科学研究如何创新? | 戴世强专栏
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我见到的基金申请书中，写得最差的部分常是“创新之处”，而基金委和评审人又恰恰最重视此点：没有突出的创新，干吗资助你？
本讲着重阐释科学创造心理学要旨，从创造的涵义、标准谈起，述及创造的过程、类型、适宜时段、意境和精神，并以钱伟长创建弹性圆薄板大挠度理论为例，阐明如何有效地进行科学创新。
小提示：文末查看往期回顾。
大纲
一、引言
二、创造的过程
2.1 准备期
2.2 孕育期
2.3 豁朗期
2.4 验证期
三、创造的类型
3.1 思路创新
3.2 方法创新
3.3 结果创新
四、创造的时段
4.1 黄金时段：中青年时期
4.2 利用时间：心无旁骛
4.3 珍惜时间：上下努力
五、创造的意境
六、创造的精神
七、案例分析：钱伟长的弹性圆薄板大挠度理论研究
八、结束语
第15讲 不拘一格 全力创新（创新篇）
一、引言
如所周知，科学研究是一种探索未知的创造性活动，它的生命在于创造。但是，什么是创造？什么是科学创造？什么是创造的标准？创造有哪些类型？创造的心智过程又是怎样的？对于这些问题，也许你能回答个大概，却又很难说得完整、确切。笔者认为，作为科学工作者或高校教师、研究生，面临着教学和科研这两大任务，应该对于自己的职业特点有清晰的认识，这样有助于我们做好手头的事情。下面，概述创造的概念、标准和过程。(详见文[1-7])
什么是创造？
《辞海》告诉我们，创造，就是“做出前所未有的事情”。这个中文词似乎最早出现于《后汉书》。韦氏英文大辞典对create的释义为“to bring into being”；牛津高阶英文双解词典的释义则为“cause (sth) to exist”或“make (sth new or original)”。
其实，还是我们的老祖宗最高明。古代哲学名著《易经》里，给“创造”下的定义是“生生”二字，有“赋予存在”之意，与韦氏英文大辞典的释义完全一致（第一个“生”字是动词，to bring into；第二个“生”字是名词，being）。《易经》里说：“生生之谓易”，“易”就有“变动、创造”的涵义。
然而，要从哲学社会科学上给“创造”下一个完整的定义并非易事。我较为认同郭有遹的专著《创造心理学》（教育科学出版社，2002）里的定义：“创造是个体或群体生生不息的转变过程，以及知情意三者前所未有的表现；其表现的结果使自己、团体或该创造领域进入另一更高层的转变时代。”该书作者强调创造必须有高度的新颖性和恰当的建设性：它的结果必须是前所未有的，雕虫小技不能算是创造；它又必须是恰当有益的，江湖大盗也会弄出点新招儿，就绝不能算是创造！而且，现代的创造又是带有群体性和继承性的。
科学创造通常指的是在科技领域里的创造，经常是最激动人心的、最有影响力的创造。
什么是创造的标准？
“创造”，是心理学家喜欢研究的话题，有关著述如汗牛充栋。他们研究“创造”时，关注的对象各有不同，有的关注创造的产品，有的着重研究创造过程，有的则关心创造的主体——人。一般认为，从创造的产品，比较容易理解创造的标准或层次。
对于创造产品的层次，有各种说法，美国心理学家Irving Taylor1975年给出的分类较为科学，在《创造心理学》一书中又有发挥，笔者觉得可以接受。创造的产品可分为如下五个层次：
即兴式的创造（expressive creativity）• 这种创造随兴而发，因境而生，参与创造者无为而为，随心所欲，自由兴怀。如文人的笔谈会，科技界的自由研讨会（seminar），个人的率性而为，这种创造活动尽管层次较低，“产品”较为粗糙，实际上是其它各类创造的萌芽和基础。在本所的小组seminar和各种学术沙龙里，我们经常享受这类创造的乐趣。
新型式的创造（new-pattern creativity）• 这类创造对物品的形状、结构、功能、式样、装置等加以改变或增减，相当于专利法中涉及的新式样，结果是更简便、更有效、更经济、更美观、更实用的产品。例如，收音-录音并用的收录机；当然，可包括合成型的抽象的科学产品，例如，我在以前的博文中提及的元胞-跟车混合型交通流模型。
