科技论文写作中的灵魂:创新思维

我们当今所处的时代是以创新为特征的时代。可以毫不夸张地说:“创新”二字无处不在,得到了广泛的应用与体现,它拓展和延伸到了经济、科技、文化等一切领域,应用写作当然也不例外。应用写作强调创新,尤其是其中的科技写作,特别是科技论文写作,更是强调创新。但是,也和其他领域强调创新的情况一样,对于论文创新,泛泛而论者多,真正结合自身专业领域的实际问题进行创新立论者少。本文仅就科技论文写作如何运用创新思维方法实现创新谈一点浅见。

一、科技论文的核心是创新

何谓科技论文,现在仍智仁互见,尚未统一。笔者认为,所谓科技论文,通常是指科技工作者对某一科技领域的研究课题在实验性、观测性、调查性或理论性研究中所取得的具有创新意义的新成果、新见解、新知识的科学记录;或者是对某种已知的科学理论在实际应用中所创造的新方法、新技术、新产品的科学总结。从上述科技论文涵义的论述中,我们可以明显地看到,科技论文的最大特点是理论上的创新,这是科技论文的核心,因而也是科技论文写作的灵魂。这是从科技论文本身微观、局部的层面上来看科技论文创新的重要性。如果我们把科技论文摆到整个社会创新体系宏观、全局的层面上来看科技论文的重要性,就会发现,科技论文在我们国家创新体系中占有极其重要的地位。因为,国家创新体系从理论上和实践上来看,都应该包括三个相互依存而又依次推进的重要组成部分,即高新知识生产、供给的发现体系,高新知识流通、辐射的传播扩散体系和高新知识社会消费的开发应用体系。而这三个体系均与科技论文及其写作、发表、传播有着密切的关系。因此,国家创新体系需要科技论文的创新,而科技论文的创新则强有力地支撑国家创新体系。如果科技论文写作中不能体现创新,不能实现“有所发现,有所发明,有所创造,有所前进”,则写出的论文就没有多大意义,也就没有发表的价值。

那么,如何在科技论文写作中实现创新呢?笔者认为,其中的一个关键是在科技论文写作过程中要充分运用创新思维方法。

二、创新思维应贯穿于科技论文写作的全过程

任何创新都并非是一个阶段性的自发自在的瞬间过程,而是一个全局性、整体性和长久性的自觉自为的持续过程;不是一个单因素、单层面的孤立行为,而是多因素、多层面整合的系统运行状态。这也完全符合科技论文写作的规律。因此要想写好科技论文,必须着眼于科技论文写作的全过程,它包括科研选题、资料收集、科研实践(指研究、探索、发明、创造等的实践过程)和论文撰写(指提炼主题、布局谋篇、文字表述、起草修改等过程)。如果仅着眼于论文的具体撰写过程,那么科技论文的写作就会成为无源之水,无本之木,是断然写不出高水平的科技论文来的。因此,创新思维也就必须贯穿于科技论文写作的全过程,其中尤其要注意的是科研选题、科研进展和科研总结即论文撰写三个阶段创新思维的运用。

(一)科研选题阶段

科研选题是科学研究首先要解决的问题,它决定后续的科研设计和科研工作开展的全过程。因此,科研选题也是科研工作中起战略决策作用的重要环节,它直接影响到今后科研水平的高低和效率的优劣乃至于科研的成败。如果选题不当,会对以后的科研工作造成很大的困难,甚至会对整个研究过程带来无可挽救的损失。因此,我们把科研选题称为“科研中的科研”。通常,在科研选题时,首先要进行调查研究,特别是国内外文献的调查,然后尽其可能提出多种研究课题的设想,再精心选择出一个最适宜的研究课题;或者是对前人的研究进行剖析,然后对各家之长进行梳理整合,提出一个最佳的研究课题,以实现新的突破;或者是对过去的研究结果或理论产生质疑,提出新的科学假说,然后设法去进行论证,得出新的结论,等等。这些都是在科研选题阶段常见的创新思维过程。

