦,薛定額,玻恩等許多重大創(chuàng)新。（3） 所以創(chuàng)新思維有多米諾效應(yīng)。51一G 4。周期變化規(guī)律(4). 直線運(yùn)動、圓周運(yùn)動等都可看作是波浪運(yùn)動的某種極限。(5). DNA, RNA, 蛋白質(zhì), 淀粉都有螺旋型結(jié)構(gòu).螺旋型上升是周期運(yùn)動的一種特殊形式。1953年Watson and Crick提出 DNA分子是由A T G C四種堿基分子組成的兩個長鏈，用氫鍵為橋，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)模型52一G 4（6）氣候也有周期變化竺可楨院士研究了我國幾千年來的氣候變化線。劉東生院士幾十年來研究的黃土斷層，發(fā)現(xiàn)它記錄了千萬年

31、來氣候的變化，與南極冰芯記錄的氣候變化很近似。研究過去的氣候變化規(guī)律，搜集全世界的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機(jī)分析處理，建立模型，可以預(yù)報氣候53一G 4（7）中國現(xiàn)代史有30年周期變化規(guī)律(7). 人類歷史的發(fā)展也有周期變化。 我發(fā)現(xiàn)中國 現(xiàn)代史有30年周期變化規(guī)律。 1919年五四運(yùn)動是中國的文藝復(fù)興運(yùn)動。1949年中國新民主主義革命成功, 新中國成立。1979年,鄧小平的偉大改革開放運(yùn)動啟動。2009年, 中國慶祝國慶60周年, 取得舉世矚目的成就。啟動第二個新的30年改革開放。2039年，經(jīng)濟(jì)規(guī)模將超越美國,引領(lǐng)世界和諧發(fā)展。54一G 4 (8). 季羨林先生的名言:“30年河?xùn)|,30年河西”這個

32、30年泛指世界歷史和文化的長周期變化, 意義是十分深遠(yuǎn)的. 西方文明主張征服自然, 向自然界過分索取, 人類已經(jīng)受到自然界的懲罰。 必須轉(zhuǎn)變到 “天人和諧” “人人和諧” “自身和諧” “世界和諧”的東方和諧文明思維。55一G 4 (9). 世界經(jīng)濟(jì)的興衰也有周期變化 世界經(jīng)濟(jì)興衰的長周期變化：1929年世界經(jīng)濟(jì)危機(jī). 2008年世界金融危機(jī)。對周期變化可以提出五W：What？Where？ Why？ Who？ How？金融、商品、石油、糧食、外貿(mào)的年、月周期變化。投資規(guī)模、消費需求、就業(yè)形勢、市場心理等的變化。 各國的股票市場指數(shù)的K線, 分鐘K線, 日K線, 10日K線, 50日K線, 年K

33、線等, 還有各式各樣用于預(yù)測的技術(shù)指標(biāo)的K線。56一G 5第三個文理普適原理：“放大縮小原理”5 （1）力的放大：“四兩撥千斤” 中國有句成語，叫做“四兩撥千斤”，這就是“力的放大”。例如杠桿、秤、齒輪、千斤頂?shù)龋谌粘Ｉ?，搬運(yùn)東西和機(jī)械工程中被廣泛使用。在科學(xué)研究中，我們要把一種已知的方法盡量推廣拓展到未知的的領(lǐng)域，這就是“創(chuàng)新”。下面舉一些例子，說明推廣“放大”的概念到其它領(lǐng)域，可以產(chǎn)生許多重要的創(chuàng)新。57一G 5（2）電流的放大和集成電路的縮小三極管的發(fā)明可以實現(xiàn)電流的放大，本世紀(jì)的三十和四十年代，是電子管的鼎盛時期。這是重大的技術(shù)創(chuàng)新。它曾為無線電，雷達(dá)，電子計算機(jī)和V型導(dǎo)彈的發(fā)明作

