从诺贝尔奖谈创新能力的养成（3）

我再讲一个逆反联想的例子。我们学部今年新增了一位院士，这位院士解决了我国一个大问题。我国的钢年产量达八亿吨，世界领先，但我国的铁矿大多是贫矿，所产铁矿石品位低，杂质很多，我们只能大量进口澳大利亚的铁矿石，而澳大利亚铁矿石的价格连年上涨。按常理来讲，在低品位铁矿石浮选中，一般浮选出氧化铁，但氧化铁呈多价态，导致选出率不高。这位院士采用逆向思维，改为浮选杂质二氧化硅，这样就成功地把铁矿石的富集率由30%提高到62%以上。这项技术开发成功后，使澳大利亚改变策略，大幅度降低了铁矿石的销售价格。这是一个逆反联想成功的例子。

还有错位联想，就是歪打正着。比如1970年斯宾塞·西尔沃原本打算发明一种强力胶，结果做出来的胶水粘性不佳，还无法固化。1974年他的同事在教堂里唱歌，在歌本里夹了张小抄，并用他发明的不干胶粘住，这张小抄很容易揭起来，还不损伤纸张本身，这就演变成了最初的便条纸。到后来这项发明被3M公司买断，在全世界推广起来。一项不成功的发明歪打正着地得到了成功地运用，所以错位联想有时候也能带来意想不到的效果。

第三，变通力。

变通力，就是我们要善于以新视角、新方式、新方法去解决问题。这里我们必须要提到的就是伊伦·约里奥-居里和她的丈夫让·弗雷德里克·约里奥-居里，他们是居里夫人的女儿和女婿，人称约里奥-居里夫妇。在居里夫人去世后，居里实验室就由约里奥-居里夫妇主持工作。

1930年W.玻特发现用α粒子轰击铍，能够打出一种穿透力很强、在磁场中不会发生偏转的中性射线，他认为这可能是γ之类的射线。因为当时人们只知道α、β、γ三种射线，而γ射线是中性的，且在磁场里不会偏转。所以玻特说这种铍射线可能就是γ射线，也就是铍射线等同于γ射线。之后玻特就发表了相关论文，不过没有被重视起来，因为当时的科学界都觉得这项发现不重要。

1932年居里实验室的一个学生重复了玻特的实验，这个学生还在铍射线的路线上加了一个石蜡片，于是从石蜡片里打出了一个质子流，这个质子流其实就是中子流。因为在实验中获得了新物质，这个学生得以顺利毕业。不过约里奥-居里夫妇向世人公布这项发现时，宣称它只是一种“新的γ射线”。

英国物理学家查德威克看到约里奥-居里夫妇的发现后立刻就觉得有问题，他认为不是实验的过程做错了就是实验的结论解释错了，因为γ射线的质量非常小，只是质子的几千分之一，从一个乒乓球里不可能打出一个铅球。查德威克的老师是原子核物理学之父卢瑟福，卢瑟福在12年前就曾预言存在另外一种基本粒子——中子。查德威克经过反复实验后证明这种物质就是中子，于是发表论文，并在1935年获得了诺贝尔物理学奖。

当时诺贝尔奖的评委在评审讨论时说，发现铍射线（中子流）的是玻特，证明它的是居里实验室，正确解释这个实验的是查德威克，他们都应该获奖。但最后这个奖只颁给了查德威克。为什么呢？玻特和约里奥-居里夫妇虽然捡到了金元宝，但他们在手里捧着看了半天也不知道那是金元宝，所以这个奖跟他们没有关系。

1932年美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，发现了与电子相似，但偏转方向相反的反电子，并获得了1936年的诺贝尔物理学奖。这时约里奥-居里夫妇才发现自己以前也拍下过反电子的照片，只是这一重大发现被他们忽略了。

不仅如此，约里奥-居里夫妇在用中子轰击铀时发现了一种半衰期为3.5小时的元素，认为这也许是一种“超铀元素”。实际上他们已经发现了核裂变，这个半衰期为3.5小时的元素其实是核裂变的产物镱。这样他们就第三次错过了重大发现。而奥托·哈恩确认了这种半衰期为3.5小时的元素为镱，并证明了镱是核裂变的产物，他凭此获得了1944年的诺贝尔化学奖。

