1、自然辩证法概论,第十章 科技创新与 创新方法,自然辩证法绪论 张胜光制作,3,本章目录,第一节 科技创新,自然辩证法绪论 张胜光制作,5,1、技术发明与技术创新,自然辩证法绪论 张胜光制作,6,2、技术创新活动的特点,技术创新活动的特点主要有二：一是在技术上把理论形态的科技成果物化为现实的技术系统或产品；二是在经济上运用新技术成果开拓市场并获取垄断利润和社会效益。这也正是技术创新活动之所以叫作技术一经济活动的根由。,自然辩证法绪论 张胜光制作,7,3、创新概念的提出,美籍奥国经济学家，20世纪最受推崇的经济学家之一，他在经济学史上的卓越地位与亚当斯密、马歇尔、凯恩斯等宗师同列。他首先提出“创新
2、”学说，认为创新是把生产要素的新组合引入到经济中，即建立一种新的生产函数。 “创新”是资本主义经济增长和发展的动力，没有“创新”就没有资本主义的发展。,熊彼特（JosephAloisSchumpeter，1883-1950年）,自然辩证法绪论 张胜光制作,8,熊彼特进一步明确指出“创新”的五种情况： 1）引入新产品；2）采用新技术；3）开辟新市场；4）控制原材料新的供给来源；5）实现工业新的组织。 后来人们将他这一段话归纳为五个创新，依次对应产品创新、技术创新、市场创新、资源配置创新、组织创新。,熊彼特的“五个创新”,自然辩证法绪论 张胜光制作,9,4、创新理论的三个主要观点,创新与经济发展：
3、创新是经济发展的动力。 创新与企业家：创新是生产要素的重新组合，企业家的职能就是实现新组合。 创新与创造性毁灭：指的是新的产品或工艺对旧资本的破坏，并导致一批企业在创新浪潮中被淘汰。,自然辩证法绪论 张胜光制作,10,5、创新的类型,依据创新的对象，可分为产品创新和工艺创新 产品创新指的是技术上有变化的产品（或服务）的商品化。 工艺创新指的是一种新的产品（或服务）生产技术、工艺流程或生产方法的采用。,自然辩证法绪论 张胜光制作,11,按照创新的程度，可分为：,渐进创新（技术革新）：这是渐进的、联系不断的小创新。（譬如机车改良） 激进创新：指的是在技术原理和观念上有重大突破和转变的创新。（机车换
4、代） 技术系统变革（铁路提速） 技术经济范式的变革（高速铁路计划）,自然辩证法绪论 张胜光制作,12,依据不同创新主体和不同的创新源，可分为：,自主创新：是指创新主体依赖自身所具有的能力和资源进行并完成的创新活动，自主创新中知识、技术或制度等方面的关键性突破是依靠自身力量实现的。（两弹一星） 模仿创新：是指在别的创新者率先创新的示范影响和利益诱导下，创新主体通过合法方式引进创新成果，并在此基础上进行改进和二次创新的一个创新形式。（高速铁路）,自然辩证法绪论 张胜光制作,13,合作创新：是指不同创新主体合作推动创新的一种创新形式。（歼-10飞机）合作创新以合作合作伙伴的共同利益为基础，以资源共享
5、和优势互补为前提，有明确的合作目标、合作期限和合作规则，合作各方共同投入，共同参与，共享成果，共担风险。,第二节 自主创新与 创新型国家,自然辩证法绪论 张胜光制作,15,一、自主创新战略及其意义,自主创新是指以获取自主知识产权、掌握核心技术为宗旨，以我为主发展与整合创新资源，进行创新活动，提高创新能力的科技战略方针，包括原始创新、集成创新和消化创新三个方面。,自然辩证法绪论 张胜光制作,16,原始创新是科技创新中具有战略突破性的科学活动，是一种超前的科学思维或挑战现有科技理论的重大科技创新。（如李官奇发明大豆纤维） 集成创新是指利用各种信息技术、管理技术与工具等，对各个创新要素和创新内容进行
6、选择、集成和优化，形成优势互补的有机整体的动态过程。（肠道内镜） 消化创新是指在引进技术后，对先进技术进行研究再创新的过程。（如我国高速铁路技术）,自然辩证法绪论 张胜光制作,17,“自主创新”说来容易，但形成一种共识进而成为指导未来发展的国家战略确属十分不易。,自然辩证法绪论 张胜光制作,18,改革开放以来的一种较主流的观点：,认为在经济全球化背景下，依靠技术引进和（境外对华直接投资）带来的技术溢出可以更有效地提升我国的科技创新能力。 科技界“对全球化乐观、浪漫和善意的接受”的思潮十分活跃。,自然辩证法绪论 张胜光制作,19,我国出口一台DVD一美元利润,出口售价32美元,交专利费 18美元
