楊文采，地球物理學家，中國科學院院士。曾任國家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程中心主任，中國地球物理學會和中國地質(zhì)學會常務理事。現(xiàn)任浙江大學地球科學學院教授，《地質(zhì)論評》主編。研究方向為地球物理正反演、地球成像和大陸動力學。
在《從作用量原理看模仿型與創(chuàng)新型科技發(fā)展模式》(《科技導報》2023年第4期)中，筆者討論了科技創(chuàng)新(簡稱科創(chuàng))的2種不同模式，現(xiàn)進一步討論科創(chuàng)思維的內(nèi)容和層次。人的意念中有一種有價值的存在——追求真善美。真(truth)指人追求真理的意念和行為。科創(chuàng)思維推動知識的積累和科技的進步，創(chuàng)造更加接近真理的科學理論和應用技術原理。
科創(chuàng)的起點是站在巨人思維成果的基礎上，探尋他人還沒有發(fā)現(xiàn)的更理性、更客觀、更精準或者更系統(tǒng)的自然規(guī)律。常見的科創(chuàng)思維模式包括以下5個不斷推進的層次。
1)質(zhì)疑，對已有的觀念與理論進行質(zhì)疑，檢查自己學習得來的知識有沒有問題。例如，牛頓認為哥白尼的太陽系行星運動理論是正確的，然后問：地球為什么會圍繞太陽有規(guī)律地旋轉(zhuǎn)?動力是什么?質(zhì)疑就是站在巨人的肩膀上提出疑問，想他人之不想，發(fā)現(xiàn)問題，予以完善、發(fā)展。
2)創(chuàng)新概念，對事物的組成、結(jié)構(gòu)、屬性和行為特征形成更為精準的概念。例如，牛頓想到對物質(zhì)運動速度要有更為精準的概念來描述，這就是導數(shù)。但是為了推出導數(shù)的概念，還要對極限和連續(xù)進行精準的定義。
3)創(chuàng)新模式，認知事物發(fā)展演化的全過程。例如，牛頓從試驗數(shù)據(jù)推測到物質(zhì)運動的加速度和作用力成正比，他探討出一個剛性質(zhì)點的簡約模型，指出運動的加速度和作用力成正比的比例系數(shù)為質(zhì)點的質(zhì)量。后來，愛因斯坦又從剛性質(zhì)點的簡約模型，質(zhì)疑牛頓理論的過分簡約的問題。
4)創(chuàng)新理論，認知事物發(fā)展演化內(nèi)在的規(guī)律和機制。例如，牛頓從概念和模型的創(chuàng)新推導出經(jīng)典的力學理論;愛因斯坦經(jīng)過創(chuàng)新光速運動概念和模型，推導出廣義相對理論。
5)應用創(chuàng)新，以創(chuàng)新的普適性理論為根據(jù)，聯(lián)系具體應用的問題，更新應用技術的理論根據(jù)，發(fā)展應用技術的新原理。應用創(chuàng)新的目的是要做他人之不做，發(fā)明新技術原理。模仿型科技創(chuàng)新就是應用他人的理論創(chuàng)新進行的應用創(chuàng)新;這個層次的研究是促進科學理論創(chuàng)新轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力的關鍵步驟。改革開放以后，中國在應用創(chuàng)新方面取得了偉大的成果，典型的例子如中國的高鐵。
從層次(1)到層次(4)的研究稱為從“0”到“1”的基礎科學研究。由于參加的群體增加一個級次，層次(5)的研究又稱為從“1”到“10”的應用科學研究，它和從“10”到“100”的新技術研發(fā)一起，統(tǒng)稱為“科技研發(fā)”。在西方，從“1”到“10”的應用科學研究通常在大學進行，受企業(yè)資助;而從“10”到“100”的新技術研發(fā)在企業(yè)研發(fā)部進行，計入企業(yè)運行成本并予以免稅。
值得指出的是，一度被熱議的“元認知”概念，其實并不是一個新概念?！霸J知”英文是“metacognition”，“cognition”翻譯為“認知”，而詞頭“meta”有多個含義，主要含有“變”的意思?！癿etacognition”的定義是通過有意識的自我檢測思維調(diào)整和改變自己的認知，從而修改行動計劃和行為模式。早在2500年前，孔子就說，君子要“吾日三省吾身”，意思是知識分子每天都要自覺檢測自己的思想意識，以更好地實行“齊家、治國、平天下”的理想。儒家的自省認知理念，在中國人頭腦中早已經(jīng)存在，“metacognition”的理念和中國人的自省認知理念本質(zhì)上一致。因此，“metacognition”就是自省認知，我們不必引進“元認知”這樣的所謂“新概念”。西方人強調(diào)的是用力量和競爭取勝，不重視自省，所以很晚才意識到metacognition。
科學知識是人類認知思維和科學實驗取得成果的積淀。中國大陸在地理上有發(fā)展農(nóng)業(yè)的良好自然環(huán)境，可以企望天人合一、風調(diào)雨順，通過自省認知來維持可持續(xù)發(fā)展。因此，以往中國人缺乏努力追求力量來在競爭中取勝，科學理論創(chuàng)新相對緩慢?，F(xiàn)在，中國已經(jīng)通過自省調(diào)整改變了傳統(tǒng)的認知思維，推行發(fā)展科技創(chuàng)新型社會的政策導向，對改善科技原始創(chuàng)新環(huán)境一定能夠產(chǎn)生強大的推動。中國的年輕人一定要自強不息，努力創(chuàng)新科學概念、科學模式、科學理論和科學應用原理，為建設創(chuàng)新型的世界強國努力奮斗。