(二)科研进展阶段

科研进展阶段会出现各种各样的情况,因此创新思维的运用也呈现纷繁复杂的情景,但如果认真对这些情况作条分缕析,就可从中找出一些规律。美国著名创造学家大卫#伯金斯就曾对发明创造的规律作了精辟的归纳,认为通常发明创造有以下几个阶段:一是长时间的思考探索,鲜有明显进展;二是偶遇促发事件;三是引发顿悟和认识的飞跃,实现突破。达尔文进化论的创立就是一个很好的例子。达尔文随“比格尔号”船进行了长达数年的艰辛考察,回国后又作了9个月的思考,对生物为什么会进化始终找不到满意的答案。此时,他搁下研究以读马尔萨斯的新著《人口论》自娱。突然,马尔萨斯关于人口不加限制地呈指数增长将会导致人口过剩的灾难的论述启发了他:只有最适合生存的生物才能够活下来,并将其特性遗传给后代。“物竞天择、适者生存”的进化论思想核心就这样诞生了。这里的关键是在促发事件面前如何实现顿悟,这就需要创新思维的方法。

(三)科技论文写作阶段

这更是科研实现创新的最后阶段,因为科技论文写作的一个十分重要的功能就是实现科技创新。对此不少科技论文的写作者并没有真正意识到这一点。实际上,许多情况下科技论文的写作不是简单、原始地反映科学研究的实践。科学研究实践所得到的感性认识、第一手材料和原始数据等还只是一堆“矿石”,必须运用创新思维的方法进行分析、比较、综合、归纳、推理、总结等一系列“冶炼”过程,才能得到科技含量高的“纯金属”)))科研成果来。前面所说的顿悟也往往发生在对科技论文写作的反复思考之中。我在给学生讲科技论文写作时常举这样一个例子:我校放射医学专业的一名硕士生,其学位论文是研究人骨中放射性镭的含量,为此,他建立了人骨中镭含量的分析方法,收集了100余份骨灰及其死者的有关资料,经过近2年的努力,数据出来了,但要写论文时,才发现数据没有什么规律。毕业论文怎么写?情急之下,就来向我这个放射化学专业教师求救。我仔细翻阅了实验资料,从表面看确实没有什么规律可言,由于自己对人骨镭也从未做过研究,很难说出什么意见来。但我提醒他,是否有可能忽略了什么因素。该研究生马上重新复习文献,进行思考,果真发现有一个重要因素(即钙)被忽略了。因为钙与镭同属碱土金属,均为亲骨元素,而镭的金属活性比钙要强得多,因此镭进入人骨后,可置换钙。后来,他引进了一个镭钙比,数据的规律就比较清晰地展现出来了,他的学位论文最终得到了答辩委员会专家的高度评价。这个例子充分说明,仅得到了科研资料和数据还难以写出高质量的论文甚至写不出论文,只有通过创新思维过程,充分挖掘资料和数据中蕴含的科学内涵,才能实现突破。这也是为什么同样辛辛苦苦做研究,但写出的论文水平大相径庭的原因所在。

三、科技论文写作中常用的创新思维方法

何谓创新思维,那就是创新思维归根结底旨在突破旧概念旧框框,孕育新概念新架构的一种思维方法。创新思维不是一个简单的思维技巧,而是一个系统的思维科学体系。它对某个具体问题的思考不是就事论事,简单从事,而是对这个具体问题进行系统、全面的思考。在开展思考过程中,往往要综合运用多种思维方法,不仅要运用逻辑思维、形象思维这些传统的思维方法,也要用灵感思维、幻想思维这类新的思维方法;不仅要用分析思维、综合思维、发散思维、收敛思维、顺向思维、逆向思维等这些常用的创造性思维技巧,也要用网状思维、极限思维、联想思维、群体思维、头脑风暴思维等新的创造性思维技巧。多种思维方法的相互作用、相互影响、相互渗透、相互促进,才是创新思维的最大特色,才能最终实现创新的目的。下面,仅就科技论文写作中最常见的一些创新思维方法作一简介。