革新的创造（innovation creativity）• 根据原理、原则或基本方法，改进现有的物品、结构、动作或方式，结果往往是专利。这类创造一般经由调研分析-否定原型-推行革新的改进过程。例如，瓦特研制的改进型的蒸气机（科学史中已有结论，瓦特并非蒸气机的发明者，而是改进者）。
发明的创造（inventive creativity）• 一般来说，发明，指的是产生前所未有而又有应用价值的产品。例如，爱迪生发明电灯泡、唱机，贝尔发明电话等等。通常需要研究自然规律和第一原理，进行高度的技术创造。当然，发明可推而广之到文艺领域，但通常不叫文艺发明，而叫文艺创作。
深奥的创造（emergentive creativity）• 这一层次的创造最为复杂，它在合理的假设下，发展崭新的原理、原则或有系统的新学说。必须在原有知识基础上，重新组织材料，乃至提出全新的概念，例如，爱因斯坦建立相对论。
什么是创造过程？
这一问题是我们科研工作者最应该关心的，也是对实际科研工作最有指导意义的部分。已有许多著作涉及相关问题，这里作一简述。
创造过程有两种涵义。一种是指个体从开始创造到产品实现的心智历程；另一种着重随心所欲，因境生情，无为而为的创造活动。前者比较科学，通常在科技界就指前一种。它又可以分为着重个体与环境的交互关系和着重解决问题的过程两种涵义。对我们实际从事科研的人员来说，后者更有意义。心理学家的实际调研发现，科学与文艺的创造过程是相似的，均为解决问题的过程。
许多大学问家研究了科学创造的实际过程，划分了三个或四个步骤。在下一节中详述。
二、创造的过程
对于科研工作者来说，充分了解科学创造的心智历程极为重要。基于此，可以尽可能自觉地遵循创造过程，不走或少走弯路，事半功倍地实现自己追求的目标，并尽情享受创造的欢乐，把科研这个“苦差”变成其乐无穷的“美差”。
引言中已指出，创造心理学中的创造过程，指的是个体从开始创造到获得（抽象的或具体的）产品的心智过程。人类的创造活动是极其复杂的心理过程，许多科学家对此进行过探索。1896年德国生理学家亥姆霍兹（H.L.F. Helmholtz，注意：不是理工科学人熟悉的物理学家H. von Helmholtz)提出了创造性工作的三个阶段：（1）初步尝试；（2）停顿和徘徊；（3）突然发现和意外解决。
后来，法国著名数学家彭加勒（H. Poincarè）又加上了第四阶段：（4）再次有意识的努力时期。另一位法国著名数学家阿达玛（J. Hadamard）验证了这个四阶段模式，并加以命名。1926年，英国心理学权威沃勒斯（G. Wallas）在此基础上总结出至今仍在沿用的“创造四阶段说”。
Wallas认为，不管哪个学科门类，不管创造性成就的大小，任何创造发明大体经过四个时期：
1）准备（preparation）；
2）孕育（incubation）；
3）豁朗（illumination）；
4）验证（verification）。
下面分述之。
2.1准备期
这一阶段主要从事发现问题、分析问题、归纳问题的工作，包含：广泛调研，搜集资料，整理事实，补充积累知识，扩充技术储备，创设必需工具和条件等等。
人们在创造活动中，铁定要做的事情是：尽可能充分地了解、熟悉前人对同类问题的想法和经验，深入分析：前人已把问题解决到何种程度，哪些问题已然清晰，哪些问题尚未解决，哪些结论存有疑点，哪些装置不能尽如人意……。凡此种种，必须了如指掌，洞若观火。只有这样，方可避免做重复性的工作，才能使自己的工作站在新的起跑线上，同时还能从前人的成功和失败中获得启示。
万丈高楼平地起，创造者必须打下扎实宽广的基础。准备工作的范围要尽可能地大一些，特别是，处于学科纵横交叉的今天，我们不仅要对自己的主修学科有透彻的了解，而且要准备好其它相关学科的足够知识，汲取跨学科的经验、方法和技巧；准备工作的时间应该足够长。创造者本人及其领导，决不能急功近利、拔苗助长，必须对问题的界定、症结、难点做详尽剖析，准备对问题作全方位、多角度、多思路、多途径的探索。对可能遭遇的困难、挫折，做好足够的思想准备。其中，至关重要的是反复推敲和思考。正如美国哲学家杜威所说：“要真正做到多思，我们必须甘心忍受并延续那种疑惑的状态，这是对彻底探究的动力，……。”
2.2孕育期
