科學研究中的關(guān)鍵思維方式

科學研究中的關(guān)鍵思維方式—涌現(xiàn)思維、邏輯思維涌現(xiàn)思維：含義：涌現(xiàn)思維是一種強調(diào)系統(tǒng)中整體所表現(xiàn)出的特性或行為并非各個部分簡單相加，而是在相互作用和組合過程中產(chǎn)生出全新的、意想不到的現(xiàn)象或性質(zhì)的思維方式。精髓：在具有涌現(xiàn)特性的系統(tǒng)中，當各個要素以特定的方式組合在一起時，會在系統(tǒng)層面上產(chǎn)生出一些在個體要素層面無法預測和理解的性質(zhì)或行為模式。這些涌現(xiàn)出來的現(xiàn)象可能具有更高層次的復雜性和獨特性。簡言之，就是簡單元素涌現(xiàn)出復雜整體。邏輯思維：邏輯思維是指人們在認識過程中借助于概念、判斷、推理等思維形式能動地反映客觀現(xiàn)實的理性認識過程。特點：邏輯思維具有準確性、條理性、連貫性、合理性等特點。擁有良好的邏輯思維能力，可以幫助人們更好地理解復雜問題、進行有效的分析和推理、做出正確的決策。油畫《蘇格拉底之死》。亞里士多德提出來的“三段論”，是最基本的邏輯推理方法。最為人所熟悉的典型例子是：凡人都會死（大前提）；蘇格拉底是人（小前提）；所以蘇格拉底也是會死的（結(jié)論）。重要性：邏輯思維是科學研究的基礎思維，與科研有著密切的關(guān)系。科學研究中，從課題選擇、研究設計到數(shù)據(jù)分析、結(jié)論推導，邏輯思維都在其中發(fā)揮著重要作用，保證各個環(huán)節(jié)的科學性和準確性。邏輯思維是科研工作不可或缺的重要能力，對科研的質(zhì)量、深度和創(chuàng)新性都有著至關(guān)重要的影響作用力：邏輯思維可以幫助研究者構(gòu)建合理的研究框架和體系，確保研究思路的清晰和連貫；準確地分析科研中遇到的問題，明確關(guān)鍵要素和相互關(guān)系；基于已知信息進行合理的推理和演繹，從而得出有價值的結(jié)論和假設；確?？蒲姓撟C過程的有效性和可靠性，使研究成果更具說服力。亞里士多德提出邏輯推理的三大規(guī)律：同一律、矛盾律和排中律。非邏輯思維在科學研究中（尤其是中醫(yī)領(lǐng)域研究）的作用也不可忽視。非邏輯思維是指不完全遵循邏輯規(guī)則或原則，而是依靠直覺、想象、聯(lián)想等心理活動，從已知到未知進行跳躍或創(chuàng)造的思維方式。非邏輯思維具有靈活性、多樣性、主觀性等特點，是科學研究中最活躍也最富有創(chuàng)造力的思維方式之一。非邏輯思維可以幫助人們發(fā)現(xiàn)新問題、提出新假設、構(gòu)建新模型、設計新方法、創(chuàng)造新產(chǎn)品等。提高邏輯思維能力的方法：通過學習邏輯學、閱讀優(yōu)質(zhì)材料、練習思維導圖和邏輯推理等方法，可以提高自己的邏輯思維和問題解決能力。同時，注重清晰的表達和思考、多提問題和質(zhì)疑、視角轉(zhuǎn)換和跳出框架等方法也是培養(yǎng)邏輯思維能力的有效途徑?？茖W研究是一項極其艱巨復雜的創(chuàng)造性腦力勞動。一方面，要求踏實、認真去做，來不得半點虛和偽；另一方面，要求科學用腦，要有科研思維?？茖W研究的關(guān)鍵是思維科學性的體現(xiàn)，良好的思維模式事半功倍，因為，思維決定行動，行動決定結(jié)果?？茖W研究中的關(guān)鍵思維方式—費米思維費米思維：定義：費米思維是以著名科學家恩里科·費米命名的一種思維方式。這種思維強調(diào)利用已知的少量信息和常識性的推理來進行分析和判斷。特點：費米思維的核心特點是，面對一個看似復雜、難以直接解決的問題時，將其分解成一系列較小的、可處理的問題，并通過合理的估計和簡單的計算來得出近似的答案。恩利克·費米（EnricoFermi，1901-1954），美籍意大利物理學家，意大利皇家學院院士，諾貝爾物理學獎獲得者，美國國家科學院院士，愛丁堡皇家學院院士，生前是美國芝加哥大學物理學教授。作用：費米思維有助于培養(yǎng)人們的問題解決能力、邏輯推理能力和創(chuàng)造性思維，它鼓勵人們在信息有限的情況下，依然能夠通過巧妙的分析和思考找到可行的解決方案。費米思維還有助于剔除冗余信息，使復雜問題簡單化。《成長的邊界》一書的作者DavidEpstein說，“費米估算法可以像熱刀切黃油一樣切掉無關(guān)信息。”費米思維示例：地球周長是多少？這個問題看起來無從下手，但我們有常識是紐約到洛杉磯3000英里，時差3小時，而一天即地球自轉(zhuǎn)一周的時間為24小時，即3小時的8倍。所以，地球的周長就是3000乘以8，等于24000英里。與精確值的24902.45英里（40076千米）相比，誤差不到4%?？茖W研究中的關(guān)鍵思維方式—學習思維學習思維：學習力：學習力包含知識總量，即學習內(nèi)容的寬廣程度和開放程度。學習力更重要的是包含知識增量，即學習成果的創(chuàng)新程度以及學習者把知識轉(zhuǎn)化為價值的程度。