7、,成本 13美元,企业利润 1美元,自然辩证法绪论 张胜光制作,20,关键技术的自给率低,关键技术大部分来自进口，其中工程机械高技术产品80%以上；数控机床70%；石油化工装备76%；集成电路芯片制造设备80%；光钎制造装备100%；通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%90%；DVD产量占全球70%以上，但没有掌握核心专利技术；彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里。 贵族机床,自然辩证法绪论 张胜光制作,21,高科技出口额增长主要来自跨国公司和合资企业,2003年外商独资企业出口金额为683亿美元，占高技术产品出口总额62%； 中外合资企业出口金额为236亿美元，占高技术产品出口总
8、额21%； 外商独资企业和中外合资企业出口金额共占我国高技术出口总额的83%,自然辩证法绪论 张胜光制作,22,中国制造利润几何？,耐克鞋绝大多数都是在中国造的，耐克收购是每双12美元，而在市场上销售却是120美元。在珠三角鞋加工企业的利润只有1.8美元,自然辩证法绪论 张胜光制作,23,自然辩证法绪论 张胜光制作,24,商品循环有三个大环节：研发，制造和销售，这三个大环节连起来叫作微笑曲线研发的效益高，制造的效益低，销售的效益高，两头高中间低，就像人在微笑。然而，国内许多制造企业在苦笑，因为制造这个环节大体上只占总利润的5%10%，太低。,自然辩证法绪论 张胜光制作,25,“ 以市场换技术？
9、”,汽车工业中外合资已经20年，90的轿车市场已经让给外方，而绝大部分合资企业没有开发过像样的新车型、新发动机，未能生产出一个拥有自主知识产权的品牌。 20年来，汽车制造业花费了大量金钱搞引进，并没有换来有国际市场竞争力的核心技术，反而形成了依赖引进的被动局面。国人之所以迷信进口汽车，正是因为自主品牌太少，选择余地太少。现在谁买彩电冰箱还一定要原装进口的呢？,自然辩证法绪论 张胜光制作,26,我国气象预报的数学模型是从欧洲进口的，而欧洲明文规定，向中国出口的模型必须有十年差距。一个气象预报的模型没有军事机密，也要有十年的差距，这就是我们要付出的代价！,结论A：市场换不来先进技术,自然辩证法绪论
10、 张胜光制作,27,2003年，德国大众在中国合资生产的产量，只占全球的14，但是其利润80来自中国。 德国大众的许多零部件长期都在欧洲价格的基础上加价卖给中国国内合资厂商，加价30是常事。,结论B：没有知识产权，中国就与高利润无缘。,自然辩证法绪论 张胜光制作,28,高技术带来的高利润,飞机制造处于制造业的最顶端，标志着一个国家的制造能力和水平，也是附加值最高的产业。据统计，假设船舶单位重量创造的价值为1，则小汽车为9，彩电为50，计算机为300，喷气飞机为800，航空发动机为1400。而对于像我国这样的发展中国家，航空高技术带动作用更为明显。,自然辩证法绪论 张胜光制作,29,8亿件衬衫换
11、来一架大飞机,从1972年开始，中国民航累计购买和租赁经营波音飞机共523架，花费292亿美元。在未来20年里，中国民用航空市场需要3400架飞机，目前内地运营飞机为863架，意味着存在2600架飞机的潜在购买空间，购买价值近2000亿美元。商务部长薄熙来曾说，中国用8亿件衬衫才能从另一个国家换来一架大飞机，那么这2600架飞机需要出口多少衬衫。,自然辩证法绪论 张胜光制作,30,中国造大飞机的尝试,中国从开始尝试自行研制大飞机到现在已经有30多年的历史，1970年，毛泽东主席亲自指定上海开发大飞机，10年后，178座、最大起飞总量110吨的运10飞机首飞成功，并进行了多次飞行试验，成功地飞到
12、了海南、新疆和拉萨。后来，试图通过引进来获取国外航空技术的意见占了上风，放弃了自主研发的战略，导致了运10项目无疾而终。,自然辩证法绪论 张胜光制作,31,1983年7次飞到拉萨的国产运十飞机,自然辩证法绪论 张胜光制作,32,178座、最大起飞总量110吨的运十,自然辩证法绪论 张胜光制作,33,中国运-10飞机停在机场,自然辩证法绪论 张胜光制作,34,运十至今仍保持着国产飞机的记录,第一架国产涡扇发动机旅客机； 最大的国产飞机； 飞得最远的国产飞机； 飞得最快的国产运输机（至今仍快于空客A380） 第一家按欧美适航条例设计的国产飞机； 第一架抵达拉萨的国产运输机。 沉重的翅膀1运十原型机
13、 45,自然辩证法绪论 张胜光制作,35,在我们放弃了自主研发能力以后，我们在国际航空会议上甚至于开到某些程度的时候，外国的主持人就宣布从现在开始，中国的先生们请退出会场，因为我们现在要讨论你们所不能掌握的东西，我们没有授权向你们讲的东西。那么这个等级制度是靠自己民族去开发，才有能力，才有机会把自己的民族能力提高，不能等人家赐给，你不过成为人家的车间而已。运10为何被搁置 21729 被人牵着鼻子走的教训 510,自然辩证法绪论 张胜光制作,36,试图引进技术的失败,1980年代，中国航空工业制定了“三步走”的战略，希望从组装国外飞机开始过渡到与国外合作研制100座级客机，然后再走到自主设计制
