如何培养创新思维
什么是创造力?通常,人们认为创造力是一种艺术性的或智力上的发明能力,它通过特定的目的和任务,在脑海中构建出新的技术或产品,并实现这些创意。心理学家雷夫达尔曾经提到:“创造力是人类产生任何形式的思维成果的能力,这些成果是新颖的,且是其创造者事先无法预见的。”
在我看来,创造性强的人通常具备以下几种人格特质:想象力、联想力、变通性、跨领域组合能力、观察力、坚持不懈的毅力以及强烈的好奇心。
想象力
我们来谈谈想象力。爱因斯坦曾说:“想象力比知识更为重要,因为知识是有限的,而想象力是无限的。”在我们从小接触的数学教育中,尤其是在小学阶段,数学不仅仅是为了计算,更多的是为了培养我们的抽象思维能力,而这种思维正是创新的源泉。比如,弦论作为物理学前沿的一个重要理论,认为所有基本粒子的相互作用是由非常微小的弦的不同振动形式所引起的。这些弦在十维空间中振动,其中六个维度是不可见的,至今我们无法直接感知这些空间。这一看似抽象的想法,最终通过数学家丘成桐的几何学研究得到了验证。
联想力
接下来是联想力。联想力是一种通过已有知识产生新思路的能力。哥德猜想便是一个经典例子。哥德曾向欧拉提出,他发现任何大于5的奇数都可以表示为三个素数之和。比如,7可以表示为3+3+1,77则是53+17+7。欧拉在此基础上进一步联想,认为大于4的偶数可以表示为两个素数之和。最终,这一猜想成为数论中的一项重要理论。
联想力不仅仅局限于数学领域,仿生学中的应用更是联想力的一大典范。例如,雷达的发明便是根据蝙蝠的回声定位能力设计出来的。通过模拟蝙蝠如何利用超声波探测物体,人们成功地发明了现代雷达技术。
变通性
创新的另一个重要素质是变通性,即思维的灵活性。当面对新现象时,要能用不同的视角去解读和理解。举个例子,居里夫人的女婿和女儿,约里奥·居里与伊雷娜·居里,在20世纪30年代进行了一次实验。当时,德国科学家玻特发现,铍被α粒子轰击后会释放出一种神秘射线,且该射线穿透力强,且不受磁场的影响。初步推测,这可能是一种γ射线。两年后,约里奥·居里团队在重复这一实验时,发现铍射线在石蜡中能够引发质子的释放。尽管这一发现没有立即带来突破性的理论,但卢瑟福在得知此事后,意识到这意味着一种新粒子的存在,最终查德威克证实,这种射线实际上是一种中性粒子流——中子。虽然这一发现使得奖最终颁给了查德威克,但约里奥·居里的实验也为粒子物理学的发展奠定了基础。
观察力
科学发现往往源于细致的观察。英国科学家亚历山大·弗莱明便是一个典型的例子。他在研究葡萄球菌时,一次偶然的发现改变了医学史。一天,他发现一批葡萄球菌的培养物中,部分菌群被一种霉菌杀死了。经过调查,他确认是青霉菌的代谢产物抑制了葡萄球菌的生长。这个看似微不足道的现象,最终为人类发现了青霉素,开创了抗生素的时代。这一发现并非依赖于复杂的实验设计,而是来源于弗莱明的敏锐观察力和对偶然现象的深刻理解。
坚持与勇气
创新需要毅力和耐性。很多时候,科学家在面对已有结论时,如果没有足够的勇气去质疑并深入研究,许多重大发现便无法诞生。举个例子,最初癌症被认为是一种由病毒引起的传染病,而后有科学家通过对家族遗传史的研究,发现癌与遗传因素密切相关。尽管初期这一假设遭到了许多质疑,但这位科学家并未放弃,最终发现了反转录现象,即某些癌症病毒通过转录过程改变宿主细胞的遗传信息,使其转化为癌细胞。经过数十年的研究和实验,这一发现不仅为癌症研究带来了突破,也为未来的治疗开辟了新的道路。
好奇心与实践
好奇心在创新中起着至关重要的作用。数学家张益唐便是一个例子。长时间的学术沉寂并没有抑制他对数学的热情。最终,凭借强烈的好奇心和探索精神,他成功突破了孪生素数猜想。张益唐曾表示,他能坚持下来,正是因为对数学的好奇心驱使着他不断探索和思考。他的故事告诉我们,探索的动力并非来自外界的压力或奖励,而是源于对知识的渴求和对未知的探索。
通过金涌院士的,我们可以看到,创新思维不仅仅是天赋,更是可以通过后天培养的能力。我们需要在生活中保持好奇心,积极思考,不断实践,尤其是要具备灵活的思维和对失败的容忍度。无论是在科学研究中,还是在日常生活的点滴发现中,创新思维都能为我们带来无限可能。
学生感悟
金涌院士的让我对创新有了更加深刻的理解。通过院士对创造力的详细剖析,我意识到创新并非一蹴而就,而是需要多种能力的相互作用。作为新时代的青年,我们应该在日常学习和生活中多进行思考与实践,锻炼自己的创新能力。
—— 王雨陶(北京师范大学良乡附属中学)
金院士的让我对创新有了新的认识。创新不仅是科技领域的驱动力,还是我们每个人都可以培养的能力。金院士鼓励我们要从小培养创新意识,敢于挑战传统,勇于尝试新事物。通过这次,我更加明白了科学家不断探索的精神和勇气,他们的努力不仅推动了科技进步,也为我们创造了更多的思考空间。
—— 景子晴(北京师范大学良乡附属中学)
在金涌教授的中,我明白了创新的背后不仅是知识积累,更是对生活细节的敏锐观察。科学研究不仅需要足够的知识储备,更需要如同瓦特那样细心观察生活中的现象。正是通过这些观察,我们才能发现潜在的创新机会。
—— 靳涵仪(北京师范大学良乡附属中学)