學習力包含知識質(zhì)量，即學習者的綜合素質(zhì)、學習效率和學習品質(zhì)。學習力包含學習流量，即學習的速度及吸納和擴充知識的能力?？蒲泄ぷ髡叩暮诵母偁幜κ菍W習思維，也就是有持續(xù)學習的習慣和能力。持續(xù)學習：人類有能夠?qū)⒁粋€任務的知識用到另一個任務上的能力，學習后一個任務時也不會忘記如何做前一個任務，這種能力叫持續(xù)學習，也叫終身學習、增量學習，或序列學習?？茖W研究需要有持續(xù)學習的思維和良好的學習力，這樣才能及時了解最新的研究進展和技術(shù)發(fā)展，以保持在領(lǐng)域內(nèi)的競爭力。聯(lián)合國教科文組織國際教育發(fā)展委員會出版的書籍《學會生存：教育世界的今天和明天》中說，“未來的文盲，不再是不識字的人，而是沒有學會怎樣學習的人?！笨茖W研究需要學習思維：科學研究需要廣博的知識和嚴謹?shù)乃季S，需要了解目前的有關(guān)研究現(xiàn)狀，這一切必須是通過持續(xù)學習才能達到目的。簡而言之，沒有良好的學習習慣、沒有較強的學習能力、分析問題和凝練問題的能力，想做好科研工作是不現(xiàn)實的。科學研究中的關(guān)鍵思維方式—數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)思維：DATA：數(shù)據(jù)（data）是事實或觀察的結(jié)果，是對客觀事物的邏輯歸納，是用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。重要性:在科學研究中要有數(shù)據(jù)敏感性?？蒲兴季S注重數(shù)據(jù)的收集、分析和解釋，通過數(shù)據(jù)來支持和驗證研究假設，確保研究結(jié)論的科學性和可靠性。生物大數(shù)據(jù)：生物大數(shù)據(jù)具有多樣性和復雜性，包括基因組數(shù)據(jù)、表觀基因組數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)等多種類型。這些數(shù)據(jù)為研究人員提供了更全面的信息，有助于揭示生命現(xiàn)象背后的規(guī)律。數(shù)據(jù)驅(qū)動：數(shù)據(jù)驅(qū)動的生命科學新發(fā)展和應用涵蓋了基因編輯、精準醫(yī)療、藥物研發(fā)等諸多領(lǐng)域，為人類健康和生命質(zhì)量提供了前所未有的可能性。大數(shù)據(jù)是一種在獲取、存儲、管理、分析等方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合。它具有數(shù)據(jù)量大（volume）、數(shù)據(jù)類型繁多（variety）、處理速度快（velocity）、價值密度低（value）和真實性（veracity）五大特征。應用廣闊：在大數(shù)據(jù)背景下，云計算、分布式存儲、自然語言處理等應用技術(shù)日趨成熟。以數(shù)據(jù)為重點賦能臨床和管理決策，數(shù)據(jù)驅(qū)動研究范式在臨床科研中的應用場景不斷豐富。價值連城：醫(yī)療大數(shù)據(jù)是臨床科研的寶貴資源，其對于臨床科研的價值，不僅僅是數(shù)據(jù)統(tǒng)計，更重要的是通過數(shù)據(jù)的篩選和挖掘，協(xié)助科研觀點的產(chǎn)生、科研方法的設計、科研過程的實施和科研結(jié)果的驗證，得出對實踐更有指導意義的結(jié)論。目前，全球醫(yī)療健康數(shù)據(jù)已有數(shù)百Exabyte，并在加速增長。從大規(guī)模研究隊列的快速識別和建立，到人工智能輔助的臨床決策支持系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)正在改變著醫(yī)學研究與實踐?？茖W研究中的關(guān)鍵思維方式—協(xié)作思維協(xié)作思維：定義：“獨木難成林”，科學研究并非單兵作戰(zhàn)，需要與他人共同思考和解決問題，這就是協(xié)作思維。作用：協(xié)作思維能夠激發(fā)集體智慧，讓我們能夠從他人的經(jīng)驗和知識中受益。通過集思廣益，能從不同的角度思考問題，并加深對問題的理解，增強解決問題的能力。1953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)，他們的合作被稱為傳奇，一個物理學家，一個生物學家，這是一對最佳搭檔，沃森熟悉噬菌體方面的實驗，而克里克則精通數(shù)學、物理學這些被沃森認為有點難度的學科，他們的合作是生物學與物理學互補的最佳典范。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，據(jù)說是“諾貝爾獎中的諾貝爾獎”。