34、出了貢獻(xiàn)。1944年開始設(shè)計，1947年在美國IBM公司，完成了世界上第一臺計算機(jī)，一共用了18000個電子管，全機(jī)總重30噸，運(yùn)算速度僅333次/秒。1948年發(fā)明了晶體管，同樣可以放大電流，但體積，重量，耗電量均比電子管減少了100-1000倍。1959年有發(fā)明集成電路IC=Integrated Circuits，從而產(chǎn)生了微電子學(xué)和微電子工業(yè)，導(dǎo)致20世紀(jì)的信息革命。后又發(fā)明超大集成電路和納米電子學(xué)，以及未來的分子計算機(jī)和分子電子學(xué)。 58一G 5（3）光的放大：激光器的發(fā)明電流的放大產(chǎn)生了如此重大的影響，于是人們聯(lián)想到光是不是也能放大呢？1954年湯斯G.H.Townes首先實現(xiàn)了微波

35、的受激輻射放大Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation，將第一字母連起來稱為Maser ，譯為微波量子放大器。1960年從事紅寶石微波量子放大器研究的年輕人梅曼T.H.Mailman成功地研制出第一臺紅寶石激光器，實現(xiàn)了光波的受激輻射放大 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ，縮寫為Laser，譯為激光。59一G 5。放大縮小技術(shù)5（4）化學(xué)合成的自動放大-化學(xué)工程中的“相似理論”就是一種化工生產(chǎn)的放大理論。21世紀(jì)的自組裝化學(xué)，是化學(xué)發(fā)展的

36、方向之一。5（5）生命的放大-從卵細(xì)胞到生命的發(fā)育成長，發(fā)展成為現(xiàn)代的克隆技術(shù)。從以上這些看來不相關(guān)的事物中找出共同的東西-放大的理論和實踐。這也是一種科學(xué)方法。60一H. 工具和科學(xué)儀器的創(chuàng)新工具的創(chuàng)新對人類的發(fā)展至關(guān)重要, 在早期歷史上, 任至可以決定人類發(fā)展的時代特征, 例如舊石器時代, 新石器時代,青銅時代,鐵器時代等.到了現(xiàn)代, 科學(xué)儀器的創(chuàng)新也能使科學(xué)取得巨大進(jìn)展. 儀器工具的發(fā)明有多米諾效應(yīng),形成創(chuàng)新鏈和創(chuàng)新樹. 分析創(chuàng)新鏈和創(chuàng)新樹可以啟發(fā)創(chuàng)新. 下面以原子發(fā)射光譜為例，說明創(chuàng)新樹的樹苗，樹根，樹干和分支。61一H. 科學(xué)儀器的創(chuàng)新：光譜儀 1 創(chuàng)新樹苗： 物體加熱到高溫可以發(fā)光

37、是很早知道的事實。 2 創(chuàng)新樹根：1762年德國礦物學(xué)家A.S.馬格拉夫首次發(fā)現(xiàn)鈉鹽可使酒精燈火焰染成黃色，鉀鹽可染成紫色。這個新發(fā)現(xiàn)是原子發(fā)射光譜的創(chuàng)新樹根。 3 創(chuàng)新主樹干：世界公認(rèn)的原子光譜分析法是1859年G.R.基爾霍夫和R.W.E.本生合作的成果。他們以本生燈為光源制成第一臺用于光譜分析的分光鏡。62一H. 科學(xué)儀器的創(chuàng)新：光譜儀 4 創(chuàng)新樹的大分支：對第一臺原子光譜分光鏡的進(jìn)一步創(chuàng)新研究，至少要思考六個變量，構(gòu)成創(chuàng)新發(fā)展的六大分支：a 不同的研究對象-主族元素，過度金屬元素，鑭系元素，錒系元素，分子，物質(zhì)的凝聚態(tài)，任至原子核等。b不同的激發(fā)手段。c 不同的分光系統(tǒng)。d 不同的檢測