14、造180座干线飞机。“三步走”预计到2010年走完，但由于合作方无意真正合作，该战略跌跌撞撞连第一步也没有走出就夭折了，时间是1998年。,自然辩证法绪论 张胜光制作,37,总结经验的话，航空工业必须自己搞，开发、制造能力不可能通过合作、组装加工来获得，那是痴心妄想。在产业发展中，两种情况都没问题，一种是人家干脆什么都不给，完全靠自主研制，几轮下来也就上去了；一种情况是完全的市场，完全的市场竞争下不存在技术垄断。最可怕的是，给你块糖让你吃，又不让你知道这糖是哪来的，半开放半不开放。我们航空工业搞大飞机几十年的惨痛教训就是这个。,结论B：没有知识产权，中国就与高利润无缘。,自然辩证法绪论 张胜光
15、制作,38,结论C：中国已经陷入了“引进落后再引进再落后” 的泥潭。,韩国、日本等国却要花比引进项目费用多310倍的钱来消化吸收，形成了“引进吸收试制自主创新”的良性循环。 陈至立在“中国自主创新品牌高层论坛“上指出：全国只有近25的大中型企业有研发机构，仅3成企业有研发活动，而高新技术的研发经费还不到发达国家的1/10。,自然辩证法绪论 张胜光制作,39,据测算，目前我国的对外技术依存度高达50，设备投资60以上依靠进口，科技进步贡献率只有39左右。 由于不掌握核心技术，我们不得不将每部国产手机售价的20、计算机售价的30、数控机床售价的2040拿出来向国外专利持有者支付专利费。,自然辩证法
16、绪论 张胜光制作,40,与欧美发达国家相比，我国每创造1美元国内生产总值的能源消耗量是它们的4-10倍，33种主要产品的单位能源消耗量比国际水平高出46%。,自然辩证法绪论 张胜光制作,41,自然辩证法绪论 张胜光制作,42,自然辩证法绪论 张胜光制作,43,如果继续盲目地引进外资和技术，将会由于“路径依赖”的惯性导致我们在科技领域无可挽回的失败。,自然辩证法绪论 张胜光制作,44,二、创新型国家的概念及其核心,什么是创新型国家？ 把科技创新作为国家基本战略，大幅度提高科技创新能力，形成日益强大的国家竞争优势，国际学术界把这一类国家称之为创新型国家。 目前世界上公认的创新型国家有20个左右，包
17、括美国、日本、芬兰、韩国等。,自然辩证法绪论 张胜光制作,45,这些国家的共同特征,创新综合指数明显高于其他国家，科技进步贡献率在70%以上，研发投入占GDP的比例一般在2%以上，对外技术依存度指标一般在30%以下。 此外，这些国家所获得的三方专利（美国、欧洲和日本授权的专利）数占世界数量的绝大多数。,自然辩证法绪论 张胜光制作,46,“中国目前的占世界的，而科技投入只占世界的。”国家科技部副部长马颂德 “中国已经生产了全世界的鞋子，组装了世界上三分之二的复印机、微波炉和世界上一半的个人计算机，靠产品组装式的高技术产业，中国的发展空间将变得非常有限。”,自然辩证法绪论 张胜光制作,47,经济领
18、域的“中国威胁论”,廉价，廉价，再廉价，这是中国制造制胜的唯一武器，也是最令世界难以阻挡的竞争力。 而另一面，一是在中国商品的冲击下，各国的制造业受到了致命的打击，贸易摩擦随之而来，根据世界银行的数据，中国是WTO成员中遭受反倾销最多的国家，成为近年来最引人注目的一个国际性政经问题； 二是“中国制造”消耗了大量的资源、能源，但利润极低。,我国必须尽快转变经济驱动力， 从要素型向创新驱动转变。,自然辩证法绪论 张胜光制作,48,建设创新型国家的核心是,就要把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点，走出中国特色自主创新道路，推动科学技术的跨越式发展； 就要把增强自主创新能力作为调整经济结构、转
19、变经济增长方式的中心环节，建设资源节约型、环境友好型社会，推动国民经济又快又好发展；,自然辩证法绪论 张胜光制作,49,建设创新型国家的核心是,就要把增强自主创新能力作为国家战略，贯穿到现代化建设各个方面，激发全民族创新精神，培养高水平创新人才，形成有利于自主创新的体制机制，大力推进理论创新、制度创新、科技创新，不断巩固和发展中国特色社会主义伟大事业。,自然辩证法绪论 张胜光制作,50,表现： 一是关键技术自给率低， 二是发明专利少， 三是科学研究质量不高， 四是尖子人才匮乏， 五是科技投入不足。 中国科技促进发展研究中心主任王元,中国建设创新型国家存在的问题,自然辩证法绪论 张胜光制作,51