協(xié)作思維強調(diào)“學術(shù)合作”和“學術(shù)交流”。學術(shù)合作：學術(shù)合作可以擴大研究視野，增加研究資源，提高研究效率，甚至可以幫助解決研究中的困難問題。同時，學術(shù)合作也是提高學術(shù)影響力，提升學術(shù)地位的有效方式。學術(shù)合作是推動科研進步的重要方式，學術(shù)合作隨著現(xiàn)代科學體現(xiàn)出的滲透性、交叉性和邊緣性的特點而益發(fā)顯得重要。Google公司在2021年發(fā)布的結(jié)合深度學習和結(jié)構(gòu)生物學的AlphaFold2，被很多人認為是結(jié)構(gòu)生物學領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新。AlphaFold2能預測98.5%的人類蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并做成數(shù)據(jù)集，由歐洲生物信息學研究所托管，全部免費開放。科學研究中的關(guān)鍵思維方式—系統(tǒng)思維系統(tǒng)思維：系統(tǒng)思維也可以稱作整體觀、全局觀，是運用系統(tǒng)觀點，把事物的互相聯(lián)系的各個方面及其結(jié)構(gòu)和功能進行系統(tǒng)認識的一種思維方法。釋義：系統(tǒng)思維，簡單來說就是對事情全面思考，不只就事論事。是把想要達到的結(jié)果、實現(xiàn)該結(jié)果的過程、過程優(yōu)化以及對未來的影響等一系列問題作為一個整體系統(tǒng)進行研究。程序：與傳統(tǒng)的先分析、后綜合的思維方式不同，系統(tǒng)思維的程序是：從整體出發(fā)，先綜合，后分析，最后上升到更高層面的新的綜合。系統(tǒng)性思維具有整體性思考、相互關(guān)聯(lián)、多因素考慮、反饋機制、綜合性思考、長遠影響等關(guān)鍵特征。作用：在科學研究中，運用系統(tǒng)思維，科學研究人員能夠綜合各種知識和技能，從整體上考慮問題，制定和實施系統(tǒng)性的方案。它是協(xié)調(diào)和管理各種因素，使研究成果最優(yōu)化的過程。優(yōu)勢：在現(xiàn)代科研中，許多問題已經(jīng)變得非常復雜，而系統(tǒng)思維正好是幫助人們更好地解決這些復雜問題的方法。系統(tǒng)觀念是復雜系統(tǒng)科學的基本思想，其跨界交叉的內(nèi)在屬性幾乎橫貫所有前沿學科，例如統(tǒng)計物理學、大分子生物學、復雜經(jīng)濟學、混沌科學、網(wǎng)絡科學等。系統(tǒng)性思維在多學科融合以及跨學科研究中尤為重要。精髓：系統(tǒng)思維的精髓在于，從還原論到整體論的質(zhì)的改變。系統(tǒng)思維模式在思考的深度、廣度、角度三個維度都與傳統(tǒng)思維方式不同。方法：提高系統(tǒng)思維能力，需要建立全局觀、學習系統(tǒng)理論、掌握分析工具、不斷練習和實踐、持續(xù)反思和總結(jié)、培養(yǎng)開放心態(tài)以及學習跨學科知識。系統(tǒng)思想源遠流長，但作為一門科學的系統(tǒng)論，人們公認是美籍奧地利人、理論生物學家L.V.貝塔朗菲創(chuàng)立的。他在1932年提出“開放系統(tǒng)理論”，提出了系統(tǒng)論的思想。1937年提出了一般系統(tǒng)論原理，奠定了這門科學的理論基礎。科學研究中的關(guān)鍵思維方式—創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維：定義：創(chuàng)新思維是指以新穎獨創(chuàng)的方法解決問題的思維過程。作用：通過創(chuàng)新思維能突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨到的、有社會意義的研究成果。創(chuàng)新思維是具有開創(chuàng)意義的思維方式，能夠開拓人類認識的新領(lǐng)域和新成果，它是多種思維方式的結(jié)合，尤其是發(fā)散思維、聚合思維和直覺思維?？蒲兴季S強調(diào)創(chuàng)新，即發(fā)現(xiàn)新的研究領(lǐng)域、提出新的假設或研究問題，以及開發(fā)新的方法和技術(shù)來解決問題。蠟燭難題，是由心理學家KarlDuncker1945年創(chuàng)造的實驗，用于測試創(chuàng)造性解決問題的能力。一支蠟燭、一盒圖釘和幾根火柴，需要把蠟燭固定在墻上點燃，但是蠟燭油不可滴在桌上。解決方案其實很簡單：用圖釘把火柴盒摁在墻上，形成平臺，點燃蠟燭滴蠟油于上，再把蠟燭粘在在平臺上。因為裝了釘子，我們的大腦往往會認定盒子只是容器，而不是材料，心理學上把這種現(xiàn)象稱為功能固定?？焖俸驼_解決問題的關(guān)鍵，在于你能否改變事物原有的功能特點。