从模拟中走出,追逐潜意识的脚步,清除思考的死角,运用创造力的武器,开始新的思考。
常规思考法
对于常规思考方法,主要有以下几种方式:
◎博弈的思考
无论是在世界上的哪一所大学,博弈论都是大学高年级或研究生的课程。所以,普通人一般会觉得“博弈论”听起来太遥远、太陌生,实在不可能和我们的生活有任何关系或是对处理日常问题有任何帮助。事实上,博弈论的作用无所不在,大到裁军和世界和平,小到如何使父母对孩子的惩罚恐吓变得可信,无不可以用博弈论来进行分析。常人往往依靠直觉来作判断,但直觉却常常是错误的。不信的话,就让我们从生活里一个简单而又实际的例子来开始我们这个话题的讨论。
假如你和你的同事各自从公司老板那里得到一个红包,里面的钱可能是500美元、1000美元、2000美元、4000美元、8000美元,或者16000美元,你知道同事的红包里的钱要么是你的两倍,要么是你的一半。在你拿到了自己的红包,知道了红包里的钱数后,如果你的同事要求和你交换红包,你会愿意吗?
在上面的例子里,如果你依靠直觉来思考,则你会得到错误的结论。假如你拿到一个4000美元的红包,则你知道你的同事的红包要么是2000美元,要么是8000美元,两者的概率相等。你的期望收入是5000美元,高于你自己现在的4000美元。如果按照这样的常理进行思考,你会得到应该和同事交换红包的结论。但是,你的这个推理是错误的,因为你没有考虑你的同事的反应。显然,如果他拿的是16000美元的红包,他肯定不会提出和你交换;又因为他知道你不比他傻,你拿到16000美元的红包也不会和他交换,你之所以同意和他交换仅仅是因为你拿到比16000美元少的红包。以此类推,只有当你的同事拿的是500美元的红包时,他才会和你交换,而此时你当然不应该和他交换。
直觉为什么不可靠呢?因为直觉不习惯于策略思维,也就是说,不习惯于考虑别人可能的反应。博弈论的核心思想恰恰是策略思维。当然,你不必去大学里学一个学期的博弈论,但是,你绝对有必要了解这种思考问题的方法,一种不同于直觉的理性的思维方法,这会对你的分析和推理的能力大有益处。
◎“二面神”思考
这个题目会让好多读者感到迷惑,似乎无法想像这样奇怪的名字会与我们的思考力训练有什么联系。“二面神”这个名字是我们从科学领域借用的。实际上,任何事物都有相反相成的两个方面,这两个方面谁也离不开谁。这个道理告诉我们,想问题、做事情要从这一方面找到另一方面,从这一极找到另一极。这样,我们就会发现原来不曾发现的问题,了解原来不曾了解的事情,而这些问题、事情也会变得比较全面、合理。
比如牛顿建立的经典物理学认为:时间是均匀的、空间是不变的。在一般人看来,这个理论是十分正确的,不会有什么问题。但这种看法的正确性只能发生在地球上的相对时空里,只要离开地球,只要物体的运动速度发生了大的变化,或者由于物体接近了质量不同——即引力场大小不同的物质,时间和空间就都会产生变化。时间或是延长,或是缩短;空间也不是我们意念中的三维,它会发生弯曲。这就是我们今天的认识,而这个认识是从爱因斯坦开始的。
这里有一则爱因斯坦的故事:
学生杰克问他:“老师,你究竟为什么出名?”爱因斯坦回答:“你瞧,一个盲目的甲壳虫在一个球面上爬行,它意识不到它走过的路是弯的,幸而我能意识到。”
我们一般人就像是他所说的那只甲壳虫,并没意识到自己是在地球上,是在地球上的时间和空间条件下,而他意识到了。
正是由于爱因斯坦的这一贡献,科学界有了一系列的理论和发现。比如丹麦物理学家玻尔等人提出的“对应原理”——新的和旧的理论都有矛盾对立又统一的关系;“互补原理”——在描述自然现象时,要将互相排斥又相互补充的概念结合在一起,才能有对现象的完整描述;“物质波理论”——物质既有粒的性质,又有波的性质;“不完备理论”——传统理论会出现矛盾和悖论,只是因为传统理论的不完备性。