20、,主要是体制性的问题,急功近利 人际政治 知识产权得不到承认和保护 科技成果转化率低 人才外流 基础研究在我国受到的重视不足,自然辩证法绪论 张胜光制作,52,中国高教学会专业委员会年会披露：在自然科学领域，2004年教师的人均论文产量是2000年的260，而重点高校应用型科技成果转化的专利均价，2004年比2000年减少了近50，技术合同均价则减少了1/3,自然辩证法绪论 张胜光制作,53,主要是体制性的问题,急功近利 人际政治 知识产权得不到承认和保护 科技成果转化率低 人才外流 基础研究在我国受到的重视不足,自然辩证法绪论 张胜光制作,54,九十年代初，袁隆平没能得到足够的票数当选中国科
21、学院院士，却在2007年以全票当选筛选条件更为严格的美国科学院外籍院士，引起广泛议论。 全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥2008.3月做客人民网强国论坛，与网友在线交流，表示，袁隆平当年完全有资格当选中科院院士，之所以没有当选，“是一个历史的误会”。,自然辩证法绪论 张胜光制作,55,主要是体制性的问题,急功近利 人际政治 知识产权得不到承认和保护 科技成果转化率低 人才外流 基础研究在我国受到的重视不足,自然辩证法绪论 张胜光制作,56,资料显示，在发达国家，在刚起步阶段，对基础研究的投入大都占到了整个R&D经费的20%25%。 在国外，很多大型的技术企业都会在前瞻性的基础研究上
22、下很大功夫，如IBM和微软等，在地球物理等似乎跟公司效益等没有直接关系的技术学科方面都有一定的技术研究,自然辩证法绪论 张胜光制作,57,主要是体制性的问题,急功近利 人际政治 知识产权得不到承认和保护 科技成果转化率低 人才外流 基础研究在我国受到的重视不足,自然辩证法绪论 张胜光制作,58,清华大学培养了大量芯片专业的研究生，百分之八九十跑到国外去了。于是就有一个这样的逻辑：中国花高代价培养的人才流失到国外，给外国企业搞科技创新，然后这些跨国公司再来到中国，利用其创造的知识产权大发其财。,自然辩证法绪论 张胜光制作,59,美商业周刊：今天，美国约有一半的科技博士学位都授予了中国学生。许多有
23、才能的中国人加入美国公司，并具有高度创新能力。而那些停留在中国体系中的同龄人却迷失成普通人。,自然辩证法绪论 张胜光制作,60,主要是体制性的问题,急功近利 人际政治 知识产权得不到承认和保护 科技成果转化率低 人才外流 基础研究在我国受到的重视不足,自然辩证法绪论 张胜光制作,61,国家号召自主创新,国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020）明确提出今后科技工作的指导方针，即“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”。 纲要明确提出要把增强自主创新能力作为新时期科技发展的基点，把提高科技自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置。,第三节 技术创新的 动力机制,自然辩证法绪论 张胜光制
24、作,63,创新的主动力,技术创新的动力机制由创新的主动力、被动力和环境动力三因素有机构成。创新的主动力是指创新主体的推动力。主动力的来源主要有三：一是来源于国家和民族急需的高精尖项目；二是来源于市场的需要，这是影响面最广的；三是来源于人们的好奇心。,自然辩证法绪论 张胜光制作,64,创新的被动力,创新的被动力是指创新主体变压力为动力。压力主要来自三方面：一是市场竞争压力，面对利润递减迫使创新主体甘冒风险去进行技术创新；二是材料、能源短缺或技术“瓶颈”的压力，迫使创新主体开源节流、排除技术“瓶颈”；三是技术优势地位的压力，迫使创新主体不断创造新技术、新产品。,自然辩证法绪论 张胜光制作,65,创
25、新的环境动力,创新的环境动力是指创新主体受环境的激励约束机制为创新的动力。环境包括自然环境和人文社会环境，技术手段与环境的矛盾是永恒的，既是压力又是创新的动力。,自然辩证法绪论 张胜光制作,66,主动力、被动力和环境动力的相互作用,技术创新的主动力、被动力和环境动力是相互依存、相互制约的，三者关系的本质是能动性和受动性关系，其间存在若干现实的和潜在的矛盾和冲突。例如，企业发展和追求当前利润之间的矛盾；自由研究活动和企业控制、规定的研究活动之间的矛盾；销售、研究、发展、生产等部门之间的矛盾；企业创新动力与环境动力之间的矛盾等等。创新主体只有对诸多现实的和潜在的矛盾进行深入洞察、周密分析、权衡利弊