38、系統(tǒng)。e 不同的光譜模式，例如發(fā)射，吸收，吸收又發(fā)射等。f 科學(xué)研究的理論和實驗好比一個人的兩條腿，它們要交錯前進(jìn)，才能互相推動科學(xué)創(chuàng)新。例如氫原子光譜的研究導(dǎo)致玻爾提出氫原子模型和舊量子理論，最終導(dǎo)致量子力學(xué)，而量子力學(xué)的建立大大推動光譜學(xué)的發(fā)展。 63一H. 科學(xué)儀器的創(chuàng)新：光譜儀 5 創(chuàng)新樹的中分支：不同的激發(fā)手段： a 本生燈為光源，就是第一臺原子光譜分析儀 b 改用電弧或電火化為光源，可得到原子的紫外及可見光譜。 c 激光光源，則可得高分辨紫外及可見光譜。 d改用陰極射線為光源：彩色電視的顯象管。 e如以高能100千伏電子束照射重原子，則可以產(chǎn)生原子的X-光譜。 f如把高能電子束改為

39、超高能的氪離子束撞擊鉛靶，則能量大到足以擊破鉛原子核，產(chǎn)生第118號新元素等。 64一H. 科學(xué)儀器的創(chuàng)新：光譜儀6 創(chuàng)新樹的中分支：不同的光譜模式可以得到：a 思考原子發(fā)射光譜的逆過程：原子吸收光譜。b把研究對象從原子換成分子，就得到分子的紫外及可見吸收光譜。c把光源改為紅外光，就得到紅外光譜。d如改為微波光源，就得到微波譜。e如在微波譜基礎(chǔ)上外加一個強(qiáng)磁場，就得到順磁共振譜f如把微波光源改為能量小一千倍的射電短波，就得到核磁共振譜。g如改為X-射線光源，并測量打出來的光電子的能量，就得到光電子能譜。h 思考吸收后又發(fā)射的過程，得到拉曼光譜，熒光光譜等65一H. 科學(xué)儀器的創(chuàng)新：光譜儀7 小

40、分支：以上述每一項中分支為出發(fā)點, 又可有許多創(chuàng)新小分支，例如拉曼光譜，把光源改為激光，就得到激光拉曼光譜；把分光系統(tǒng)由棱鏡改為光柵，并加上傅氏變換技術(shù)，就得到傅氏變換拉曼光譜；把研究對象改為銀電極的電化學(xué)過程，就得到表面增強(qiáng)拉曼光譜等。8 科學(xué)研究除了必須購買的大型儀器設(shè)備外, 要自己改進(jìn)組裝附件或新儀器。這對創(chuàng)新至關(guān)重要66一I. 教育和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新1。教育要從智育為主轉(zhuǎn)變到素質(zhì)教育與智育并重. 2。素質(zhì)教育要樹立“二觀”“三感”“一論”，即科學(xué)發(fā)展觀，人生觀，社會責(zé)任感，時代幸福感，歷史使命感和科學(xué)方法論。3。十七大提出的科學(xué)發(fā)展觀，是馬克思主義、鄧小平理論和三個代表思想，與當(dāng)前中國

41、實際和世界形勢相結(jié)合的中國特色社會主義的世界觀。是馬克思主義的最新發(fā)展，是中國60年輝煌成就的理論保證，是中國模式的核心理論。67一I. 教育和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新4。我沒有讀過資本論和許多馬恩的經(jīng)典著作，所以過去不敢對學(xué)生講馬克思主義。后來學(xué)習(xí)了鄧小平偉人的一個重要講話，說：“馬克思主義有核心部分和非核心部分之分”。馬克思的最重要、最核心的世界觀是：“世界上的所有事物都是在運(yùn)動發(fā)展的，世界上沒有絕對靜止的東西”。這個觀點，我們學(xué)科學(xué)的非常容易接受，因為從宏觀來說，看上去靜止的高樓大廈，都是隨地球繞太陽而運(yùn)動，太陽又圍繞銀河系的核心而旋轉(zhuǎn)。從微觀來說，我們從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和光譜學(xué)知道，即使在絕對零度的固