行为科学家A.卢森堡说:“爱因斯坦一生的思维似乎大多是关于对立面的问题……使他的一些不完整的思想获得物理根据,并结合成为有意义的表述的创造性跃进的关键,就是对立面同时起作用这样一种特殊概念——一个观测者能够在同一时刻既处于运动状态,又处于静止状态。有创造力的人物,会积极地把相反和对立面凑合在一起,并且借此表述科学的或其他的问题。”
瑞士心理学家皮亚杰也说:“在数理逻辑结构的领域里,这就成了一种方法:有了一个已知的结构,人们就企图用一个否定的体系来建造出各种互补的体系或不同的体系,然后,人们把它们汇集成一个复杂的整体结构。”
这两位伟人的科学评价,确切地道出了“二面神”思考——全面看问题的重要性。因此,在现实生活中,人们必须学会从整体出发,全面、合理地分析问题,科学地解决问题。
◎“模拟”思考
有趣的模拟
难道思考也是可以模仿的吗?是的。比如那些模仿著名作品写作的人使用的思维方法就是“模拟思维法”。那么,什么叫做模拟?模拟,又叫模仿,是人类模仿那种已存在的思考、行为等方式,它是人类的本能。在印第安人、非洲一些原始部落里,还有模拟某些野兽动作的舞蹈和模仿某些动物形象、色彩的服饰。从婴儿的牙牙学语到成人对有特殊技艺或高尚品格的人的学习活动,模拟思维和行为无处不在。可以这么讲,模拟行为是人类最古老的行为模式之一,而模拟思维也是人类最古老的思维方法之一。模拟思维不仅大量存在于文艺活动中,而且还大量存在于创造发明的活动中:
自人类第一次驾驶飞机上天30年后,由于速度逐渐提高,飞行时出现了机翼颤振现象。它常使机翼突然断裂甚至破碎,从而酿成了很多惨重的飞行事故。为了解决机翼颤振问题,研究人员对蜻蜓等昆虫翅膀进行了研究,注意到这类昆虫翅膀的末端前缘,有一个叫做“翅痣”的加厚区,发现这实际上是昆虫的抗颤振结构。于是,他们模仿蜻蜓的“翅痣”,在机翼上也设计制造了类似的加厚区,终于消除了机翼的颤振现象。
当超音速歼击机出现以后,又出现了一个问题:飞机突然加速爬升时,由于惯性的作用,驾驶员体内的大量血液就从心脏迅速流向双脚,造成大脑缺血。这是很痛苦的,严重时甚至造成驾驶员猝然休克,甚至导致机毁人亡。后来,一位生理学家研究了长颈鹿的身体构造,受到了启发。
长颈鹿的脖子很长,从大脑到心脏有3米之遥。因此,它的血压很高,达260 /160毫米汞柱,脉压为100毫米汞柱,是当之无愧的“高血压”。正是靠着这种“高”压,才能将心脏的血“压”上3米高度的脑部,使大脑不致缺血。而人的正常血压为140 /90毫米汞柱,脉压为50毫米汞柱,只及长颈鹿的一半。但是,当长颈鹿低头喝水时,心“高”头“低”,在引力的作用下,心脏的血在“高压”下会猛烈地冲向脑部,此时,它的脑血管怎么能顶得住如此强大的血压呢?原来,长颈鹿的皮肤有自动收缩功能,当它低头时,皮肤就会自动收缩,这样就限制了血液的流速,缓解了脑血管的压力。所以,没有一只长颈鹿低头喝水时会“脑溢血”。这真是“上帝安排的”。于是,模拟长颈鹿皮肤原理的“抗荷服”研制出来了。“抗荷服”紧紧裹住飞行员的身体,内设一装置。当飞机加速时,可以自动压缩空气,压迫血管,从而限制飞行员血液流速,防止“脑失血”。
“抗荷服”的研制正是“模拟思维”的妙用。而“模拟思维”正是一种仿照一定原型做出类似动作、行为和制出类似物品的思维方法。
模拟思维法的模式是:a为原型,a1,a2,a3,a4为原型的各个局部,箭头表示模拟方向和模拟点,b、c、d、e表示经模拟过程后做出的类似动作、行为和物品。
例如,设a为长颈鹿,a1则为长颈鹿皮肤自动收缩功能,而b就是“抗荷服”。