26、，才能作出有针对性的创新决策。,自然辩证法绪论 张胜光制作,67,例如，基于开发新产业和新产品的决策；基于适应市场需求变化的决策；基于降低成本的决策；基于改进和排除技术故障和瓶颈的决策；基于材料、能源短缺，政府干预，价值观变化，技术扩散和转移等的决策。总之，只有熟知矛盾，协调和权衡矛盾，才能做出科学的创新决策，也才能形成现实的创新动力。,第四节 创新思维方法,一、思维的类型 二、突破思维定势 三、创新技法举例,自然辩证法绪论 张胜光制作,69,对于企业来讲，要么是创新，要么是死亡。 德鲁克,自然辩证法绪论 张胜光制作,70,创造性思维方法,、-,创造性思维方法,逻辑思维,直觉思维,形象思维,幻
27、想思维,联想思维,灵感思维,相似联想,关系联想,接近联想,对比联想,自然辩证法绪论 张胜光制作,71,一、思维的类型,(1)思维对象起主要作用的思维 如形象思维。 (2)思维方式起主要作用的思维 可以分为抽象思维、发散思维、收敛思维，动态思维、有序思维等。 (3)思维主体起主要作用的思维 如直觉思维、灵感(创新)思维等。 人类通过思维认识世界是多种思维方式有机结合的结果。思维对象、思维方式、思维主体三者相互联系，相互依存，互为补充和完善，使人对于客观实体的认识更趋全面和正确。,自然辩证法绪论 张胜光制作,72,1、形象思维,形象思维又称为具体思维或具体形象思维。这种思维形式表现为表象、联想和想
28、象。 表象是单个形体的形状、颜色、特征在大脑中的印记，如视觉看到的狗、猫或汽车的综合形象信息在人脑中留下的印象。 联想是将不同表象联接起来，如你看过一眼邻家的威武漂亮的苏格兰牧羊犬，不用语言表达，待你再次相遇时，你会认出“这是我见过的牧羊犬”。,自然辩证法绪论 张胜光制作,73,想象则是将一系列的有关表象融合起来，构成一副新表象的过程，是创造思维的重要形式。如建筑师设计建筑，他要根据客户的要求，并将他记忆中众多的建筑式样、风格融合起来，构思并最终设计出新建筑物，这主要靠形象思维。,自然辩证法绪论 张胜光制作,74,“形象”这个概念最初是由19世纪以俄国别林斯基为代表的一些文艺理论家在研究文艺创
29、作问题时提出的。别林斯基曾说过：“哲学家以三段论说话，诗人则以形象和图画说话。”最早应用“形象思维”这一术语的前苏联著名作家法捷耶夫也说过：“科学家用概念来思考，而艺术家则用形象来思考。”,自然辩证法绪论 张胜光制作,75,关于形象思维，我国著名科学家钱学森曾发表过如下看法：“形象思维与抽象思维都是科学研究中不可缺少的思维手段，以前对抽象思维研究较多，以致用电子计算机处理各种理论问题时势如破竹；对形象思维缺乏认识，以致于处理图像领域中的大量问题时步履艰难。抽象思维的研究成果曾大大地推进了科学文化的发展，那么我们一旦掌握了形象思维学，会不会用它来掀起又一次新的技术革命?这是颇值得玩味的一个设想。
30、”,自然辩证法绪论 张胜光制作,76,一次，一位不知相对论为何物的年轻人向爱因斯坦请教相对论。爱因斯坦用十分简洁、形象的话语对深奥的相对论作出了解释：“比方说，你同最亲爱的人在一起聊天，一个钟头过去了，你只觉得过了五分钟；可如果让你一个人在大热天孤单地坐在炽热的火炉旁，五分钟就好像一个小时。这就是相对论!在这里，爱因斯坦所运用的就是形象思维。,自然辩证法绪论 张胜光制作,77,在人类的认识史中，富于想象并导致成功的例子举不胜举。诸如千里眼、顺风耳、腾云驾雾、大闹天宫之类的幻想，早已成为现实。被誉为“科学幻想之父”的法国作家儒勒凡尔纳，就是一个未来事物的伟大设想者。他一生积累了2500多本笔记，
31、致使“秀才不出门，全知天下事。”关于20世纪的奇迹，如电视、直升飞机、潜水艇、霓虹灯、导弹、坦克等几乎没有一样不为他所预见，而且写得样样详细、头头是道、栩栩如生。,儒勒凡尔纳 18281905,自然辩证法绪论 张胜光制作,78,飞越北极的海军上将伯德称凡尔纳是他的领路人；潜水艇发明者西蒙莱克称凡尔纳是他一生事业的总指挥；气球及深海探险家、无线电发明者等都一致承认凡尔纳是启发过他们思路的人；法国著名元帅利奥台说，现代科学只不过是将凡尔纳的预言付诸实践的过程而已。深刻的启示，高度的赞誉，正说明幻想对科学认识的巨大意义，然而它却出于一个文学家的脑际。,自然辩证法绪论 张胜光制作,79,机器人学三大法