孕育期，又称酝酿期，我则喜欢称之为孵化期。在创造过程中，一蹴而就地成功的先例少之又少，大多会在初步尝试后无功而返。这时，最好的办法是把手头的问题暂时搁置起来。按Wallas的心理学理论，创造者的潜意识这时仍在围绕这一问题工作，就像母鸡在孵蛋一样，表面上母鸡静卧，所孵的蛋却正在孕育着新生命。
在孕育期，可以换一个题目做做（所以做科研的切忌“单兵深入”，不妨同时有几个不同类型的题目或分支题目）；有时干脆让头脑彻底休息，或出门度假，或光顾娱乐场所。我的经验是找一本好看的、有利于修身养性的“闲书”来阅读。分子生物学创始人之一沃森（Watson）在回忆DNA双螺旋结构发现的书《双螺旋》中，就描绘了该项重大发现降生前的彻底休闲过程。
孕育期的存在说明，创造是一种波澜起伏的有节奏的过程，创造的火苗有时就像在潜伏中的火山，它在酝酿喷发。心理学家告诫创造者：一味苦读、目不转睛、马不停蹄的疲劳战对创造有弊无利。创造需要冥思苦想，同时需要把握节奏。这就说明了一些大科学家为何都热衷于某项业余爱好，如爱因斯坦专长小提琴，普朗克擅长钢琴，苏步青长于写诗，钱伟长喜爱围棋等等，他们往往在享受琴棋书画的过程中度过孕育期。
孕育期可长可短，有时非常漫长，例如，门捷列夫之发现元素周期表，爱因斯坦之发现广义相对论，等等。创造者的“灵光”似乎在冬眠，等待着复苏。一旦内外条件成熟，“灵光”随之闪现！
2.3 豁朗期
豁朗期，又称明朗期，笔者更喜欢称之为“顿悟期”。一个百思不得其解的问题被创造者搁置一段时间之后，某个时刻，创造性的新观念可能突然喷薄而出，随之，进入“豁然开朗”的境地。心理学家将其称为灵感、直觉或顿悟。
彭加勒在他的名著《科学与方法》(商务印书馆，2008)中对此有生动的长篇描述。当他在研究非欧几何的一种变换时，久久不得其解，他不想工作了，到乡间去旅行。“我的脚刚踏上车蹬，突然想到一种设想……我用来定义福克斯函数的变换方法同非欧几何的变换可以完全一样！”他还描述了在山岩上散步时的灵光一现。这就是顿悟——突然明白。
关于顿悟，详见第十一讲。科研方略十八讲之十一： 冥思苦想 催生顿悟 （直觉篇）
2.4验证期
在豁朗期中产生的灵感是否即为问题的答案，是否就是科学的创造，有待于细细验证。新的观念要经过逻辑的推敲和完善化，新的结论、新的产品要经过实践的检验。在验证阶段，对新设想、新观念不做任何修改的情况是罕见的，经验证而被否决，则是司空见惯的。正如英国大科学家达尔文所说：“我想不起哪一个最初形成的假说不是在一段时间过后就被放弃，或被大加修改的。”
验证期的长短也各不相同，有时费时超过前三个阶段的总和。
Wallas的创造四阶段并非机械地划分的，它们经常是交叉的循环往复的。在他之后，不少心理学家提出了另外一些阶段模式，对我们的指导意义不大，这里略过不提。
三、创造的类型
本节谈谈创造的各种类型，侧重讲述科技创新的类别。
我们说过，创造的核心在于求新，在于“标新立异”。创造当然有难度，但是并非可望而不可及。我年青的时候以为，科学创造是大科学家的事情，我们凡夫俗子没有资格谈什么创造，跟着做就是了。年齿渐长之后，才逐渐认识到，这是受了传统的保守思想的影响，其实科学创造有大有小，只要勇于探索，就可以在一定的基础上实现一定的创造。
笔者在谈及科学基金申请时经常强调，申请书的核心部分是：立项依据、创新之处和工作基础，把握好这三部分，辅以可行的技术路线，大致可以胜券在握。可是，在实践中，我见到的申请书中，写得最差的部分常是“创新之处”，而基金委和评审人又恰恰最重视此点：没有突出的创新，干吗资助你？写得差的原因是对创新的内涵和分类认识不清，往往简单地重复前面写过的研究内容要点，不曾提升到理性的高度来讲述（或者申请者本人就无清晰认识），让人感到不知所云，不得要领，从而导致申请失败。
那么，科学创造或创新有哪几种类型？经过较长时间的摸索、思考，我认为，科学创新大致可以归纳为三类：思路创新（概念创新）、方法创新（技术创新）和结果创新（产品创新）。下面予以分别叙述。
3.1 思路创新