可见,各取所需而不囫囵吞枣是其特点之一。要说明的是,也可以模拟原型的几个部分或几个方面,甚至全部。
模拟的方式
从运用的角度看,模拟思维法还有以下几种具体方式:
第一,机械式模拟。它主要是把别人已有的成功经验和先进的生产方法等直接吸收过来加以运用。它要求模拟者与被模拟者具有大致相同的条件,有直接借鉴的可能。如甲乙两厂的情况差不多,甲厂有提高产品质量的经验,乙厂就可照此选用模仿。
第二,启发式模拟。这是在两者情况不相等的条件下的模拟,它是由于其他对象的启发,因而从中找到自己有用的东西,从而借用过来作新的模拟创造。如用活性污泥法处理废水就是模拟自然界中的海洋自动除污的机制而实行的。因为海洋中生长着能消化有机物质的净化细菌,有机物质经它消化后变成水和二氧化碳,使海洋具有自净化作用。人们据此设计了净化池,池内装有带净化细菌的污泥,再鼓入氧气,于是净化细菌大量繁殖,污水变成了净水。
第三,突破式模拟。这是一种综合性模拟,它是按照自己所创造的结构和系统,从多方面、多角度去模拟,使模拟的东西发生质的变化,而成为自己的东西。这虽是一种模仿,但又是一种全新的创造。例如,贝多芬创造的《第九交响曲》中的第四乐章《欢乐颂》,其表现的思想内容融合了卢梭的共和思想,音乐风格借鉴了法国音乐家缨尔的特色,而作曲技法更是模仿了卡比尼和缨尔的特点。所有这些,虽然都有明显的痕迹可寻,但在《欢乐颂》中,都变成了贝多芬的东西,成了该曲的有机组成部分。毕加索的早期绘画也是通过模拟法国后期印象派画家塞尚等起步的。
模拟的特点
模拟思维法有3个主要特点:
第一,选择性。模拟思维法在分析的基础上取原型的一方面为己所用。世界上,对原型100%的模拟实际上是没有的。至于选择何种原型,选择原型的哪一方面,需要经过反复地比较、试验、选择。
科学家在“仿生”活动中,也是择其一端或数端的。像“人造眼”(生物电子位置传送器),用在某些交通工具上可自动选择着陆场地和自动巡行;“电子蛙眼”,用于识别飞行中的飞机和导弹;“蝇眼照相机”,由于它一次能照出千百张相同的照片,可用于印刷制版和大量复制电脑的微小电路;“电子鼻”,用于监测环境和安全保卫工作:“水母耳”(风暴预测仪)可提前15小时发出大风预报及其强度、方向。还有人造血、人造皮肤、人造骨、人造肝脏、人工心肺机、人工呼吸器、人工肾、人工喉、人工肛门、人工角膜、人工心脏瓣等等,都是模仿人类或动物的某一组织器官、机能而制造出的类似器件。
在这个意义上,思维的选择往往往意味着深入事物内部进行长期的艰苦的细致的观察和思考,因为选择的前提是了解。
第二,辐合性(求同性)。模拟思维法的思考线路,主要是按照原型中的一点或数点,沿着一个方向去思考,照着原型,模拟出类似的物品、动作,就像由轮圈向车轴聚合的辐条一样。
日本科学家三本宫藏模仿变色龙的皮肤,制成了一种变色布。这种布用光敏变色纤维织成,在丛林里能变成绿色,在荒原上布又变成黄色,是制作战斗服、炮衣的理想布料。研制这种“变色布”时,思维应该像聚光灯一样,始终瞄着变色龙“变色”的机理,如果不是这样,那就无异于缘木求鱼。
日本科学家小泽广义还模拟植物在自然环境中的各种生长条件,如温度、湿度、风量、光线、气压等,建立起了“人工”气候室(植物环境控制实验室),人为地制造一年四季的自然条件,结果大大缩短了室内植物的生长期和成熟期,有的果树能提前一两年结果,有的瓜菜可提前一两个月采摘。
斯唐米·米勒模拟了原始时代大气的基本成分,建立起一个原始地球大气模型,发现这个模型里确有构成生命的物质。从而证明了“生命的起源必然是通过化学途径实现的”这一论断。
在这三个模拟活动中,模拟思维的“求同性”表现得十分明显,可见,在科研活动中,“求同思维”也是不可缺少的。