42、體質(zhì)點也有零點振動能，也在不斷振動之中。我們講授物質(zhì)結(jié)構(gòu)和分子光譜時一定要強(qiáng)調(diào)這個零點振動能的哲學(xué)意義。68一I. 教育和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新5馬克思主義的認(rèn)識論就是”實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。6鄧小平還說“發(fā)展（指社會生產(chǎn)力的發(fā)展）是硬道理”，生產(chǎn)力的發(fā)展就是追求最大多數(shù)人民的共同富裕,全面小康. 這就是馬克思主義的價值觀或人生觀。7三感是指社會責(zé)任感，時代幸福感和歷史使命感。人是有知識的社會動物。做人的第一原則是要認(rèn)識自己是社會的一個成員。我們每一個人生下來到進(jìn)學(xué)校念書，凝聚著父母養(yǎng)育的恩情，師長教導(dǎo)的辛勞。我們吃的、穿的、住的都是前人勞動的成果，所以成人以后，一定要回報社會。這是社會責(zé)任感

43、。我們現(xiàn)在處于中國200年來歷史上最好的時代，是無數(shù)革命先烈犧牲奮斗換來的。今天慶祝國慶60周年，生逢盛世，我們感到十分自豪幸福。今后30年，中華復(fù)興、城鄉(xiāng)全面小康，不但經(jīng)濟(jì)超越美國，還要領(lǐng)引世界和諧發(fā)展。這個重?fù)?dān)在青年學(xué)生身上，要使他們充分認(rèn)識這個光榮的歷史使命。69一I. 教育和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新8。素質(zhì)教育不僅是政治課教師的責(zé)任. 我們每個專業(yè)教師都要在教學(xué)中貫徹 上述素質(zhì)教育的內(nèi)容很簡單，我們每個中學(xué)或大學(xué)教師都應(yīng)在教學(xué)中貫徹，所化時間不多，但如每個青年學(xué)生都樹立馬克思主義的世界觀、認(rèn)識論、價值觀和方法論。這是中國最強(qiáng)大的軟實力，是在今后30年中，中華復(fù)興，創(chuàng)建和諧世界的強(qiáng)大保證。70一

44、J 高考如何配合素質(zhì)教育?1。 現(xiàn)在高考制度的缺點：1）不能反映學(xué)生的全面素質(zhì)。2）一試定終身，造成學(xué)生和家長心理非常緊張。 2。建議一：增加“綜合素質(zhì)評價”3。建議二：讓高二學(xué)生也能參加選考一二門課程，如獲較好成績，高三考試時就可少考一二門。優(yōu)秀學(xué)生也可在高二參加全部考試，如獲優(yōu)秀成績，可提前錄取 71一J 高考如何配合素質(zhì)教育?2。綜合素質(zhì)評價：1）“學(xué)生的自述(Personal Statement)”：自述他的世界觀、價值觀、學(xué)習(xí)的目的、自學(xué)的方法。課內(nèi)外做過哪些能提高自己素質(zhì)的活動?例如參加夏令營，在暑假做大學(xué)研究課題組的助手，參加學(xué)生辯論會, 時事研討會等。 還要學(xué)生自述為什么要上大

45、學(xué)?將來的志向和興趣是什么? 2）學(xué)生每年應(yīng)有一份總結(jié)，經(jīng)過同學(xué)和老師的討論, 附上討論意見和老師的評價。 考試是指揮棒,會引導(dǎo)學(xué)生提高全面素質(zhì)。72一 K. 幾點建議1。每年召開一次創(chuàng)新方法高層論壇2。創(chuàng)辦創(chuàng)新方法雜志3。請有成就的科學(xué)家寫作他在創(chuàng)新實踐中的體會,加強(qiáng)科學(xué)大師創(chuàng)新思想挖掘4。請科學(xué)史家研究中外大科學(xué)家的創(chuàng)新方法5。舉辦創(chuàng)新方法學(xué)的學(xué)術(shù)報告會，使更多青年學(xué)子掌握創(chuàng)新方法，樹立自主創(chuàng)新的信心和勇氣73二?？蒲袆?chuàng)新的戰(zhàn)術(shù)學(xué)1。創(chuàng)新前的準(zhǔn)備：中藥鋪的抽屜和知識框架 2。創(chuàng)新鏈和創(chuàng)新樹 3。分類研究法 4。學(xué)科交叉法 5。移花接木法 6。逆向思維法 7。柳暗花明法 8。天上人間法 74