(一)逻辑思维与形象思维

逻辑思维是科学领域,特别是数理领域最常用的思维方法,如运用归纳、演绎、抽象、概括、论证等方法,以实现对客观事物的深刻揭示和准确认识。而对形象思维,不少人有一种误解,以为那是文艺工作者的思维方法,搞理工的人很少用到,其实不然。形象思维,无论是想象、直觉还是联想,由于它有很强的直观性和灵活性,带有浓厚的感情色彩,不象逻辑思维那样客观、冷静、严谨,因而显得更加灵动、活跃,赋予思维主体以更多的创造活力,更容易实现创新。如DNA双螺旋结构的提出、苯环的发现和响尾蛇导弹的构想等,都闪跃着形象思维的光辉。

(二)灵感思维与幻想思维
它们均属潜意识的思维活动,都是在长时间苦
思冥想中不得其解,无意之中受到某种信息或梦境的刺激,突然茅塞顿开,恍然大悟,使问题迎刃而解,实现认识上的飞跃和创造的产生。例如苯环的发现就是如此,德国化学家凯库勒在对苯的研究中,已得出苯分子的组成是6个碳原子和6个氢原子,但其结构式怎么也想象不出来。夜以继日的思考使他精疲力尽,坐在壁炉前昏昏欲睡,脑子里无数条化学键幻化成无数条蛇在空中飞舞,突然一条蛇首尾相接,形成环状,一下子促发他想到苯的结构是闭合的碳环,终于解开了苯环结构之谜。

(三)分析思维与综合思维

这也是科技领域中用得最普遍的一对思维方法。人们常用定性分析、定量分析、因果分析、结构分析、比较分析、分类分析和统计分析等多种分析方法来研究科学现象和事物。前面所举的人骨镭的研究中引进镭钙比实际上就是一种双因素分析。现在对复杂事物的研究更多的是采用多因素分析。而综合分析,它通过对各种信息进行组合、整合、融合,往往更容易实现创新。例如DNA双螺旋结构的发现者沃森和克里克,他们由于受条件所限本身并没有直接去开展DNA的实验研究,但他们善于博采众长,注意收集各种相关信息,从中汲取营养。他们仔细分析了当时信息学派、结构学派和生化学派对DNA结构研究的成果,综合各家之长,为我所用。例如,威尔金斯和弗兰克林小组在X射线衍射结晶学的研究方面处于世界前列,特别是弗兰克林,她已经得到了DNA最清晰的X射线结晶衍射图,可以说是完成了DNA结构研究的大部分工作,但他们对用构建分子模型的方法不感兴趣,科学视野的局限使他们最终未能捅破这层窗户纸。而美国著名化学家、诺贝尔获得者鲍林领衔的研究小组,用分子模型的方法解决了DNA分子结构中的不少难题,但由于他们缺乏X射线衍射的经验,也不了解这方面的最新进展,因此还停留在三螺旋模型阶段裹足不前。沃森他们充分运用了弗兰克林那张X射线衍射图提供的信息和鲍林那形象、便捷的分子模型方法,捷足先登,后来居上,建立了一个完整的DNA双螺旋分子结构模型,开创了生命科学的新纪元。

(四)顺向思维和逆向思维

顺向思维往往是对原有的理论、认识进行修正、补充、改进和完善,可以实现有限的创新,但是难以实现大的、根本性的突破。逆向思维与顺向思维不同,它不是按原有的思路进行思考,而是向相反方向开展思维,往往会突破思维定势,引发重大的突破性的创新成果。野生动物园把人关进“笼子”里看动物,医药中的以毒攻毒,就是典型的逆向思维的产物。美国华裔科学家杨向中从事克隆动物研究的故事也很说明问题。早在1992年杨向中博士就开始从事动物胚胎的试验研究,已成功地将动物的体细胞核抽出,注入到另一个动物的卵细胞的核中,经过激活形成胚胎。但他没有将这个胚胎细胞再植入第三个动物的子宫中孕育。当他得知英国科学家成功地获得世界上第一头克隆羊多利的消息时,后悔莫及。但他坦陈由于自己受传统生殖观念的束缚,固守原来的思路,使克隆动物的优先权失之交臂,功败垂成。后来他成功地培育出世界上第一头克隆牛,并在克隆动物研究上有新的重大发现。这充分说明逆向思维、观念创新多么重要!