培養(yǎng)創(chuàng)新思維的方法：拓展視野：積極探索和體驗新事物，拓寬自己的視野，從中獲取靈感和創(chuàng)意。開放心態(tài)：擁抱不同的觀點和想法，不受傳統(tǒng)思維框架的限制，用開放的心態(tài)思考問題。勇于冒險：接受挑戰(zhàn)和冒險，勇于嘗試新的理念和方法，不怕失敗。合作共贏：通過不同思維的碰撞和融合，激發(fā)新的創(chuàng)意和想法。保持好奇：保持對世界的好奇心，不斷提出問題并尋找答案，探索未知領(lǐng)域。廣泛學習：學習不同領(lǐng)域的知識和技能，將其概念和思維方式結(jié)合，促進創(chuàng)造性思維?？茖W研究中的關(guān)鍵思維方式—批判思維問題思維：淵藪：批判思維是由英文CriticalThinking翻譯而來，在英文中被描述為抓住問題要領(lǐng)，遵循邏輯規(guī)則，不斷質(zhì)疑和反省的一種清晰的思維方式。含義:美國“批判性思維國家高層理事會”主席，國際公認批判性思維權(quán)威理查德·保羅說，“批判性思維是一種無論思考什么內(nèi)容，思考者都能通過分析、評估、重構(gòu)自己的思維來提高自己思維水平的思維模式。20世紀80年代以來，美國、英國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、菲律賓，甚至委內(nèi)瑞拉，都把“批判性思維”作為高等教育的目標之一，開設專門課程進行教學。必要性：科研需要具備批判思維，即研究者能從各種角度去分析問題，并能對所得出的結(jié)論進行質(zhì)疑和反思。它需要邏輯思考和批判性分析的能力，以能夠評估和解釋復雜的問題。重要性：在科學研究中，批判思維起著非常重要的作用，它能幫助科學研究人員發(fā)現(xiàn)并避免錯誤，確?？茖W研究的準確性和可靠性。愛因斯坦曾詼諧地說，“為懲罰我對權(quán)威的蔑視，命運也把我變成了權(quán)威”。這一方面展現(xiàn)了科學與宗教的不同，科學可以被駁斥(refute)或證偽(falsify)，科學中的權(quán)威學者也并不總是正確。另一方面，科學鼓勵不同想法的碰撞，鼓勵學者之間的競爭，競爭推動著科學的不斷進步。實質(zhì)：批判思維是一種能力和態(tài)度，要求人們不僅僅接受表面的信息，還要深入思考、質(zhì)疑和挑戰(zhàn)觀點、假設和論據(jù)，從而形成自己的觀點并做出合理的推斷和判斷。目的：批判思維不是為了批判而批判，而是通過分析和評估做出更好的判斷。批判思維包括獨立自主、自信、思考、不迷信權(quán)威、頭腦開放、尊重他人等六大要素。方法：有助于培養(yǎng)批判思維的方法，包括建立扎實的知識基礎、提出問題、多角度思考、探索信息、分析和評估、推理和邏輯思維、批判性閱讀、討論和辯論、自我反思等?？茖W研究中的關(guān)鍵思維方式—問題思維什么是科研思維？《詞源》中說，思維就是思索、思考的過程?？蒲兴季S是指在進行科學研究時所需具備的思維方式和方法論。科研思維是一種獨特的思維方式，在科學研究領(lǐng)域，這種思維方式是至關(guān)重要的，因為它能引導研究者更好地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而推動科學的進步。科學研究中

的關(guān)鍵思維方式：01問題思維：我們在認識活動中，經(jīng)常意識到一些難以解決的、疑惑的實際問題或理論問題，并產(chǎn)生懷疑、困惑、焦慮、探究的心理狀態(tài)，這就是問題思維?？茖W研究的基本邏輯：科學研究的基本邏輯是發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出問題、解決問題以及持續(xù)改進，所以，問題思維非常關(guān)鍵。問題思維的重要性：問題思維貫穿于科學研究的始終。發(fā)現(xiàn)問題，是開展科學研究的起點，也有助于深入了解現(xiàn)象的本質(zhì)和關(guān)鍵因素，還可以促進研究的進展和深度，為解決問題提供新的思路和方法。阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力原理。阿基米德（前287-前212），偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數(shù)學家、物理學家、力學家，靜態(tài)力學和流體靜力學的奠基人，并且享有“力學之父”的美稱。發(fā)現(xiàn)有價值的研究問題，關(guān)鍵是要有好奇心和探索欲。原動力：好奇心和探索欲是科學研究的原動力。在眾多諾貝爾獎得主的獲獎感言或傳記中，我們會發(fā)現(xiàn)，好奇心和探索欲是他們成功的內(nèi)在動力。激活劑：好奇心和探索欲是創(chuàng)造力的激活劑。2023年6月18日，科技天才和創(chuàng)新天才馬斯克（ElonReeveMusk）在推特總部接受播客專訪時表示，“好奇心哲學是我最大的驅(qū)動力，讓我更好地理解宇宙的本質(zhì)?！