科技创造力的培养

金涌

创造力（Creativity）可定义为是一种艺术的或智力的发明才能，创造力是根据一定目的、任务，在脑中创造出新理念、新技术、新产品等的形象，并使之实现的能力。心理学家雷夫达尔表述为“创造力是人产生任何一种形式严肃的有结果的思维能力，这一结果是新颖的，是生产者所事先未能预料到的”。在科技日新月异、社会快速发展的今天，如何培养学生的科技创造力、更好地建设创新型国家，是每一位高校教师都应该深思的问题。

在人类蒙昧时期，创造性成果似乎是一件可遇不可求的东西，甚至于归结为上帝的赋予。随着社会的发展，又被认为它取决于遗传素质或下意识，人们往往仅关注创造中灵光一闪的刹那，其实创造往往要经过长期的酝酿。

美国加州州立大学富勒敦分校Mark Runco认为，有创造个性的人趋向于表现出较高的审美品质和广泛兴趣，使其掌握更多可利用的知识储备和理念构造素材，借助于此，可以创造性地解决新的复杂问题，他们的创造冲动常常被复杂的环境需求所驱动，而创造者常常表现出高度自我激发的个性，并善于横向性、发散性、开放性思维。

W.J.J.戈登提出创造力是一种有意识的心理创造活动，有时是感性和非理性成分比智力成分更重要。《钱学森书信》中做了进一步阐明，即创新的思想火花是从不同事物的大跨度联想激活开始的，这类似于艺术家的思维方法即形象思维，接下来的工作才是严密的数学推导计算和严谨的科学实验验证，即为科学家的逻辑思维。换言之，科技创新工作是源于形象思维，而终于逻辑思维。

创造力人人与生俱有，但“创造性行为”却并非人人都具备，这是一种有主观刻意的过程。

（1）创造力必须要有充实的知识与经验背景，但知识不等同于创造。一个饱学之士如没有创造的冲动，其人可能只是一本百科全书，供他人翻阅。创造是以新方式应用知识，解决实际问题，与知识的原始占有完全不同。

（2）创造者需要天赋，但高智商也不等于有创造能力，高天赋只是创造过程中的一种非凡的表现潜质。

（3）创造者不一定要占有大量资源。当然在现代社会对许多创造项目而言占有资源和优良实验条件是十分重要的，甚至是必不可少的，但是也有相反的成功例子。如1973年诺贝尔物理学奖得主埃瓦·贾埃弗因，他在发现超隧道效应时实验条件是十分有限的，他所用的液氮贮存杜瓦瓶是借来的，常规电子示波器的功能拓展，普通的伏安表，这些都在他的实验中起到了重要作用。所以人的创造素质与知识和创造物质条件的巧妙结合，才是创造的精髓。

（4）创造者的年龄大小也与创造行为没有必然联系，不少诺贝尔奖获得者的成功之作源于20多岁时完成的学位论文。

那么，善于创造的人必备的素质是什么呢？是想象力、联想力、变通力、观察力，等等。

（1）想象力（Imagination）。爱因斯坦对想象力给了一个极高的评价，即“想象力比知识更重要”。一种严肃的想象可以是重大创新的原发点。

（2）联想力（Association）。联想行为是来自某种记忆、印象，从而引发出的另一种观念和心像的过程。通过多种案例的观察、借鉴、相互关联激发出创新成果，靠的就是联想力。

（3）变通力（Flexibility）。它是变换视角，用新方法、新方式去看一个新问题。变通力的一个重要方面就是交叉与组合能力，H. Buuerfield曾经说过：“凡能自由想象，并把互不相干的各种观点结合起来的人，就是最勇敢、最有创造性的实验者。思维活动中最困难的是重新编排和整理一组熟悉的资料，并且摆脱当时流行的理论，从不同角度着眼看待它。”

（4）观察力（Observation）。对差别和相似事物的敏感力将体现不同程度的创造能力，善于对客观世界进行深入细致的观察，善于发现已有理论与新的实验现象的矛盾，勇于挑战传统理论，坚持不懈的研究，反复完善，是创新能力的基础。

（5）摆脱惯性思维束缚的能力（Inertia Break）。惯性思维是生物大脑被原有经验束缚的现象，跳出惯性思维，对于一个创新过程是何等重要。

（6）辩证的思维能力（Dialectical unity）。事物可能“一分为二，合二为一”的东方辩证哲学思维对创新能力会有很好的影响。辨证思维在许多情况下有着特殊意义，好、坏和祸、福之间转化，是自然规律。