(五)发散思维和收敛思维

发散思维是一种从不同方向、不同途径和不同角度进行展开式思考的方法,是对同一个问题探求不同的特异的答案的思维过程,因此也叫求异思维。这种思维不依常规,标新立异,冲破旧的理论和知识的局限,克服心理定势,千方百计寻找开拓进取的新途径和解决问题的新方法,从而导致新事物、新理论的创立。收敛思维则是通过分析、综合、比较、鉴别等方法,在某个问题的不同答案中选择一个最有价值、最令人满意的答案。在创新思维过程中,发散思维与收敛思维是相互关联、相辅相成、缺一不可的。一般来说,在充分进行发散思维之后,再进行收敛思维。单靠发散思维有时往往难以最终获得实际的创新成果,还必须依靠收敛思维求得终极的结果。例如,在科研选题时,先用发散思维提出各种设想,然后通过调研,用收敛思维最后确定一个最佳研究课题。又如,在科研论文写作中,往往“讨论”部分多用发散思维,而在“结论”部分用收敛思维。

(六)群体讨论法

创新是十分艰难的,难就难在如何运用已有的知识又不受其束缚,如何克服思维定势找到解题的钥匙。这就如同创新过程中存在一个阈值,靠一个人的思考,往往很难突破这个阈值。但如果一群人在一起自由地讨论,往往思想的碰撞产生火花,一下子就可能突破阈值,实现创新,这就是群体讨论法的奇妙之处。科学发展史上这样的例子屡见不鲜,这也是学术沙龙之所以受到科学家们的欢迎,象爱因斯坦这样的科学家与几个同道之所以会一边喝着咖啡,一边在桌布上推导公式,捕捉讨论中瞬间闪现的苗头的道理。

四、如何提高科技论文写作者创新思维的能力

(一)学习并应用思维科学的基本知识

思维科学是探索人脑思维活动规律的科学。人们在日常工作中离不开思维科学,尤其是从事科学研究和进行论文写作等高级科学实践活动就更离不开思维科学。认真学习思维科学的基本知识,努力开展创新思维的训练,使我们通过对逻辑思维、形象思维、灵敏思维、综合思维、发散思维、逆向思维以及其他思维方法的研究和实践,从而提高创新思维的能力。

(二)注重相关知识的积累

知识是人们通过实践所获得的经验和认识的总和,它反映了人类对外界事物的认识水平,是思维的基本要素和前提条件。从某种意义上讲,思维就是运用各种已有的知识去分析、思考和解决问题,并获得新知识的过程。人们凭借丰富的知识,可以开拓思路,有助于产生多维的思考和广泛的联想,有利于在科研工作中开辟创造性的广阔天地,有利于形成并精选出最佳的科研方案,有利于在科研实践中发现和揭示新颖、独到的见解,总结出高水平的科研成果来。

(三)培养独立思考的习惯

科研工作和论文写作需要创新思维,而独立思考是创新思维的必要前提。创新是智慧的结晶,是勇敢的化身,是对传统的极大挑战,往往需要一种过人的意志与胆识。从这个意义上讲,创新是一种品格。没有对常规的挑战,就没有创新。而对常规挑战,就必须有独立思考的能力,有敢于提出问题的勇气,有大胆怀疑和批判的精神。正如爱因斯坦所说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。

因此,我们要高度重视独立思考习惯的培养,提高独立思考的能力,消除自卑心理,克服从众心态和中庸之道,改变旧的思维习惯和思维定势,敢于质疑书本和权威,敢于标新立异,善于拓展思路,多角度、多方向、多层面地开展思考,唯有如此,才能在科学研究和论文写作中有所发现,有所创造。正如留美华裔博士黄全愈指出的那样:“所谓-创.就是打破常规,所谓-造.就是在打破常规的基础上产生出具有现实意义的东西。在,,不打破常规,无所谓-创.;不-造.出现实意义的东西,只能是天花乱坠的想入非非。