卑⑦_·約納特（AdaYonath），以色列科學家。2009年因“核糖體的結(jié)構(gòu)和功能”研究而獲得諾貝爾化學獎。約納特說，“‘好奇心’一直伴隨著我，驅(qū)動著我做科學研究。”根據(jù)達爾文的理論，一般的靈長類動物有三個驅(qū)動力——食物、性和居住地。而人類有第四個驅(qū)動力，就是好奇心。訓練和培養(yǎng)問題思維的幾種方法：知識廣博：問題產(chǎn)生始于未知，但很需要已知的啟發(fā)。開放態(tài)度：用更開放的態(tài)度去了解新事物，才會有更強烈的好奇心去探索，才會發(fā)現(xiàn)問題。滿懷興趣：用有趣的眼光觀察世界和周圍的生活，更容易發(fā)現(xiàn)問題。生活有趣的程度取決于觀察它的角度，科研也是如此。主動解構(gòu)：有意識地去“解構(gòu)”我們頭腦中的已有知識系統(tǒng)，將其陌生化，重新加以審視。豐富想象：擴大思考范圍，增加思考問題深度，從不同角度不同層次思考問題。增敏感知：增加對事物感知的敏感性，也要給自己獨處和沉靜的反思的時間和空間，去沉思和凝練。思維方式差異—中國與西方的對比如果用最簡單的詞匯表達，可以把中國人和西方人的思維方式分別概括為“意”和“理”。中國人之“意：“意”的思維趨向是感性、模糊、神秘、不可說、說不盡、靠自我感悟、直覺和經(jīng)驗。孔子在《論語》中，即使對核心概念“仁”，都沒有明確定義，而是分散在一系列論述當中；老子的“道”，也是“道可道，非常道”；《易經(jīng)》的卦辭、爻辭也是看官各有各的解。西方人之“理”：“理”的思維趨向是理性、明確、有條理，成系統(tǒng)，更強調(diào)理性的分析和邏輯推理。這種理性思維是西方科學和哲學發(fā)展的基礎，公元前300年，歐幾里得寫下了《幾何原本》，建立起人類史上第一個完整的公理演繹體系。中式思維：中國思維方式注重整體和諧合作，擅長形象思維、傾向于感性直覺，重情感重體驗，強調(diào)計劃和穩(wěn)定，注重知識和技能的傳授。西式思維：西方思維方式注重個體獨立自主，擅長抽象思維、傾向于理性思考，重邏輯重證據(jù)，強調(diào)創(chuàng)新和變革，注重批判思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。我們不能簡單粗暴地評判中西方思維的優(yōu)劣高下，更不可妄自菲薄自已的思維傳統(tǒng)，但我們很難擺脫傳統(tǒng)的影響，中西方需要相互理解和借鑒對方的思維方式。中西方思維方式不同。左圖：對于意見的表達，西方的思維就是直來直往;而中國人的思維是迂回委婉。右圖：人際關(guān)系方面，西方的人際關(guān)系比較簡單；中國人熱衷于人脈的培養(yǎng)，朋友的朋友都是朋友。科學哲學思想差異—邏輯學差異邏輯學有三大源泉：古希臘的形式邏輯，中國先秦的墨辯邏輯，古印度的因明。只不過，古希臘邏輯最終發(fā)展成了國際公認的主流邏輯。中國墨辯邏輯——主要用于社會科學注重對具體事物的辯析和論證，與現(xiàn)實生活的聯(lián)系較為緊密，在社會倫理、政治等方面的討論和爭辯中應用較多。西方形式邏輯——主要用于自然科學側(cè)重于對抽象的邏輯形式和結(jié)構(gòu)的研究，在數(shù)學、科學理論的構(gòu)建等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。古印度因明——主要用于宗教是應用于宗教哲學探討的嚴謹邏輯，佛教、耆那教與印度教都受到它的影響。亞里士多德集前人邏輯思想之大成，建立了系統(tǒng)的完整的形式邏輯體系，從而奠定了西方邏輯發(fā)展的傳統(tǒng)方向。在實驗尋求因果方面，也有中國力量存在。格物致知：由《禮記·大學》“致知在格物，物格而后知至”引申出的“格物致知”，指的就是窮究事物原理，從而獲得知識。奠定基礎：光的波動學說建立用的衍射方法，正是中國的小孔成像實驗。啟迪后學：實驗科學的先驅(qū)羅杰·培根，是在希臘煉金術(shù)與中國煉丹術(shù)的綜合中，形成了最早的實驗方法。左圖為《墨經(jīng)》和小孔實驗。約兩千四五百年以前，墨翟和他的學生，做了世界上第一個小孔成倒像的實驗，并解釋了其中原因。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。右圖為羅杰·培根。他強調(diào)觀察在自然研究中的地位，被認為是現(xiàn)代科學方法的早期倡導者。科學哲學思想差異李約瑟難題之解：非常多的學者對李約瑟難題進行了研究，研究的角度主要包括思想、文化、哲學和科學本身，答案中很重要的兩點是科學哲學思想差異和思維方式差異。早在李約瑟之前，就有很多人提出與李約瑟難題類似的問題。中國學者中最有名的是任鴻雋在中國最早的科學雜志《科學》第1卷第1期（1915年）發(fā)表《說中國無科學之原因》一文提出了類似的問題。