思路创新，也可称为概念创新，是最重要的创新类型。通常我们说的“源头创新”主要源于此。在理论层面上，在全新的框架上，提出一种崭新的概念、理论或理论体系，例如，爱因斯坦打破了传统的时空观，提出相对论，这就是伟大的思路创新、源头创新；再如，伽利略的自由落体定律，牛顿运动定律，开普勒的行星运动三大定律，等等，均属于此类。在技术层面上，所有重大的创造发明，大多源于概念创新。例如，由于齐奥尔科夫斯基19世纪提出的星际航行的概念，引导了后来的航天技术的发展；说得实际一点，有人说，抽水马桶是20世纪人类最伟大的实用创造发明，也来源于概念创新。
思路创新虽来自前人工作奠定的基础，但从根本上说来，创造者必须提出前所未有的、与众不同的思想或概念，并且经过严格论证或验证，建立有广泛适用性的理论体系或提出全新的先进技术。因此是最艰难、最有价值的创新。
思路创新有大有小，上面提到的都是重大的、影响深远的。也可以是小一点的。例如，我曾经介绍过的拉塞尔发现的孤立波（见第一讲），就建立了水面上存在永形波的新概念；普朗特建立的边界层的概念；吴文俊教授提出的数学机械化的概念等等，这些都是重要的思路创新。再说得小一点，例如，我所蔡树棠教授提出的湍流理论“三涡九方程”的概念；我的年青同事张田忠教授提出的碳纳米管的多米诺产能概念；等等，尽管影响范围小一点，却也是闻所未闻的思路创新。
3.2 方法创新
方法创新或技术创新是更为常见的创新形式，通常在提出问题，建立模型之后，为了寻求解决问题的途径，创造、建立针对该问题的方法或技巧、技术。通常有如下几种方式：
——建立全新的方法。例如，牛顿和莱布尼兹为了从几何上求曲线的切线，发明了微积分；钱伟长先生在研究弹性圆薄板的大挠度问题时，先后创建了系统逼近法（后人称为钱伟长法）和合成展开法，也是了不起的创新（见下面的第七节）。考察科学史，很多具体方法是在解决实际问题时创造出来的。例如，微积分学中描述面积分与周线积分相互转换的斯托克斯定理，就是斯托克斯在解决流体力学问题时导出的。这样的例子不胜枚举。
——移植已有方法。这种方法创新十分常见，例如，流体力学中，分析涡线诱生的流动时移植了电磁学中的毕奥-萨伐定律；林家翘在演绎星系密度波理论时用他研究流动稳定性时所用的WKB方法，创造了“共振圈”方法；说得近一点，上海交大的廖世俊教授创造性地把同伦算法移植用于求解流体力学中的强非线性问题。
——综合集成创新。时下，这种方法的应用比比皆是，特别是那些不太“伟大”的科技工作者常通过这一途径来创建解决手头问题的方法。例如，近年来，计算流体动力学（CFD）方法多如牛毛，针对复杂问题，许多学者经常采用多种CFD方法的合成来寻找解法，综合集成得好，也是一种创新。
3.3 结果创新
结果创新是上述思路创新和方法创新的必然结果。这里要说的是，有时，一项工作在思路和方法（技术）方面的创新性不那么强，然而，只要你解决的是崭新的问题（或长期悬而未决的老问题），即使在概念上没有突出的创新，且因袭了已有方法，但所得的结果是前所未有的，也是一种很好的创新。
比方说，陈景润部分地解决的哥徳巴赫猜想问题，问题是多年未解决的难题，方法是数论中常见的筛法，但经过长时间努力，得到了漂亮的成果，得到了学术承认；1965年，普林斯顿大学的应用数学家克鲁斯卡尔（Kruskal）和扎布斯基(Zabusky)数值求解了KdV方程，这个方程是1895年就推导出来的；求解所采用的是常见的龙格-库塔法，却发现了KdV孤立波“碰撞”时的“弹性”性质（即具有形状的保持性），并“铸造”了soliton（孤立子）这个术语。谁能说他们的结果不是伟大的创造？
我们日常评审科研成果时不难发现，这类创新方式最多。
以上的归纳不一定科学、全面。从中我们可以明白几点：
科学创造并非高不可攀，人人皆可为之。搞不了大创造，务实地追求小一点的，总是可行的；而科研中不创新却是万万不行的；
搞清各种创新方式，在日常科研中知道自己在做或要做哪类创新，想要申请项目时，在“创新之处”那一栏时就可以填得好一点了；
在科研工作中坚持务实创新，别去“炒冷饭”，别去“凑热闹”，注意不断另辟蹊径，做前人所未做之事，这样才会有出息。
这里抄录一段钱伟长先生的言论：“评定一个科学工作，不外乎有几种情况：一种情况是，他有新的观点，用了新的办法，或者是理论上的，或者是实验上的，解决了一个新问题，从来没有人解决过，这是最好的工作。当然这个新观点要有普遍性，因为越有普遍性，这个工作就越好。……第二种，如果是新的观点，用旧的办法，解决了旧问题，可是观点是新的，这也不错。如果用了老观点，用了新办法，解决了新问题或旧问题，这是次好的，……还有一种，用的是旧观点、旧方法，就是用得好，用得恰当，解决了新问题，这也不错。最不好的是，用老观点、老办法，解决了老问题。”（《教学与科研》，1980年10月）