46、二?？蒲袆?chuàng)新的戰(zhàn)術(shù)學(xué)9。傻瓜提問法。 10。大膽假設(shè)小心求證法 11。建立模型法12。意外機(jī)遇法 13。靈感培養(yǎng)法 14。虛擬實驗法 15。綜合集成法（系統(tǒng)科學(xué)的創(chuàng)新）。 16。接近于“無中生有”的原始大創(chuàng)新。75二?？蒲袆?chuàng)新的戰(zhàn)術(shù)學(xué)1。創(chuàng)新前的準(zhǔn)備：創(chuàng)新與知識積累中藥鋪的抽屜和知識框架 創(chuàng)新前的準(zhǔn)備：需要有一個金字塔式基礎(chǔ)，頭腦中要有一個知識框架。要熟悉計算機(jī)和計算機(jī)語言，善于上網(wǎng)搜索你需要的資料和信息。但不要上網(wǎng)入迷，花費太多時間。實驗技能要精湛，為學(xué)要極為勤奮，要處理好人際關(guān)系，團(tuán)隊協(xié)作，要永遠(yuǎn)保持樂觀開朗的性格。不迷信前人，敢于大膽創(chuàng)新。這是創(chuàng)新的前提。下面討論如何創(chuàng)新的方法。76二

47、2。創(chuàng)新鏈和創(chuàng)新樹 科學(xué)研究是接力賽跑，起跑點要在科學(xué)研究的前沿，要把前人的有關(guān)知識接過來。所以研究生的導(dǎo)師很重要，他把接力賽跑的棒交給你，你就可以在科學(xué)研究的前沿起跑。牛頓說：”我是站在巨人的肩膀上，所以能看得遠(yuǎn)一些”。這是創(chuàng)新和繼承的關(guān)系。77二 2 “創(chuàng)新鏈” 和 “創(chuàng)新樹”科學(xué)研究既然是接力賽跑，所以每一項科學(xué)創(chuàng)新都有前因后果。把這些前因后果串聯(lián)起來，就構(gòu)成一條“創(chuàng)新鏈”。創(chuàng)新鏈常有分支，于是構(gòu)成“創(chuàng)新樹”。建立創(chuàng)新樹的方法，可以啟發(fā)你的創(chuàng)新靈感,活躍你的創(chuàng)新思維，特別是在分枝點上，可以思考一下還有什么新路可走？上面曾以原子發(fā)射光譜為例，說明創(chuàng)新樹的樹苗，樹根，樹干和分支。78二 3。

48、分類研究法例（1） 動植物的宏觀分類法-門，綱，目，類，科，亞科等。例（2） 生物的微觀分類法-基因分類法。例（3） 萃取機(jī)理的分類。例（4）經(jīng)濟(jì)模式的分類自由資本主義經(jīng)濟(jì)（如美國），歐洲資本主義經(jīng)濟(jì)，中國特色社會主義市場經(jīng)濟(jì)等。（5）現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的大趨勢之一是學(xué)科越分越細(xì)。例如1900年是500門學(xué)科，2000年是5000門。100年增加10倍。2100年可能到50000門，2050年到20000門，50年中創(chuàng)建15000門新學(xué)科，我們中國人至少創(chuàng)建3000門。你們要有創(chuàng)建3000門新學(xué)科的雄心壯志。79二 4。學(xué)科交叉法學(xué)科交叉法：不同的學(xué)科之間，進(jìn)行“比較”的研究方法1“比較語言學(xué)”，例