任鴻雋（1886-1961），字叔永，留學日本時擔任孫中山秘書，留學美國時創(chuàng)辦了中國科學社。曾先后擔任北京大學化學系教授、東南大學副校長、中華教育文化基金董事會干事長、中央研究院總干事等職務。愛因斯坦的看法：在愛因斯坦看來，近代科學的誕生，依賴于兩大基礎，即起源于古希臘的形式邏輯體系（如《幾何原本》中的演繹邏輯），和發(fā)端于文藝復興的系統(tǒng)實驗體系（以實驗尋求因果）。這兩大基礎是“令人驚奇”的偉大成就；中國古代沒有孕育出這兩大基礎，是正?，F(xiàn)象，“用不著驚奇”。1953年4月23日，愛因斯坦在給J.S.斯威策的回信中，談了自己對李約瑟難題的理解：“西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎的：希臘哲學家發(fā)明形式邏輯體系（在歐幾里得幾何學中），以及（在文藝復興時期）發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關(guān)系。在我看來，這些發(fā)現(xiàn)是令人驚奇的，而中國的賢哲沒有走上這兩步，是用不著驚奇的?！痹诠畔ＥD，亞里士多德發(fā)明了三段論，歐幾里得（約前330-前275）發(fā)明了歐式幾何，都是建立在形式邏輯之上的。文藝復興時期，達·芬奇的名言“實驗乃是確實性之母”，使人們認識到并且開始使用實驗的手段去發(fā)現(xiàn)驗證因果關(guān)系。伽利略時代，結(jié)合了形式邏輯和實驗手段兩方面的利器，開創(chuàng)了近代科學的先河。牛頓將這兩個基礎繼續(xù)發(fā)揚光大，建立了不朽的牛頓經(jīng)典力學。中國歷史上的科學發(fā)明公輸班的木鳶：墨子制造的木鳶是世界上最早的飛行器，距今已有2400年，經(jīng)魯班改良后，據(jù)說能在空中飛翔達三天之久，被利用為軍事偵察工具，如《鴻書》說：“公輸班制木鳶以窺宋城”。后續(xù)：在中國，木鳶逐漸演變成風箏以供娛樂活動；而在美國，富蘭格林則利用風箏，證明了雷電與閃光是空中放電的現(xiàn)象，發(fā)明了避雷針。探索：1753年，俄國著名電學家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗，不幸被雷電擊中而亡。飛行：1903年，美國的萊特兄弟率先制造出能夠飛行的飛機，實現(xiàn)了人類飛行的夢想。秦代的強駑：兵馬俑附近的陪葬坑曾經(jīng)出土過一具保存較為完好的秦弩。秦弩是一種遠射武器，一些考古專家推算，秦代強弩的射程在800米以上，相當于AK-47步槍有效射程的兩倍。南宋火槍：1132年，南宋的軍事家陳規(guī)發(fā)明了一種火槍，這是世界軍事史上最早的管形火器，但有效射程僅為20m。后膛槍：后膛槍最早出現(xiàn)在19世紀上半葉，此后槍械發(fā)展步入了快車道。1871年，最遠射程600m的毛瑟槍橫空出世。現(xiàn)狀：從每分鐘1發(fā)的突火槍到每分鐘900發(fā)的自動步槍，從殺傷威力來說，槍械已觸及天花板，幾無改進余地諸葛孔明的木牛流馬：木牛流馬，是三國時期蜀漢丞相諸葛亮發(fā)明的運輸工具，分為木牛與流馬。史載建興九年至十二年（231-234）諸葛亮在北伐時所使用，其載重量為“一歲糧”，大約400斤以上，每日行程為“特行者數(shù)十里，群行三十里”，為蜀漢十萬大軍運輸糧食。1969年，法國人N·J·居紐制造了世界上第一輛蒸汽驅(qū)動的三輪汽車。1885年，德國汽車工程師卡爾·奔馳（KarlBenz）制造出“奔馳一號”，并在翌年成功申請了專利，這被視為第一款實用的內(nèi)燃機汽車。蘇頌的水運儀象臺：北宋時期蘇頌、韓公廉等人發(fā)明制造了大型自動化天文儀器——水運儀象臺。它是兼有計時、報時、天象演示和天象觀測四大功能的超大型科學儀器，是中國古代的卓越創(chuàng)造。水運儀之最：水運儀象臺是我國古代單體尺寸最大（高12米，寬7米）、投資最多（5萬貫，約占北宋當年財政收入的千分之一）、技術(shù)最精妙（世界歷史上最早帶有擒縱器的計時器，早于歐洲約百年）的超大型科學儀器。李約瑟的評價：1956年李約瑟在《自然》雜志上發(fā)表文章“中國的天文鐘”，高度評價水運儀象臺在世界計時史上的地位，認為其“可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先”。淺談科研思維-—李約瑟難題李約瑟難題的主旨：“盡管中國古代對人類科技發(fā)展做出了很多重要貢獻，但為什么科學和工業(yè)革命沒有在近代的中國發(fā)生?”提出：李約瑟難題，是英國學者李約瑟（JosephNeedham）在其編著的15卷《中國科學技術(shù)史》中正式提出的問題。命名：1976年，美國經(jīng)濟學家肯尼思·博爾丁(KennethEwartBoulding)將此稱之為李約瑟難題。人物：李約瑟（1900-1995），出生于英國倫敦。生物化學和科學史學家，美國國家科學院外籍院士，中國科學院外籍院士，劍橋大學李約瑟研究所首任所長。