钱先生这一段话说的是科学工作的评定依据，实际上阐明了他对科学创新的见解，因此是本讲的极好的立论依据。
四、创造的时段
本讲专门分析科学工作者进行科学创造的黄金时段，顺便涉及科学工作者如何充分利用时间、主管领导如何保证下属的科研时间的问题。
谁都知道，“少壮不努力，老大徒伤悲”。要成为出色的科学工作者，在中青年时期就必须心无旁骛，争分夺秒，为自己的科研生涯打下扎实的基础。
4.1 黄金时段：中青年时期
曹冲六岁称象，甘罗十二拜相，伽罗瓦十九岁创建群论，斯美尔二十七岁发现“斯美尔马蹄”，班廷三十一岁发现胰岛素。这些故事大家耳熟能详（当然还可举出更多的例子）。我不知在哪里读到：对纯数学的研究者来说，如果到了而立之年还没成为数学家，那你就一辈子也甭想当了（当然，成为应用数学家的时间可稍稍往后推一些）。这种说法有一点绝对，而且不乏反例，但一般来说，纯数学创造需趁早的讲法总是不错的。
科学创造的黄金时段在中青年时期，这是科学方法论专家和创造心理学学者早就得到的结论。
郭有遹先生在他的《创造心理学》中专门辟出第九章来讲“创造人才的出现”（215～236页），在第二节“创造者登峰造极的年龄”中指出：
“早在1874年，比尔德（Beard，1874）便研究一千多位天才完成最重要贡献的年龄（此后便成为峰值年龄）。他发现，70％举世著名的创作都在45岁以前完成，80％在50岁以前完成。他们的最佳年龄区是在30岁至45岁之间。在这期间，35～40岁要比40～45岁为佳。他认为，创造是受热衷（enthusiasm）与经验（experience）两因素所交互影响。前者提供创造的动力与目标；后者提供创造的能力和材料。在一生之中这两因素的起伏各有不同。热衷达到高峰的时间很早，经验则较晚。青年人心高手低，老年人经验有余而野心不足，都不能成大事。此两者必须达到平衡，方可使人臻于创造的高峰。这两因素在一般人达到匹配的时期多在40岁左右，此亦即创造之峰值年龄也。”接着，他旁征博引，论及各界的创造者的峰值年龄，对于科学、发明和技术创造，基本结果是：30～39岁之间。
无独有偶，科学方法论专家贝弗利奇也有相似的精辟论述，他在《科学研究的艺术》（科学出版社，1979）一书的关于“科学家”的第十一章（143～164页）中说：
“人的一生中哪个时期最有创造性，关于这个问题莱曼（H.C.Lehman）搜集了一些有趣的资料。他在《医学史入门丛书》、《医学史导引》之类著作中查阅资料，发现：1750年到1850年出生的人，出成果最多是在三十到三十九岁这十年中间。把这一段的成果当作100％，则二十至二十九岁这十年间的成果是30～40％；四十到四十九岁期间的成果为75％；五十到五十九岁期间的成果为30％。人们的发明能力也许在早年，甚至早在二十多岁就开始衰退，但是，经验、知识和智慧的增长弥补了这一缺陷。”
“一个人在四十岁以前未做出重大贡献并不一定意味着他一辈子也做不出，这样的先例是有的，虽然不多。随着年龄的增长，大多数人对别人提出的新设想以及自己工作或思想中出现的新观念的接受能力逐渐减弱。”接着，贝弗利奇引述了大量实例论证了他的观点。
两位学者的观点如出一辙！结论是：科学创造的黄金年龄段为30岁～39岁。十年，瞬息即逝！因此，有志于科学创造的青年朋友们，趁早投入，心无旁骛，千万别左顾右盼、三心二意！
4.2 利用时间：心无旁骛
古人说，“一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴”。要从事科学创造，要取得重大成果，必须分秒必争，不要浪费生命里的每一分钟！
我在前面已经指出，科学创造是一种艰苦的重脑力劳动，需要人们全身心的投入。人生苦短。我在回忆往事之时，经常为过去虚掷掉的光阴而惋惜、遗憾。新一代的科研工作者处于我国前所未有的好时代，国力渐强，对发展科学的需求渐增，科研经费不再捉襟见肘，更重要的是：政治形势稳定，没有战乱，没有动乱，也没有政治运动，只要自己有定力，不流于浮躁，科研时间有充分保证，就可以在科学的前沿领域施展拳脚。