32、则,早在1941年，电子计算机尚未问世之际，美国著名科幻作家阿西莫夫就在他的科幻小说中提出了著名的机器人学三大法则：一、机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观；二、机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律；三、机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。,自然辩证法绪论 张胜光制作,80,“碳文明”与 “钢铁文明”,有了“三大法则”，阿西莫夫笔下的机器人就不再是“欺师灭祖”、“犯上作乱”的反面角色，而是人类忠实的奴仆和朋友。不过高度智能化的机器人还是会产生各种心理问题，需要人类协助解决，这正是机器人故事的基础。阿西莫夫所向往的，是人类为代表的“碳文明”与机器人为代表的“钢铁文
33、明”的共存共生。,自然辩证法绪论 张胜光制作,81,“机器人学的金科玉律”,在阿西莫夫创作一系列机器人短篇科幻小说并提出“机器人学三大法则”时，世界上还没有机器人，当然也没有机器人学和机器人公司。一九五九年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，宣告机器人从科学幻想变为现实。随着机器人技术的不断进步，随着机器人的用途日益广泛，阿西莫夫的“机器人学三大法则”越来越显示智者的光辉，以至有人称之为“机器人学的金科玉律”。,自然辩证法绪论 张胜光制作,82,DNA双螺旋结构的发现,在l945年，英国生物学家威尔金斯首先使用X光衍射技术拍摄到世界上第一张DNA结构照片，但很不清晰，照片上看到
34、的是一片云状的斑斑点点，有点像是螺旋形，但不能断定。l951年春，英国剑桥大学的另一位生物学家克里克也利用X光射线拍摄到了清晰的蛋白质照片，这是一个重大的突破。美国一位年青的生物学博士沃森当时正在做有关DNA如何影响遗传的实验，听到这一消息便来到克里克的实验室和克里克一起研究DNA结构。,自然辩证法绪论 张胜光制作,83,这年5月，沃森在一次学术会议上见到威尔金斯，威尔金斯提出了DNA可能是螺旋形结构的猜想。回到剑桥大学后，沃森便和克里克一起仔细研究那张DNA照片。沃森想，DNA的结构形状会不会是双螺旋的，就像一个扶梯，旋转而上，两边各有一个扶手?他便与克里克用X光衍射技术反复对多种病毒的D
35、NA进行照相，并进行多次模拟实验。最后他们终于发现DNA的基本成分必须以一定的配对关系来结合的结构规律，从而揭示出DNA的分子式是“双螺旋结构”。1953年4月，他们有关DNA结构的论文发表在英国自然杂志上。这篇论文只有l000多字，其份量却足以和达尔文的物种起源相比。,自然辩证法绪论 张胜光制作,84,2、抽象思维（逻辑思维）,抽象思维又称为逻辑思维。它是凭借概念、判断、推理而进行的反映客观现实的思维活动。思维材料侧重于语言、思维推理、数字、符号等。 概念是客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事物或现象的总称，它是单个存在的。 判断是两个或几个概念的联系。 推理则是两个或几个判断的联
36、系。,自然辩证法绪论 张胜光制作,85,按照现代脑科学的研究成果，认为形象思维和抽象思维是人脑不同部位对客观实体的反映活动，左半脑是抽象思维的中枢，右半脑是形象思维的中枢，两个半脑之间有数亿条排列有序的神经纤维，每秒钟间两半脑之间往返传输数亿个神经冲动，共同完成思维活动，因此形象思维与抽象思维是认识过程中密不可分的一对思维方式。,自然辩证法绪论 张胜光制作,86,理想实验方法,定义：运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑推理的一种思维方法，具有假想的性质。 设计过程：亦即理想模型的建立过程。思想实验是人们在抽象思维中设想出来的而实际上无法做到的实验。它不是一种实践活动，而是一种思维活
37、动。,自然辩证法绪论 张胜光制作,87,“爱因斯坦电梯”,广义相对论中的“爱因斯坦电梯”理想实验，论证了惯性质量等同于引力质量。,自然辩证法绪论 张胜光制作,88,3、发散思维,发散思维又称辐射思维、扩散思维、求异思维、开放思维等。它是以一求多的思维形式，其共同特点是从给定的信息输入中产生众多的信息输出。其一般的思维过程为：以要解决的问题为中心，运用横向、纵向、逆向、分合、颠倒、质疑、对称等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可能多的答案，并从许多答案中寻求最佳，以便有效地解决问题。,自然辩证法绪论 张胜光制作,89,有人用一个比喻很形象地说明了发散思维的特点，他说，当你瞧见墙壁上有一个小小的