李約瑟難題”很耐人尋味。眾所周知，中國是享譽世界的文明古國，在技術(shù)上也曾有過令人自豪的成就。除了四大發(fā)明外，其他科學發(fā)明和發(fā)現(xiàn)也有不少，諸如魯班的木鳶、諸葛亮的木牛流馬、秦代的強弩等等。李約瑟難題又稱為李約瑟之謎、李約瑟之問，是中國學研究領(lǐng)域的核心課題之一。從17世紀中葉之后，中國的科學技術(shù)卻如同江河日下，跌入窘境。據(jù)有關(guān)資料，從公元6世紀到17世紀初，在世界重大科技成果中，中國所占的比例一直在54%以上，而到了19世紀，驟降為只占0.4%。中國與西方為什么在科學技術(shù)上會一個大落，一個大起，拉開如此之大的距離，這就是李約瑟覺得不可思議，久久不得其解的難題。中醫(yī)穩(wěn)態(tài)的含義中醫(yī)穩(wěn)態(tài)是指各種因素作用于機體，機體自我調(diào)節(jié)所達到的一種內(nèi)外環(huán)境相適宜的最佳動態(tài)，同樣有三大內(nèi)涵。首先，中醫(yī)穩(wěn)態(tài)，法于自然，驗諸個體。人與自然是一個有機的整體，人處于天地氣交之中，其所感并非單一的天氣和地氣，而是一種天地交合之氣。天地交合之氣作用于人身，則又與人氣相交，驗諸個體又有差異，以寒熱為例說明之。1.中醫(yī)穩(wěn)態(tài)，法于自然，驗諸個體現(xiàn)代光學表明，在太陽熱輻射的條件下，一份陽光產(chǎn)生一份熱，一份陰暗對應一份寒。一年之中，夏至日最長，陽光之極至，應最熱；冬至日最短，陽光最少，當最冷。但事實不然，我們所感受到的是一種天地交合之氣，是天氣作用于地，地氣作用于天，而又形成的一種溫度。《素問?脈要精微論》中說：“是故冬至四十五日，陽氣微上，陰氣微下?！倍梁笏氖迦樟⒋喝詹攀亲罾洹Ｍ瑯?，夏至后四十五日立秋日才是最熱。這一點也正符合太極圖式。同樣的溫度作用于人，因人體質(zhì)不同，其感受度又有差異。2.診察病機，內(nèi)外相合，取法于中中醫(yī)病因，外感六淫，內(nèi)傷七情，飲食勞倦，無非是作用于機體的一種因素，并非真正意義上的病因。如中風之口眼歪斜病因并非自然之風。只有這種因素作用于機體，通過個體生理及心理的反應，所導致內(nèi)穩(wěn)態(tài)的紊亂，表現(xiàn)出一系列癥候，根據(jù)這種表象，用中醫(yī)理論進行梳理，所得出的抽象概念，才是真正意義上的病因和病機。這種病因病機是外在因素與機體相合后所致深層機理產(chǎn)生的表象，再對這種表象運用中醫(yī)理論進行抽象概括的結(jié)果，可以說，又是一種“中和”。病變不同：細考其理論框架則發(fā)現(xiàn)，外在因素有自然、社會兩種，內(nèi)在因素有生理、心理兩種。自然因素包括自然六氣、飲食勞倦、煙霧戾氣和蟲毒損傷等；社會因素有七情內(nèi)傷等；生理因素指長幼男女、體質(zhì)稟賦等；心理因素指心理素質(zhì)、性情喜好等。外在因素相同，作用于不同人體，中和后所形成的病理產(chǎn)物不同。治法不同：同樣，病變亦不一樣。治療亦是同理。個體不同，服用同樣的藥物，所產(chǎn)生的活性物質(zhì)不同，則治療效果亦不同。80年代，由日本人田代真一創(chuàng)立的“血清藥理學”亦說明這個問題。他認為天然藥物口服，經(jīng)代謝后產(chǎn)生生理活性物、代謝物和固有藥物成分，這些復合成分才是真正的有效成分，而原生藥中的成分不一定就是治療的有效成分。3.穩(wěn)態(tài)機制，自趨有序，動態(tài)平衡再次，穩(wěn)態(tài)機制，自趨有序，動態(tài)平衡。健康的機體在時間和空間軸上處于一種動態(tài)平衡。機體內(nèi)部存在一種自我調(diào)控機制，可通過內(nèi)外環(huán)境的交流，自始自終調(diào)控著機體趨向動態(tài)軸，達到一種最佳動態(tài)。如果外在因素作用不強，機體能自行達到陰平陽秘的有序狀態(tài)，則不必進行治療。如《傷寒論》中：“凡病若發(fā)汗、若吐、若下、若亡血、亡津液，陰陽自和者，必自愈。”陰陽自和，即陰陽的交感既濟，是通過陰陽相互滋生的自我調(diào)節(jié)機制，而自行趨于穩(wěn)態(tài)。若外在因素作用過強或過久，機體偏離穩(wěn)態(tài)軸，不能自行恢復，則必須通過治療，使之恢復穩(wěn)態(tài)。如《傷寒論》中由于營衛(wèi)不和而導致的自汗，則給予桂枝湯，復發(fā)其汗，使“營衛(wèi)和則愈”。穩(wěn)態(tài)一詞雖然出現(xiàn)較晚，但中醫(yī)穩(wěn)態(tài)內(nèi)容及思想形成較早，且受儒家“致中和”思想影響較大。儒家“致中和”思想是涵蓋自然、社會、人生統(tǒng)一體系的總體法則。其法于天地思想直接影響了中醫(yī)天人和諧的穩(wěn)態(tài)理論；其交感思想影響了中醫(yī)自趨穩(wěn)態(tài)機制理論框架的構(gòu)筑；其“用中”思想影響了中醫(yī)最佳有序動態(tài)生命觀的形成。