对于现在的科学工作者，最要紧的是安贫乐道，心无旁骛，不为外界的种种诱惑所动。其中，心无旁骛极其重要。
有鉴于此，我对高校里的“双肩挑”政策持有异议，认为这实际上几乎是不可实现的。关于此点，已在2009-02-05的科学网博文《“熊掌”和“鱼翅”不可兼得——四谈不可见的继承性》中详述，这里不再多说。
但是，令我不解的是：有些中青年学术骨干明知“熊掌”和“鱼翅”不可兼得，却恋栈于“官位”，不肯专心从事科研，事实已证明，他们在科研方面正一步步走向失败，有时令我扼腕叹息。
如果有足够的时间从事科研，而且懂得科学方法论，不断改进科研方法，就必定能成功。我身边这样的人越来越多了，令人欣慰！
至于怎样充分利用时间，我以前谈到过一点，日后有机会专门谈谈自己的体会。
4.3 珍惜时间：上下努力
作为科技主管，应该千方百计为科研工作者营造优越的科学创造环境。对此，我在以前的博文中从各个角度谈到过。这里只想呼吁：别去折腾科学工作者了，保证他们有足够的时间和安宁的心境潜心科研。
现在把下面的科研人员折腾得最苦的是：填不完的报表，应对不尽的评估、检查！现在上级主管部门似乎在千方百计折腾下级。随着计算机技术的发展，折腾的技巧也日益“先进化”。记得有一年，我同时申报了科技部和教育部的项目，需要填各种不同的报表，偏偏两个部门选用了不同的电脑输入系统。有一个部的表格设计得尤其愚蠢，二十几个申请人的信息要一个个、一项项输入，把我的助手董力耘博士（本组头号电脑专家）折腾得够呛！前几天，我们几个人闲谈，回想十几年前申请项目时，填表很简单，现在怎么越来越复杂了呢！
应付评估、检查成了科研人员的心病，评估检查中烦琐哲学，形而上学，无所不用其极。我有时想，一大堆人坐在管理机关，设计各种评估报表，层层加码。你们何不下来走一走呢？当年，科学院党组书记张劲夫同志能带着一位秘书，下基层微服私访一周（就住在我们研究生的集体宿舍里），为何现在的干部就做不到了呢？多下来悄悄地走走，就什么情况也了解了，要这么多表格干吗？你想坐办公室也罢，化点功夫建立各种数据库，把各类人等的资料好好在电脑上归档，干吗反反复复来要类似的数据呢？
问题是：管理者高高在上，不体贴下情，不珍惜科研工作者的时间，只会瞎折腾基层。这种作风真该改一改了。
我认为，别来瞎折腾，让科学工作者集中精力攻关，是对他们的一种最大的爱惜。这比关起门来侈谈国人何时获得诺奖要有用得多了。
以上从创造学的角度谈了如何更好地做好科学创造。基本点是：科学创造，贵在青春年少时的孜孜以求。上上下下应珍惜时间，趁着各自的青春年华，把各自的潜能最大限度地发挥出来！
五、创造的意境
本节专门说说科学创造的意境。
笔者曾在科学网上推荐了周立伟院士写的《科学研究的途径》（北京理工大学出版社，2007），此书的首篇文章——《治学三境界与科学创造四阶段》就对科学创造的意境行了探索。他一开始就引用了国学大师王国维在其名著《人间词话》中提出的做学问“三种境界论”：
三种境界
王国维
古今之成大事业、大学问者，必须经过三种之境界：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。”此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊人消得人憔悴。”此第二境也。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”此第三境也。此等语皆非大词人不能道。然遽以此意解释诸词，恐为晏、欧诸公所不许也。
”这一论述中引用了三首宋词中的词句，分别出自晏殊的《蝶恋花》、柳永的《蝶恋花（凤栖梧）》和辛弃疾的《青玉案•元夕》，确切地描述了做学问的渐进的三种境界。
周立伟院士将这些词句用于描写科学创造的各个阶段，并补充了一句唐诗：“行到水穷处，坐看云起时”（出自王维的《终南别业》），用于描述沃勒斯（G. Wallas，1926）提出的科学创造四阶段，亦即科学研究中的准备期、探索期、豁朗期和验证期：
“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。”——与韫珠藏，秋水欲穿，不知伊人何处寻？——科学创造的准备期；