49、如英文的Crisis，中文是“危機(jī)”。又如“做學(xué)問”一詞，通常翻譯為Learning，但后者只有學(xué)習(xí)的意思，沒有問的含義。做學(xué)問要既學(xué)又問，學(xué)而不問則殆，問而不學(xué)則惘。2“比較生物學(xué)”?？刂普摰膭?chuàng)建者維納曾說：“在科學(xué)發(fā)展上可以得到最大收獲的領(lǐng)域是各種已經(jīng)建立起來的部門之間被忽視的無人區(qū)”。所以學(xué)科交叉的無人區(qū)是創(chuàng)新的生長點。 80二 5。 移花接木法“移花可以接木，雜交可以創(chuàng)新”科學(xué)可分為上，中，下游。數(shù)學(xué)，物理學(xué)是上游，化學(xué)是中游，生物，醫(yī)學(xué)，社會科學(xué)等是下游。上游科學(xué)研究的對象比較簡單，但研究的深度很深。下游科學(xué)的研究對象比較復(fù)雜?！耙粕嫌慰茖W(xué)之花，可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深

50、厚基礎(chǔ)的科學(xué)家，移植到下游科學(xué)，往往能取得突破性的成就。 例（1）量子化學(xué)是把量子力學(xué)移植到化學(xué)中來，因而產(chǎn)生的交叉學(xué)科。美國理論物理學(xué)家科恩(Walter Kohn) 和英國數(shù)學(xué)家波普爾( John A. Pople)，把量子力學(xué)的理論和計算數(shù)學(xué)的方法移到化學(xué)中來，解決了量子化學(xué)中的計算難題，獲得1998年諾貝爾化學(xué)獎。81二 5。 移花接木法例（2）把數(shù)學(xué)方法移植到經(jīng)濟(jì)學(xué)John F. Nash獲 1994諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎，他是1950年數(shù)學(xué)博士，1951-1958年任MIT數(shù)學(xué)講師，副教授。1958年因精神分裂癥退職。康復(fù)后，轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟(jì)學(xué)。把數(shù)學(xué)中概率論之花，移到經(jīng)濟(jì)學(xué)中來，提出預(yù)測宏觀經(jīng)

51、濟(jì)發(fā)展趨勢的“博弈論”。另外具有理學(xué)博士學(xué)位獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎的還有：1969獎的廷伯根Jan Tinbergen，1975年獎的庫普曼T.C.Koopmans，1983年獎的德布雷G.Debreu，1984年獎的斯通Sir J.R.N. Stone等。82二 5。 移花接木法例（3）移花接木創(chuàng)新法：仿生學(xué)例如第一架飛機(jī)就是模仿蜻蜓制造出來的。流線型的噴氣飛機(jī)和高速火車的造型是模仿魚類的，特別是海豚的皮膚表面有一種可吸收能量的彈性結(jié)構(gòu)，借以消除流體的阻力，使湍流變?yōu)槠搅鳌?3二 5。 移花接木法例（4）生物學(xué)與化學(xué)的交叉產(chǎn)生生物化學(xué)，分子生物學(xué)，生物物理學(xué)，結(jié)構(gòu)生物學(xué)等，早已眾所周知?，F(xiàn)在后基因

52、組時代已經(jīng)到來，生物學(xué)與化學(xué)之間又有一個新的交叉學(xué)科-蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）已經(jīng)形成，第一次蛋白質(zhì)組學(xué)的國際會議已在1997年召開。84二 6。逆向思維法在飛機(jī)的設(shè)計中，要試驗飛機(jī)的外型和材料在高速飛行中與空氣阻力的關(guān)系。這種試驗很難在空中飛行時進(jìn)行。于是創(chuàng)造出“風(fēng)洞”來模擬飛行。這是一種“反其道而行之 ”的逆向思維方法，即把飛機(jī)固定，讓高速空氣流向飛機(jī)，其效果是一樣的。這就是在空氣動力學(xué)和航空技術(shù)研究中常用的“風(fēng)洞”實驗室方法。又如在輪船的設(shè)計中，可以做一個縮小的模型，放在一個縮小的水槽中，用各種流速來測定船體阻力的大小。85二 7。柳暗花明法：山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村例（