（7）风险承受力（Fear no risks）。一个研究者在开始一项研究时，一般会复习有关基本知识，查文献，再开始自己的研究，这无疑是正确的和有益的。仔细想来是我们在回避风险，但也应认识到由此我们的思维必然受到前人的影响。一般是好的影响，但会不会有时是有害的呢？特别是我们在进行一项全新的探索。

成年人面对新事物，首先从前人的理论、公式、经验来寻求帮助，一般情况下确实提高了成功的把握，但会受到已有知识的束缚，在一些情况下可能是致命的，从理论指导下出发，可能是柄双刃剑，这是我们不可忘掉的。即便是一个知识渊博的人（特别是老年人），因为害怕犯错误，严格接受已有知识的约束，应对新生事物的能力必然衰退，风险承受能力下降，在某种程度上说，也是他在创造力上的衰退。

在此，还要着重提一下创造发明中直觉的作用（Intuition）。心理学家Perutz曾说：“科学创造如同艺术创造一样，都不可能单凭精心组织而产生”。爱因斯坦在70岁时的“自述”中说，他选择物理而非数学作为研究领域，是因为在这一范畴内他容易识别出那种导致深邃知识的东西，而把其他许多属于次要的撇开不顾。

在浴缸中发现下水口出现的旋涡在北半球是反时针方向旋转的，引导发现北半球台风也是反时针方向旋转，认识到前者应该有直觉的价值，而决定深入研究的直觉驱动，作为绝大多数人可能对在洗浴中看到的现象视而不见。法国科学家彭加勒指出，科学创造不是纯理论主义的，更可能是“理性”与“非理性”、“逻辑”与“情感”的奇特结合。由此可见，对“中医”与“西医”的评价不可走入歧途。

（8）坚持力（Persistence）。Bishop创立癌基因理论，即正常细胞都带有可能导致自己癌变的基因，一般情况下它有控制细胞增殖等特殊作用，但在化学、物理、心理等的刺激下，可能发生基因突变，引发细胞癌变，也就是癌症除了可以传染，可能遗传，也可能自身诱发产生，Bishop为此于1989年获得诺贝尔奖。坚持自己的信念也许是他成功的决定因素之一。因为在同一个命题下，20世纪60年代、70年代、80年代连续三次获得诺贝尔奖是不多见的。

（9）好奇心（Curiosity）。好奇心是一种最直接的创造发明的心理动机。成年人切不可摧残儿童时期的好奇心，保持童心是十分重要的。好奇心常常表现在以下方面：

怀疑的心理——遇事问清楚来龙去脉，马克思也说过要“怀疑一切”；

求证的心理——任何现象求其本源，追求多方验证，付诸实践证实的心理；

求知的心理——探求真相，发现因果关系，锲而不舍的心理；

求新、求变的心理——力图改变现状，进而迈入创造发明之门。

（10）事业心（Ambition）。事业心往往是创造发明的本源动力。事业心常常表现在以下方面：

追求成功的心理——通过努力实现自我信念；

为社会奉献心理——为他人、为社会服务，鞠躬尽瘁的心理；

为国家、集体或个人追求名誉，以确立威望和社会认可的心理；

追求效益、效率，使国家、集体或个人获利；

追求唯美的心理——为了完美地实现目标，不断追求改进的心境；

竞争心理——为了创造纪录、卫冕所做出的不懈努力。

好奇心、事业心是创造发明原生动力，是积极向上的心态，作为任何事业成功也都是不可缺失的因素。

养成创造能力的人格素质说到底是对大脑功能的训练。科学研究表明，人脑由140亿个脑细胞组成，每个细胞可生长出大约2万个树突用来计算信息，人脑“计算机”对信息的处理能力和储存能力远远超过世界上强大的计算机。若充分利用可储存50亿本书的信息，相当于世界上藏书最多的美国国会图书馆的500倍。人脑细胞每秒钟可完成1000亿次信息传递和信息交换。创造能力要依赖人脑对有用信息的储存，选择性提取和高效的相互联系、激发和处理。这些能力的开发程度的不同表现出不同的潜质，一般人大脑开发和利用程度仅有10%。经过百多名科学家研究，也认为绝顶聪明的爱因斯坦，其大脑的使用也远未发挥到极限。可以想象一旦人类将大脑皮层中沉睡的细胞全部唤醒，人类将创造出一个全新的世界。