“衣带渐宽终不悔，为伊人消得人憔悴。”——抱朴唯恒，欣戚两忘，触物皆有会心处。——科学创造的探索期；
“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”——心有灵犀，意所偶会，皇天不负有心人。——科学创造的豁朗期；
“行到水穷处，坐看云起时。”——格物致知，究极穷理，悟乾坤真机真境。——科学创造的验证期。
无独有偶，在刘仲林所著的《科学臻美方法》（科学出版社，2002）中也引述了王国维的这一段描述，并与科学创造四阶段相联系，也发现缺少第四阶段，认为这是文理创造的差别。
这里笔者不揣冒昧，也来做一些发挥。宋词似乎过于婉约，与科研复杂意境有差距，就改用唐诗吧，分别从白居易的《长恨歌》、孟郊的《夜感自遣》、陆游的《游山西村》和杜甫的《望岳》中撷取如下词句，re-address同样的话题：
“上穷碧落下黄泉，…升天入地求之遍。”——遍历古今中外、大千世界，追求知识真谛；调研天地真经、八方成果，寻求制胜途径。——科学创造的准备期；
“夜学晓未休，苦吟神鬼愁。如何不自闲，心与身为雠。”——废寝忘餐，夙兴夜寐，冥思苦想，日夜沉吟，寻找事物真谛。——科学创造的探索期；
“山重水复疑无路，柳暗花明又一村。”——峰回路转，不屈不挠，披荆斩棘，独辟蹊径，终于豁然开朗，发现光明。——科学创造的豁朗期；
“荡胸生层云，决眦入归鸟。会当凌绝顶，一览众山小。”——穷追不舍，用云彩荡涤心中疑团；寻根问底，弄清鸟儿归途。一旦登上高山之颠，方知创造的伟大和乐趣。——科学创造的验证期。
我们可以通过许多科学伟人的经历对上述科学创造四阶段和科研意境做具体诠释，容日后再谈。
六、创造的精神
初出茅庐的科研工作者最感困惑的是：如何摆脱一切束缚，进行有效的科学创造？这是一个很难应对的问题，需要自己的在不断的实践中渐渐感悟。这里想说一说怎样摆脱旧思想的窠臼，培养创造精神。
根据我的科研经历和日常思考，我觉得对于已有一定知识基础的年青科学工作者来说，在科学创造方面有如下六大障碍：
妄自菲薄：不少年青人认为科学创造是大师的事情，自己能力有限，不可能在科学创造方面大有作为。我们的水平当然不可能与大科学家相提并论，他们有非同凡响的独创能力，可以做出石破天惊的科学发现，然而，我们只要矢志科学创造，也不会一无所获。居里夫人说：“我们应该有恒心，尤其要有自信力。”钱学森说过：“不要失去信心，只要坚持不懈，就终会有成果的。”科学创造并非可望而不可及的，只要有勇气和信心，相信每个人都有创造力，自己也不例外，就是迈开了坚实的第一步。
墨守成规：墨守成规是科学创造的大敌。稍稍上了年纪的人，回顾往事，常会发现，进入科研领域的同班同学中，最有创造性成就的人，往往不是考试考得最好的。有的人很会读书，很会考试，但常是前辈的“跟屁虫”，不敢怀疑书上的话，结果科研成绩平平；倒是在学校里功课并非门门优秀，平时不那么受现成的观点束缚，喜欢信马由缰地思考的人，反而有更出色的科学创造。
头脑僵化：应该认识到，科学认识是无穷无尽的，我们所接受的知识一般是相对真理，许多科学问题的答案有非唯一性。例如，宇宙是怎样形成的？至今仍众说纷纭，没有定论，有林林总总的假说，倘若头脑僵化，认识何以加深？另外，有的人脑子里有非黑即白的思维定势，对科学创造极其有害。实际上，正确的结论往往是“灰色”的。
担心出错：初涉科学研究的人常怕犯错误。其实，做科研的，谁不犯错误？正如数学家阿达玛所说，“优秀的数学家经常犯错误，但能很快发现并纠正。”物理学家法拉第写道：“世人何尝知道，在那些通过科研工作者头脑的思想和理论中，有多少被他自己严格的批判、非难的考察，而默默地隐蔽地扼杀了。就是最有成就的科学家，他们得以实现的建议、希望、愿望及初步结论，也只不到十分之一。”（转引自[2]）也就是说，不犯错误，不用心改错，就成不了优秀的科学工作者。
强调专业：我们在实践中遇到的科技问题经常是综合性的，不可能局限于某个专业，所以，我们应该像钱伟长先生那样，实际需要就是我的专业。必须在完成科研课题工作中不断汲取新的知识。例如，在建地铁过程中需要研究盾构掘进机理，主业是岩土力学问题，但还必须懂得机械学、控制论和信息科学。我们研究所培养的研究生周文波正是综合运用了这些知识，创建了盾构掘进专家系统，为上海市建设建功立业，成了上海市十大杰出青年。可以说，固守自己的狭窄的专业领域，一般不会在科学创造方面有大出息。
