如何跳出“科学的”认知框架

■丁奎岭

不妨让我们先想象一幅画面：温暖的午后，你独自坐在苹果树下，一颗熟透的苹果刚好掉落下来并砸在了你的头上。你可能会懊恼地想：“苹果居然砸到我的头上，好疼啊！”但苹果掉到牛顿的头上，却是完全不同的结果，他想到了万有引力定律！于是，你得出结论：“牛顿真是个天才！”

是的，牛顿的确是个天才，但是天才是否可以培养出来呢？牛顿所拥有的“创造力”究竟是一种天生的特质，还是一种可以被训练出来的能力呢？这似乎就是《走出思维泥潭：如何激发科学创新中的奇思妙想》这本书试图讨论并解决的问题。

创新，即有目的的创造力，被广泛认为是科学发展的动力，它构筑了社会进步和人类幸福的基石。经过数百万年的进化，今天的人类似乎已经拥有了可以掌控世间万物的能力，并总结出各种经验、范式，形成知识，在已经建立起的、坚不可摧的既定认知框架中享受安逸的生活。

科学也是如此。有关科学的认知框架，同样有着一系列紧密相连的预期（范式），这些认知框架能够帮助科学家快速完成科研任务，更好地了解自然，并能轻松地解释严谨并可复制的实验，从而更高效地探寻整个世界的运行之道。

然而，人类需要不断进步，科学家亦需要不断探索。创新产生的第一步，也许是最重要的一步，就是要承认人类思维的局限性。既定的认知框架甚至无法解决或解释一些司空见惯的科学问题，它将我们的思维框定在“黑匣子”之中，形成可怕的思维定势（认知偏见），使得创造力受到限制，甚至致使人类文明停滞不前。

跳出去！跳出“可怕的”认知框架，还科学一个更大的奇迹！给人类一个更美好的未来！是的，是时候来查收本书带给你的“创新工具箱”了。

“泥潭之猪”（PIG In MuD）——这个拥有特别名字的“创新工具箱”将引导你逐步找到打开创新之门的钥匙。而你需要做的，仅仅是按照书中指导来一步步地训练自己的创新思维能力。

第一步，在兴趣、观察和知识的基础上，提出正确的问题并将它表述（Phrase，P）出来；第二步，识别（Identify，I）认知框架，并且找到可替代的认知框架；第三步，产生（Generate，G）所有可能的解决方案；第四步，需要借助冥想，进行孵化（Incubate，I）；第五步，将你的最佳创意融合（Meld，M）到常规科学的过程中；第六步，传播（Disseminate，D）你的创新发现。

那么，抓到这只“泥潭之猪”，是否就意味着已经掌握持续创新的方法了呢？答案显然是否定的。

创新思维技能必须与日常的科学思维过程结合起来方能奏效，你仍然需要按照本书每一章给出的方法，不断进行思维训练——毕竟，科学是一片充满了谨慎与创造的奇幻森林，这片森林曾经并且正在铸就令人印象深刻的繁荣与辉煌，唯有深入这片森林方能一探究竟。

法国生理学家克劳德·伯纳德曾经说过，“良好的方法能使我们更好地发挥天赋和才华，而拙劣的方法则可能阻碍才华的发挥。因此，科学中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼杀，而良好的方法则会提升这种才华”。

回到当下，我国经济在快速发展的同时正面临挑战，在科技突飞猛进的背后面临着一些“卡脖子”问题。当今的中国正处在由科技大国迈向科技强国的关键时期，我们取得了“天宫”、中微子振荡、“墨子号”等一系列重大科技成就，但也在世界科技的角逐中深刻认识到自身存在的不足——我国科技创新仍然面临许多“卡脖子”技术，原始创新能力尚显不足，重大创新成果相对偏少，我国科技体制急需不断改革和完善。科学兴则国家强，我们必须清醒地认识到自身的差距，把创新理念深植到社会文化中，真正释放出大众创业、万众创新的巨大潜力。

在创新主导未来的新时代，机会总是垂青那些有准备的人，成功更会眷顾那些破译了创新“黑匣子”的勇于创造的人。我们要敢于搬开阻碍创新发展的绊脚石，大胆破除基础科学创造力不足的矛盾，拨开那片挡住科技创新人才创造性思维的乌云。

更重要的是，我们要培养出一大批不仅掌握现代科学方法并且能够突破惯性思维、具有强大创造力的科学家人才。这才是中国科学的希望和未来，更是我们建设世界科技强国的必由之路。因此，所有破题的根本，都回避不了且必须解决创新的源头问题——创造力的训练与培养。我们必须改变思维模式，也必须超越自己思维的舒适区，不断锻炼自己的创新思维能力。而这些，正是本书带给我们的启迪。

翻译本书也是因为一次偶然的机会，我和中国科学院的同事赵军畅聊科学文化时，聊到了这本书，我们一致决定将这本书翻译出来介绍给更多的读者。经过简短沟通，由赵军负责翻译，黄正和陈以昀两位博士参与协助，由我负责全书译后的审校。翻译这本书前后经历了数年时间，书中涉及诸多学科领域专业术语和科学史内容，三位青年才俊尤其是赵军为翻译本书付出了大量时间。

毫不夸张地说，无论你是科学创新工作者还是教育战线的一员，甚至你只是想提升自己的创造性思维能力，你只要花上一些时间来认真阅读这本书，相信都会有所收获。同时，希望这本书能够成为各类学校学生提升自己创造性思维能力的一本参考书，从而为中国创新的未来打下坚实基础。

（本文为《走出思维泥潭》一书序言，作者系中国科学院院士、上海交通大学常务副校长，标题为编者所加）

《中国科学报》 (2021-12-30 第7版书评)