约里奥-居里夫妇一连丢掉了三个诺贝尔奖，就是由于知识和经验的狭窄单一，导致了概念视域的偏狭，思维状态单调滞化，缺乏变通力。所以有良好的研究条件和长期的学术积累，也可能无益于科学猜想或理论假说之孕生。

第四，交叉与组合能力。

交叉与组合能力就是把不同的思想用不相干的观点组合起来的能力。爱因斯坦曾说，交叉组合能力似乎是创新性思维的本质特征，创新的本质就在于学科交叉。现在各个学科发展得都很好，如果能够真正在两个学科边缘进行研究，也许就会做出非常重大的成绩。例如青蒿素的提取，最早是用水煎的方式，但以失败告终。屠呦呦阅读书籍时发现，将青蒿浸泡在乙醚中，青蒿素就会溶解于乙醚溶剂。因为乙醚具有良好的挥发性和低沸点，除去乙醚也不会导致青蒿素被分解，于是她采用沸点34.6℃的乙醚成功萃取出了青蒿素，最终获得了诺贝尔奖。这就是一种跨行业借鉴移植的能力，是交叉与组合能力的体现。

第五，观察力。

观察力是对小概率现象的观察能力，是对平淡无奇的事物的观察能力，是对交叉领域的观察能力，也是对跨尺度现象的观察能力。

我举一个关于小概率现象观察力的例子。弗莱明是专门研究葡萄球菌（一种致命病菌）的生物学家。有一天他注意到葡萄球菌培养皿被污染了，器皿中出现了很多被分解的透明斑块。于是他抓住这个机会进行研究，最终发现能抑制葡萄球菌生长的是青霉菌的代谢产物——青霉素。他把青霉素分解出来后，经过反复实验，证明了青霉素确实具有杀死葡萄球菌的能力，并于1928年发表了相关论文。论文当时并不为人关注，直到二战爆发后的1940年，大量伤兵因感染葡萄球菌而死，英国的病理学家佛罗理和德国的生物化学家钱恩注意到了弗莱明的论文，并据此分离出青霉素晶体，临床证明青霉素的疗效非常显著，且对人体的副作用很小，于是青霉素被推广开来，拯救了无数人的生命。弗莱明、佛罗理和钱恩三人在1945年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

后来有人分析了弗莱明发现青霉素的原因，原来前一天晚上弗莱明忘记关窗户，恰巧楼上的一位学者在做实验，飘落了一些青霉菌下来。而弗莱明抓住了这一偶然现象，通过细致的观察，发现了青霉素。

第六，耐受力。

我再讲一个关于耐受力的故事。美国新罕布什尔大学有位数学家叫张益唐，他是北大博士，后来去美国做博士后，因与他的博士后导师观念不同，那个导师不给他写推荐信。数学家本来就很难找到合适的工作，没有推荐信就更寸步难行了。结果他就一直在美国的快餐店打工，端盘子端了十几年。有一天，他的北大同学恰巧在他工作的快餐店吃饭，看到张益唐大吃一惊，说你在我们班是很优秀的，怎么跑到这儿来干这个呢？他的同学当时已经是大学教授了，于是把张益唐带到新罕布什尔大学做访问学者。谁都没想到，张益唐用不到一年的时间就解决了一个世界级的数学难题——孪生素数猜想，就是证明相连素数之差，并不是一直在增长的。比如说一个素数3，不远的地方就有第二个素数5，5后面就是7，7不远的地方就是11……，如果当这两个素数无穷大时还是不是这样的规律？张益唐证明了这两个素数无论多大，两个素数之间的距离不可能超过七千万。七千万看着很大，可是在一个数的后面有一千个零的时候这个数就显得很小了。这个理论发表后，他获得了图灵奖等众多国际数学大奖。可以看出，张益唐是一个在艰苦逆境下仍然坚持不懈努力奋斗的人。

下面我们来总结一下，创新能力培养的基础在于对已有知识系统、全面、深刻的掌握，这样才能真正站在巨人的肩上，有所发现。创造出于思索，成功出于勤奋。活的知识有利于思维创新，死的知识束缚学习者的思维。科学理论体系的客观真理性，不能单纯靠科学本身来判定，实践是检验科学理论和客观真理的最终标准。

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（责任编辑：李颖）