53、1） “雜交水稻之父”袁隆平按照經(jīng)典遺傳學(xué)的觀點，水稻是自花授粉，不能雜交的。袁隆平在60年代初，發(fā)現(xiàn)一株優(yōu)勢非常強(qiáng)的水稻，如獲至寶。第二年他把它種下去，希望品種成龍。結(jié)果大失所望，結(jié)果和上年選的植株完全不同，高的高，矮的矮，生長期長的長，短的短，面目全非，他就非常失望。就在這個失望之余，他突然產(chǎn)生了震撼，為什么遺傳會有這樣大的分離呢？只有雜種才會有分離，純種不會有分離。他于是大膽提出假設(shè)：他選的這株是天然雜交稻，推翻了經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為水稻不能雜交的結(jié)論。當(dāng)然這只是大膽的初步假設(shè)，還有待做艱苦的研究工作，培養(yǎng)出人工雜交水稻來證實。為避免自花授粉，他選擇雄性不育植株來受粉，取得了很大成功，使我國水

54、稻由畝產(chǎn)300公斤提高到500公斤，對最重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)問題，做出了偉大的貢獻(xiàn)。他被國際上稱為“雜交水稻之父”。繼矮桿水稻，雜交水稻之后，袁隆平正在研究第三代超級稻“培矮64S/E32”，經(jīng)兩年試種，均達(dá)到畝產(chǎn)800公斤。這是非常了不起的成就。86二 8。天上人間法有些物質(zhì)是天文學(xué)家在天上先發(fā)現(xiàn)，然后由化學(xué)家把天上之花，移植到地球人間的。例1 1868年天文學(xué)家在觀察日全蝕時，從日珥的光譜中發(fā)現(xiàn)一種未知原子的譜線，命名為“太陽元素(Helium)”。28年后，化學(xué)家才從地球大氣中把He元素氣體分離出來。例2 天文學(xué)家用射電天文望遠(yuǎn)鏡研究分子的轉(zhuǎn)動光譜，發(fā)現(xiàn)了幾十種星際分子，其中有些是地球上還沒有

55、合成的，有一類是直線形的HCiN分子，其中i1、2、3、4、14、15、16、17、 例如H-CCCCCCCCCCCCCN?；瘜W(xué)家Smally想象宇宙中有閃電，空氣中有氮氣和氫氣，企圖用激光或電弧作用于石墨，在地球上來制備這類化合物，卻意外地得到C-60，并獲得諾貝爾獎。但這類HCiN分子，至今在地球上尚未合成。87二 9。傻瓜提問法創(chuàng)新的第一步是“提出問題”。年輕人好奇提問往往是創(chuàng)新的開端。例1三角形的內(nèi)角之和一定要等于180度嗎？其實，三角形的內(nèi)角之和等于180度是平面上的幾何學(xué)，即歐幾里德幾何學(xué)。人們發(fā)現(xiàn)用平面幾何學(xué)經(jīng)行大地測量，在范圍較大時有偏差。這是因為地球是球面的。在地球上距離較大

56、的三點之間，作三條直線，組成一個三角形，它的三個內(nèi)角之和大于180度。這就是球面幾何學(xué)。反之，在凹面上的三角形的內(nèi)角之和小于180度。由此建立了一門新的學(xué)科：非歐幾何學(xué)。88二 9。傻瓜提問法例2 分形理論例2 空間的維數(shù)是不是一定要整數(shù)？ 例如說一維、二維 或 三維空間?？刹豢梢杂蟹?jǐn)?shù)的維度？這個看似傻瓜的提問，終于發(fā)展成為一門新科學(xué)：分形理論。彎彎曲曲的海岸線的維數(shù)就在一維和二維之間。89二 10。大膽假設(shè)、小心求證法敢于好高騖遠(yuǎn)大膽假設(shè)，善于實事求是，小心求證。對于你的假設(shè)預(yù)期，要認(rèn)真安排實驗來小心求證。實驗的結(jié)果不外四種：1證明了你的假設(shè)，于是進(jìn)一步去尋求新的實驗證明。證明越來越多，假

