广鉴文化院长孙章教授近期为《科学》杂志撰文《工程思维与创新思维》,现全文转载如下 :
恩格斯说过,思维着的精神是地球上最美丽的花朵。人与一般动物的区别之一,就在于人有思维。动物的大脑中只有实物,只有在人类大脑中才有抽象的符号系统,并用以进行思考。
思维是指人脑在感知和记忆的基础上,为寻找客观事物的本质和规律,或者为了解决某些问题而进行的思考过程。语言是思维的主要载体和工具,因此思维通常表现为一种不出声的语言活动;当然也包括某些非语言的心理活动。
人们按思维活动的不同目的和不同特点,将思维划分为不同的类型,包括形象思维、抽象思维、创新思维、工程思维等。创新思维结合各种思维活动而产生超越前人的思想成果,形象思维在其中起显著作用。
所谓工程思维是指按照某一特定的目标,遵循一定的规范或标准进行设计,然后进行生产或建设,直至最后制造出产品供应社会或建成设施投入运营。工程思维的本质是求同思维,其特点是目标明确,“一切为了实施”,因此强调成本、质量与安全,逻辑严密,力求规范与标准化。例如,进行机械零件或建筑结构设计时必须在强度、刚度、稳定性三方面确保机器和建筑物的安全可靠。创新思维是一种求异思维,其目标是“一切为了突破”,其特点是前所未有、新颖独特、与众不同;它是质疑思维,对司空见惯的事物往往投以新的一瞥;它是跳跃式思维,初看起来似乎不合逻辑。
创新思维如同天上的风筝,天高任其飞,想象力极为丰富;而工程思维如同放风筝者手中的线,它可以保证风筝的正确航向,并能使风筝最后落地,具有可操作性,以利实施。二者之间的关系如同鸟之双翼、车之两轮,相辅相成、缺一不可。以下案例能充分说明这一论点。
1831年,法拉第(M. Faraday,1791—1867)证实了线圈和磁铁之间的相对运动会在线圈中产生感应电,这一观念导致了发电机的诞生。早在1820年,奥斯特(H. C. Oersted,1777—1851)发现了电流的磁效应。法拉第在观看了他的著名电学实验后,在日记上写道:“既然在通电导线周围可使磁针偏转,即电可以产生磁;那么,反过来,磁能不能产生电呢?”在探索大自然奥秘的好奇心的驱使下,法拉第终于发现了电磁感应定律,从而在电磁学研究领域取得了重大突破。但电磁感应定律究竟有什么用,法拉第并不十分关心。
直到1866年,冯•西门子(E. W. von Siemens,1816—1892)在实验室里根据电磁感应定律发明了自励直流发电机。在此基础上,爱迪生(T. A. Edison,1847—1931)在1877至1879年间研制成功当时容量最大的发电机,并于1882年利用该机建成了世界上第一座发电厂。从电磁感应定律的原理性突破到建成第一座可实际应用的大型发电厂,也即由创新思维的成果转化为工程思维的成果,历时达半个世纪。连接创新思维与工程思维之间的桥梁则是科学实验。在上述案例中,西门子的工作功不可没。
同时必须看到,工程思维有它的适用范围,主要应用在工程技术领域,不能将其无限扩张或泛化。古人有云:“形而上者谓之道,形而下者谓之器。”孔子说过:“君子不器。”(《论语•为政篇》)意思是说,君子不能像器具那样只有特定的用途。而创新思维则不同,它能覆盖人类文化的所有层面:在物质文化层面有科技创新,在制度文化层面有制度创新,在思想文化层面有理论创新等。创新思维是源头、是上游、是原动力,工程思维的活力主要呈现在工程技术领域,它处在科技创新思维的末端,与创新思维无缝衔接;科技创新思维也只有通过工程思维才能转化为新装备、新产品。