创造行为往往不是瞬时可以完成的，可能是经过长期思想准备和不懈追求才能达到的。创造性的研发工作通常会经历以下过程。

（1）准备期（Preparation）。包括从小学、中学、大学一直至今的知识熏陶和积累，这时可能尚未确定研究方向。

（2）孕育期（Incubation）。在研究创造目标已经选定，转而进入思考过程，可能是一个艰苦的求索过程。

（3）爆发期（Illumination）。正确答案可能发生于突然之间，在百思不得其解甚至萌生退意时豁然开朗，得到解决的思路。

（4）验证期（Verification）。根据已有的思路突破，进行实验验证考查，研究使创新成果更完美、更系统、更全面、更高理论层面上得到提高。

人类的创新过程可譬喻为在漆黑无尽隧道中匍匐而行，依靠上帝所赐予的四支火炬或所谓四种能力，持怀疑的目光在摸索中前进。这四把火炬分别是“理性思维、逻辑推理、数学运算和实验能力”。经常的情况是经过漫长的潜行渐渐听到涛声，在无限欣喜中以为出口在即，但随即发现这一出口把我们导入了一个新的迷宫。以形象思维开始，以理性思维结束，即是创造历程的一个循环。

创造是严肃的、有结果的实践过程，创造性结果体现于以下几个方面。

（1）提出创造性概念。在认识世界和改造世界过程中，追求完美和创新过程的空间是永远存在的。因为在追求的实践过程中会不断提出新命题、新概念，它们只是一定历史阶段的产物，新概念提出仅靠逻辑推理和数学演绎是无法实现的。

（2）新的自然现象的揭示。这包括观察自然、了解自然、再现自然、演绎自然、解读自然和利用自然，以及在上述过程中将不断取得的突出成绩。当前人类所面临的难题是揭示宇宙的起源和生命的起源。

（3）证明前人的命题。科学理论的产生大都是逐步的，从不完备的假设和猜想的提出，不断完善，不断地被证实。如杨振宁和李政道提出的弱相互作用宇称不守恒原理开始也是有猜想成分，但经过吴建雄实验证实后才被普遍接受。

（4）导出新的理论体系。通过对实验或观察的发明和发现的整体系统分析，组合创新思维，提出新的理论体系，如宇宙大爆炸理论等。

（5）对科学假设的真伪判断。真理的相对性是普遍的，真理有其所适用的范围，寻找和查明其适用边界也是重大的创造性工作。如发现牛顿力学仅在描述宏观世界时是适用的，而在微观世界的统治规律则是量子力学。

（6）发现与发明导致的技术和工艺突破。人类的文明史就是一部智慧演化进步，对自然的发现和技术发明的历史，核心技术的突破推动社会进步，技术进步也是发现和发明的归宿。科学家、工程师、能工巧匠三者之间的合作是推动社会进步的三驾马车，任何时期只要扭曲他们三者之间的关系，都会受到历史的惩罚。这里需要强调能工巧匠在科技创新中的作用是不可忽视的，特别是科学家、工程师和能工巧匠之间的相互合作，会产生重大的创新成果。

创造行为及过程既是理性的，又是浪漫的，创造使我们体验到作为人存在的伟大价值。作为高校教师，肩负着培养未来科技主力军的重任，更应该认识到：

（1）创造力培养的基础还是在于对已有知识的系统、全面、深刻的掌握，这样才能真正站在巨人的肩膀上，有所发现。

（2）创造出于思索和追求。爱因斯坦说过：“我没有特殊的天赋，我只有强烈的好奇心。”

（3）自觉地自我养成创造的人格素质，要尽量多地占有知识，但又不要把自己拘囿于已有知识的樊笼中，要善于把握机会，关注直觉的引领。

（4）科学理论体系中的客观真理，不能单靠科学本身来判定，实践是检验科学理论和真理的最终标准，创造必须勇于实践。

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[责任编辑：余大品]

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[支撑项目：国家级化学实验教学示范中心建设（教高函〔2006〕33号）；有机化学国家精品课程建设（教高函〔2008〕22号）；有机化学实验创新教学平台的构建与实践（湘教通〔2010〕243号）；有机化学立体化教学资源的建设（省普通高校教学奉献奖获得者奖励项目，2011）；有机化学精品教材建设（中南大学，2012）]

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