中醫(yī)穩(wěn)態(tài)理論及其框架中醫(yī)陰陽學說是“致中和”的最佳體現(xiàn)：根植于中國傳統(tǒng)文化土壤的中醫(yī)學，充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)文化的精華，形成了以陰陽學說為主要說理工具的一套系統(tǒng)的理論體系，其所闡明的“陰陽和”、“陰平陽秘”的生理機制正是儒家“致中和”思想的最佳體現(xiàn)。陰平是陰氣盛滿和平的一種最佳態(tài)；陽秘是陽氣充盛閉密的一種最佳態(tài)。“陰平陽秘”王冰注曰：“陰氣和平，陽氣閉密，則精神之用日益治也。”首先，二者各自達到最佳，在此基礎上，相互交感，諧和為用，“陰者藏精而起亟也，陽者衛(wèi)外而為固也”，才能達到一種整體最佳穩(wěn)態(tài)，也就是“致中和”。因此，儒家的“致中和”思想直接影響了中醫(yī)“陰平陽秘”穩(wěn)態(tài)理論的形成。穩(wěn)態(tài)理論的提出與闡釋：穩(wěn)態(tài)并非中醫(yī)名詞，其概念由法國生理學家貝爾納首先提出，認為生命的機制在于保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。1926年坎農(nóng)應用了內(nèi)穩(wěn)態(tài)概念，認為穩(wěn)態(tài)是可變的而又保持恒定的狀態(tài)，但并沒有深刻闡明穩(wěn)態(tài)概念。直到一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝特朗菲和耗散結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)始人普利高津，才深刻揭示了穩(wěn)態(tài)概念，即內(nèi)外環(huán)境相統(tǒng)一的有序穩(wěn)定態(tài)。這種穩(wěn)態(tài)觀把生命放在一個大的宇宙系統(tǒng)中進行考察，同時認為人體這個有機的系統(tǒng)整體又有許多子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)之間有確定的關(guān)系相聯(lián)系，共同處于一種動態(tài)的物質(zhì)交換過程中，機體趨向于一種最佳穩(wěn)定態(tài)。中醫(yī)含有豐富的穩(wěn)態(tài)內(nèi)容：中醫(yī)將人體的生理機制歸結(jié)為“陰平陽秘”，陰平陽秘便是機體最佳的穩(wěn)定態(tài)，即《中庸》的“中和”狀態(tài)。這種穩(wěn)態(tài)一旦被打破，機體便出現(xiàn)疾病。治療疾病就是應用各種方法使之達到穩(wěn)態(tài)。同時，機體自身尚存在一種自趨穩(wěn)態(tài)機制，如《傷寒論》中所云：“陰陽自和者，必自愈。”“致中和”的深刻內(nèi)涵“致中和”是在時間、空間軸上的一種動態(tài)趨向和動態(tài)穩(wěn)定。有學者認為，致中和即調(diào)和折中，即不偏不倚等。作為統(tǒng)治階級的一種權(quán)術(shù)、處理社會矛盾的一種法度，確有調(diào)和矛盾的折衷思想，甚至帶有很大的虛偽性和欺騙性，但其中不乏更深刻的內(nèi)涵。中和之理，法于自然，驗于己身首先，中和之理，法于自然，驗于己身。中和思想是仰觀俯察，“上律天時，下襲水土”而得出的結(jié)論?！氨偃缣斓刂疅o不持載，無不覆幬；辟如四時之錯行，如日月之代明。萬物并舉而不相害，道并行而不相悖。小德川流，大德敦化，此天地之所以為大也。”認為客觀自然是一個和諧整體，其中充滿差異和矛盾，但“萬物并舉而不相害”，處于一種動態(tài)平衡之中。這種中和之道，朱熹認為“本原出于天而不可易”，天以應人，天人合一，“故其實本備于己而不可離”，蓋欲學此者，“反求諸身而自得之?！敝泻椭?，充斥于整個宇宙之中，小則“造端乎夫婦，及其至也，察乎天地?！?.中和之用，執(zhí)兩用中，和諧統(tǒng)一孔子承認事物中對立兩端的客觀存在，注意到了事物的對立雙方。在運用方面，指出“執(zhí)其兩端，用中于民”，強調(diào)事物矛盾著兩方面的對立統(tǒng)一。兩端是矛盾的相互對立，“中”是矛盾雙方相互作用、相互交感，隨著時間、空間的變化而達到的一種和諧狀態(tài)。執(zhí)兩用中，不偏不倚，進而達到和諧統(tǒng)一。3.中和之態(tài)，消長盈虧，動態(tài)平衡孔子及歷代儒學家均認識到矛盾的斗爭，主張采取“和”方法，防止矛盾激化。在《論語?學而》篇中說：“禮之用，和為貴?！焙图仁且粋€過程，又是一個最終目標。達到“和”的最終目標所應用的方法有兩種：一是交感；一是中節(jié)。儒家十分強調(diào)交感，認為“致中和”，天地萬物才能達到最佳動態(tài)?！吨芤?系辭》亦曰：“變化者，進退之象也。”又曰：“一闔一辟謂之變，