57、設(shè)就能發(fā)展成為理論。例如1948年，伽莫夫在愛因斯坦于1917年提出的根據(jù)廣義相對論對宇宙所作的考查的基礎(chǔ)上,以現(xiàn)在的宇宙正在膨脹的觀測事實哈勃定律,1929為根據(jù)，提出宇宙起源于熱大爆炸的假設(shè)。這是一個很大膽的假設(shè)。這一假設(shè)后來得到越來越多的科學(xué)觀察和理論支持，經(jīng)過許多科學(xué)家的不斷改進(jìn)，發(fā)展成為現(xiàn)在的大爆炸宇宙理論。90二 10。大膽假設(shè)、小心求證法2部分否定了你的假設(shè)，修改你的假設(shè)，使之更為完善。3全部否定了你的假設(shè)，根據(jù)新的實驗結(jié)果，提出新的假設(shè)。4得到完全意外的結(jié)果。例如從設(shè)計合成一個新化合物的失敗，到發(fā)現(xiàn)一個新的結(jié)構(gòu)類型。如果你的運(yùn)氣好，可能發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或新效應(yīng)，但必須有敏銳眼光才能抓

58、住它。所以這四種可能性，在科學(xué)上都有收獲。尤其是第四種，可能有巨大收獲。這第四種方法也可叫做“種豆得瓜法”。 91二 11 建立模型（Modeling）“建立模型”就是“大膽假設(shè)”的方法之一。它是一個非常重要的創(chuàng)新方法，例如：11857年開庫來提出碳原子有四價的假設(shè)，1865年又提出苯分子的六角形開庫來結(jié)構(gòu)式。2 1874年范霍夫為了說明有機(jī)化合物的旋光性,大膽提出碳原子的正四面體模型。這些模型的提出都是在幾十年后才被分子結(jié)構(gòu)的測定完全證實，但它們對有機(jī)化學(xué)的發(fā)展起了不可估量的推動作用。31913年玻爾提出氫原子結(jié)構(gòu)模型，這一模型后來雖被量子力學(xué)模型所替代，但對推動原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，曾起了很

59、大的作用。 92二 12。意外機(jī)遇法1 Fleming 發(fā)現(xiàn)青霉素2 X射線的發(fā)現(xiàn)3 宇宙的微波背景輻射93二 13。靈感培養(yǎng)法王國維在詞話中寫到治學(xué)的三個境界：第一境界：“昨夜西風(fēng)雕碧樹，獨上高樓，望盡天涯路”，是治學(xué)或研究的開始，要找到學(xué)科發(fā)展的前沿，作為你科研創(chuàng)新的起點。第二境界：“衣帶漸寬終不悔，為伊人消得人憔悴”，科學(xué)研究的緊張階段，遇到困難，不知如何解決才好。第三境界：“眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”，正在山窮水盡的時候，忽然靈感到來，驀然回首，伊人（這里指你希望得到的結(jié)果，或解決困難的方案和辦法）出來了，卻在忽明忽暗的燈火闌珊處。94二 13。靈感培養(yǎng)法三點啟發(fā)和

60、靈感的培養(yǎng)（1）開題的重要性。（2）勤奮是成功的關(guān)鍵。（3）創(chuàng)新除了勤奮外，還要有一定的“靈感”?，F(xiàn)在要問：“靈感”有沒有方法來培養(yǎng)？當(dāng)你在科研中已“進(jìn)入角色”，“身心投入”后，如果仍然遇到難題，百思不得其解。這時你可以忘掉它，輕松愉快地去做其他的工作，或看電影，或散步，或聽音樂，然后好好睡一覺。在睡眠中你的大腦電波4-7赫和電波0.5-3赫就會運(yùn)轉(zhuǎn)起來，把白天困擾你的問題進(jìn)行知識的反芻好像牛胃的反芻，醞釀和陳化aging process的慢波處理，早上一覺醒來，往往就忽有所悟。不知你有無這個經(jīng)驗？聽說開庫勒就是在早上一覺醒來時，悟到苯分子的六角形結(jié)構(gòu)的。95二 13。靈感培養(yǎng)法培養(yǎng)靈感的秘訣