38、黑点时，你能够由此想起那可能是夏日潜伏在白壁上一只讨厌的蚊子，掉在餐桌上的一粒芝麻，盘旋在空中的一架直升飞机，白纸上的疵点，漂浮在牛奶中的一片茶叶，航行于海洋中的一艘巨轮，皮肤上长的一个疣疵，或者是洒在衬衫上的一滴墨汁，击穿板壁的一个弹孔，宇宙中的一颗星星，落在窗户的一只昆虫，木板上的一个针眼，田野上的一眼水井等。这就是由一物思万物的发散思维的结果。,自然辩证法绪论 张胜光制作,90,发散思维是创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。历史上有许许多多的应用发散思维成功创新的范例，如日本诺贝尔奖获得者江崎玲于奈在研究其得奖项目晶体管材料时，按晶体管的性能与其晶体管材料的纯度正向相关的思路，为提
39、高半导体的纯度，做了无数次实验，但无法绝对地去除杂质，因而无法有效地提高晶体管的性能，在苦无良策之时，他的助手提出，既然杂质是去不尽的，何不加些杂质试试，看看晶体管的性能会有什么变化，结果奇迹产生了，由于加入了适量的某些杂质，这种材料在传递电信号时产生了“隧道效应”，从而发明了隧道二极管。,自然辩证法绪论 张胜光制作,91,为了有效地清除令人讨厌的灰尘，人类很早就开始了对除尘设备的研究。当时人们最早想到的是用“吹”的方法，即采用机器把灰尘吹跑。l901年，在英国伦敦火车站举行了一次公开表演，当“吹尘器”在火车车厢里启动时，灰尘到处飞扬，使人睁不开眼，喘不过气。有一个叫郝伯布斯的技师看到这种情况
40、后，心想吹尘不行，那么反过来吸尘行不行?他决定试一试。回家后他用手帕蒙住口鼻，趴在地上用嘴猛烈吸气，结果地上的灰尘都被吸到手帕上来了。试验证明，吸尘的方法比起吹尘来要高明得多。于是，利用真空负压原理制成的吸尘器就在这一年诞生了。,自然辩证法绪论 张胜光制作,92,发散性思维也是众多创造原理和创造技法的基础，如变性创造原理、移植和综合创造原理、联想类比创造技法、逆向创造技法、纵向创新技法等都源于发散性思维。能否从同一现象、同一原理、同一问题产生大量不同的想法，这点对进行发明创造具有十分重要的意义。,自然辩证法绪论 张胜光制作,93,4、收敛思维,收敛思维又称辐轴思维、集中思维、求同思维等。这是一
41、种寻求某种正确答案的思维形式。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这一中心，通过比较、筛选、组合、论证，得出现存条件下解决问题的最佳方案。其着眼点是从现有信息产生直接的、独有的、为已有信息和习俗所接受的最好结果。,自然辩证法绪论 张胜光制作,94,收敛思维是深化思维和选择设计方案的常用思维方法和形式。它总是根据已有信息和线索，考虑解决方式方法，最终得到认为是最好的结论。收敛思维的具体收敛过程是一种逻辑思维过程。收敛思维的常用方法有目标识别法，间接法、由表及里法、聚集法等。在创造过程中，只用发散思维并不能使问题直接获得有效的解决，因为问题的解决最终选择方案只能是唯一的或是少数的，这就
42、需要聚集，采用收敛思维能使问题的解决方案趋向于正确目标。两种思维有效结合组成了创造活动的一个循环。,自然辩证法绪论 张胜光制作,95,发散思维与收敛思维示意图,发散思维,收敛思维,自然辩证法绪论 张胜光制作,96,5、动态思维,动态思维是一种运动的、不断调整的、不断优化的思维活动。其特点是根据不断变化的环境、条件来改变自己的思维秩序、思维方向，对事物进行调整、控制，从而达到优化的思维目标，它是我们在日常工作和学习中经常应用的思维形式。它由联想思维法、归谬思维法、类比思维法、可能性与选择性思维法等组成。,自然辩证法绪论 张胜光制作,97,可能性和选择性思维法是由美国心理学家德波诺归纳提出的一种动
43、态思维方法。他认为人在思考时要将事物放在一个动态的环境或开放系统中来加以把握，分析事物在发展过程中存在的各种变化或可能性，以便从中选择出使自己解决问题有用的信息、材料和方案。算命算得“准”的算命先生实际上是应用动态思维比较到位的老江湖。,自然辩证法绪论 张胜光制作,98,6、有序思维,有序思维是一种按一定规则和秩序进行有目的的思维方式，它是许多创造方法的基础，如奥斯本的校核表法、5W2H法、十二变通法、归纳法、逻辑演绎法、信息交合法、场场分析法等都是有序思维法的产物。,自然辩证法绪论 张胜光制作,99,7、直觉思维灵感思维,直觉思维是创造性思维的主要表现形式。直觉思维是一种非逻辑抽象思维，是人