缺少章法：许多年青朋友在科研中很用功，但经常就事论事，不注意科学方法论，往往事倍功半，正因为如此，我近年来不断宣传科学方法论的重要性。
一个青年学子，如果立志从事科学创造，就必须摆脱上述窠臼，信马由缰地驰骋。
七、案例分析
钱伟长的弹性圆薄板大挠度理论研究
前面，我们从创造心理学的角度，阐述了科学创造的定义、内涵和类型，本节分析一个案例，以增进大家对所讲的内容的认识。这里以钱伟长先生1940年代所做的关于弹性圆薄板大挠度理论研究为线索，对前几讲所述的内容加以例证，以期青年朋友们对于科学创造有更加实际的认识，并在自己的科研实践中加以应用和发挥。(详见文[8-10])。
选题背景 上个世纪三四十年代，随着工农业生产的发展，尤其是航空工业的迅猛进展，大批薄板薄壳结构投入应用，随之出现了大量的非线性大变形问题，使得习惯于处理线性问题的学术界面临严峻挑战，非线性力学成了研究热点。对于这类新问题，由于叠加原理失效，许多传统的数学方法不再适用，而当时的计算技术不发达，许多新方法应运而生，其中渐近方法（包括摄动法）是最重要的一种。钱伟长先生敏锐地把握了这一重大机遇，适时地把大变形问题列为自己的主攻方向之一，并选取圆薄板大挠度弯曲这一相对简单而典型的问题作为研究的切入点。他特别注意新方法的创造，喜欢别出心裁，另辟蹊径，这里所引的两篇论文就有两个了不起的创造：被后人称为“钱伟长法”的逐次近似法（参数摄动法）；世上首次提出的合成展开法（奇异摄动法的一种）。
思路创新 文[8]中的思路创新是：采用卡门的非线性薄板大挠度方程，建立以薄膜解为基础的渐近型的数学模型；文[9]的思路创新更为突出，把流体力学大师普朗特建立的边界层的思想移植到固体力学领域，而且一改边界层理论中固有的分区求解思路，设法一次性地求全域的解。这些新概念、新思路前所未有，给非线性力学问题的近似处理吹来一股新风！
方法创新 这两篇论文的方法创新最有可圈可点之处。
经仔细研读后，我发现，文[8]实际上是固体力学领域第一篇采用“参数摄动法”的论文，也就是说，在对因变量作摄动展开的同时，对其中的参数也作摄动展开。最令人匪夷所思的是：钱先生竟把待求的中心绕度（即弯曲度）作为摄动小参数，出奇制胜，效果极好。
文[9]使得钱伟长先生成了“合成展开法”的开山鼻祖，他把边界层的内外解放在一起，同时作摄动展开，并采用“外解对内解（边界层解）有影响，内解对外解无影响”的基本假定，求得了边界层问题的统一解。此举是对普朗特边界层理论的重大革新，人们不必分别求内外解，通过匹配，再合成求解，避免了繁杂的匹配过程。可惜的是：此文发表在《清华大学理科报告》（1948）上，当时我国正值解放战争，这一结果久久不为人们所知，1956年，美国的Bromberg才重复了钱伟长先生的工作。可见，钱伟长先生的思想比洋人领先了八年！直到1970年代，国外才将这一方法命名为“合成展开法”。
结果创新 钱先生在他的论文里，把所得的结果与其他学者的实验结果进行了比较，结果完全吻合，大大改进了前人的同类理论工作。文[8]的结果表述得非常精致。解放后，钱先生的理论和计算经过学生们的反复验证，发现他算得非常精确。有关计算相当繁复，要知道，那时电子计算机刚刚发明，尚未普及，钱先生的所有结果都是用手摇计算器算出来的！钱先生的这两项工作为弹性板壳的大挠度计算开了先河。解放后，钱先生率领一群学生（如叶开沅、胡海昌等）继续对这一问题进行了全方位的探索和研究。钱伟长先生因此获得了我国首届评议的国家自然科学二等奖（1955年）。
通过解剖这个麻雀我们可以有如下认识：
——科学研究必须选择前沿性课题攻关，这样最能挖到“第一桶金”；
——科学发现来自打破常规、锐意创新；
——科学研究必须十分注意方法论，关注在思路和方法上的新创造，只有这样，才会有超凡脱俗的结果。
八、结束语
本讲的要点是：
科学研究应该生生不息，刻意求新；
科学创造应该循序渐进，分清层次；
科学研究应该不拘一格，全力创新；
科学创造必须专心致志，争分夺秒；
科学探索必须碧落黄泉，穷其究竟；
科学创造必须摆脱窠臼，信马由缰。
参考资料
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