44、基于有限的信息，调动已有的知识积累，摆脱惯常的思维规律，对新事物、新现象、新问题进行的一种直接、迅速、敏锐的洞察和跳跃式的判断。与直觉思维相关的思维方法有：想象思维法、笛卡尔连接法、模糊估量法等。,自然辩证法绪论 张胜光制作,100,直觉：不受固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的思维形式；灵感：特殊的心理体验和心理过程，表现为豁然开朗的顿悟；基本特征：认识发生的突发性；认识过程的突变性；认识成果的突破性；,自然辩证法绪论 张胜光制作,101,所谓直觉，是指对突然出现在人们面前的新的事物和现象的极为敏锐的深入洞察、准确判断和本质理解。在科学研究过程中，对机遇的迅速捕捉和对机遇现象内含价值的敏感
45、意识，就是直觉效应的一种表现。例如，达尔文阅读马尔萨斯人口论，当读到关于繁殖过剩而引起生存竞争的理论时，突然想到：在生存竞争的条件下，有利的变异会保留下来，这就是“适者生存”理论的发端，继此前进，创立了“进化论”。,自然辩证法绪论 张胜光制作,102,十分巧合的是，与达尔文爱好相同，学识、经历相似的华莱士也是在读人口论时受到同样启发，产生同样直觉，得出同样结论。华莱士说：“我突然闪过一念适者生存。然后，突然我似乎看到了它的全部影响。”这是科学史上“共生效应”的一例。,自然辩证法绪论 张胜光制作,103,直觉的作用,第一， 科学家依靠直觉在科研中进行选择，要在大量感性材料所提供的多种可能性中作出
46、选择，单靠逻辑思维是无法完成的，这就要靠直觉思维。第二，直觉可以帮助科学家在研究中作出预见。这种直觉称为“战略直觉能力”，它可以决定科学研究的发展战略。第三，新的科学概念，新理论的提出，离不开直觉。如欧几里得、罗巴切夫斯基、黎曼各自凭着直觉提出了有关平行关系的不同公理，因而创立了不同的几何学。,自然辩证法绪论 张胜光制作,104,什么是灵感,是指人们在研究某个问题，正苦于百思不得其解时，由于受到某种偶然因素的激发产生顿悟，使问题豁然澄清的思维过程。灵感是一种比较复杂的心理现象，它是研究者对某事物在积极思维、顽强、不懈的探索中，所达到的思维高度紧张，而创造力巨大高涨时的心理状态。,自然辩证法绪论
47、 张胜光制作,105,灵感思维的特点,灵感是研究者精神处于极度紧张狂热状态后的产物；灵感的产生是突发的、飞跃式的。往往是研究者在散步中，在与人闲谈中，在听音乐等的刹那间，问题骤然获得答案；灵感产生于良好的精神状态下，这时研究者思维敏捷，想象力丰富而活跃。,自然辩证法绪论 张胜光制作,106,灵感的作用,灵感是人脑进行创造性活动的一种重要思维方式，它是客观存在的，是可以捕捉的。灵感在科学研究中有重要作用：它可以为长期得不到解决的难题提供重要启示、线索和思路，如阿基米德浮力定律是发生在洗澡时，身子刚进入装满水的澡盆而水溢出来的那一刹那间。灵感还有助于科学家确定选题，使成果条理化。,自然辩证法绪论
48、张胜光制作,107,直觉灵感与逻辑思维并不排斥,直觉和灵感思维既表现为一种常规逻辑程序的中断，思维过程的高度简化或浓缩，具有表现上的非逻辑性的一面；但它们又有合逻辑性的一面，直觉和灵感的发生和发展，尤其是随后展开推理的过程，都离不开逻辑思维，科学研究的最后完成还得靠逻辑思维。,自然辩证法绪论 张胜光制作,108,袁隆平肯定“灵感”的作用,思维上的突破和创新，也是袁隆平成功的重要原因。从发现水稻有杂交优势到寻找野生稻作为杂交样本，都表现为一种思维上的突破性，袁隆平将之称为“灵感“。在袁隆平的书橱上，至今还贴着一张纸条，写着他自己的一段话：“灵感在科学研究中与在艺术创作中一样，具有几乎同等的重要作
49、用“,自然辩证法绪论 张胜光制作,109,数学家高斯回忆他在数学上的新发现时说：“像闪电一样，谜一下解开了。我自己也说不清楚是什么导线把我原先的知识和使我成功的东西连接了起来。”“谜一下解开”，“突然闪过一念”，这种从现象直达本质的思维过程，是许多科学家回忆他们做出科学发现时的共同感悟，直觉是一种普遍性现象。,自然辩证法绪论 张胜光制作,110,所谓灵感，是指人们对于曾经反复进行过探索而尚未解决的问题，因某种偶然因素的激发，使问题得到突然性顿悟的一种思维境界。顿悟前后存在两种迥然不同的境界：当人们为一个自认有价值的问题所吸引，往往废寝忘食，冥思苦想，结果却是“踏破铁鞋无觅处”、“山穷水复疑无路”。然而或在散步中、旅游中、闲谈中、艺术欣赏中、睡梦中等思想放松的情况下，因某种偶然因素的激发，突然茅塞顿开，豁然开朗，一通百通,自然辩证法绪论 张胜光制作,111,据传瓦特因蒸汽推动壶盖发明了蒸汽机；牛顿因苹果落地总结出万有引力定律；门捷列夫因玩纸牌发现元素周期律；阿基米德因洗澡发现浮力定律；开库勒因梦见蛇头咬蛇尾发现碳链结构等。这种因受某种偶然因素诱发而导致对问题的顿悟即所谓灵感。灵感不仅科学家有，人人皆有，它是一种普遍的思维现象。,
