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量子大唠嗑:科学的创新过程

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:玻姆甚至认为科学的唯一方法是大唠嗑,人们通过大唠嗑建立已知事物的关联,从而创造新的知识。在这种时候,好的科学训练不仅提供了系统的技术方案指导我们做出最有效的尝试,而且凭借科学训练和经验积累,让我们发现新目标,并很快意识到新目标是一个比原来目标更有价值的结果,突破既定的框架,这是科学的创新路径。科学发现和创新是一个已知的知识体系跟未知的知识体系怎样进行关联而对话的过程。

量子大唠嗑:科学的创新过程

彼得·圣吉在他的著作《第五项修炼》里讨论怎样在现代社会里建立学习型企业。他说玻姆的量子整体论思想给了他很大启发。玻姆参加过曼哈顿工程,受麦卡锡主义迫害到了英国。他在晚年非常推崇大唠嗑“dialogue”。我把“dialogue”翻译成“大唠嗑”,以符合信达雅的翻译标准。玻姆甚至认为科学的唯一方法是大唠嗑,人们通过大唠嗑建立已知事物的关联,从而创造新的知识。不同背景的科学家在一起开会、讨论、通信、发表自己的研究结果,发现新问题,得出新的解决方案。科学家也不断地跟自己过去的经验大唠嗑,审视自己的研究结果、完善自己的理论。科学发现是个或然的过程,牛顿物理讲小概率的事情影响是小的,但我们看到科学发现显然不是。如果我们把大唠嗑所牵涉的更多的无法用经典信息描述的信息也包括进来,是不是科学发现就成为一个多少必然的过程呢?

企业的技术团队会有自己的研发任务,从出发点走到目的地找出最佳的路径。这通常是工程性问题而需要工程化的解决,很容易通过已有的经验来制定确定的工作的任务和提出时间要求,可以用量化考核标准来要求开发人员“多快好省”地完成任务。虽然如此,科学发现也经常有另外一种状况出现,从探索的起点开始后,开发人员很快发现既定的路线行不通,研究工作陷入一团团迷雾。在这种时候,好的科学训练不仅提供了系统的技术方案指导我们做出最有效的尝试,而且凭借科学训练和经验积累,让我们发现新目标,并很快意识到新目标是一个比原来目标更有价值的结果,突破既定的框架,这是科学的创新路径。

有个老笑话宇宙飞船里有个实验记录本,宇航员不断地要对航行状况做记录,当然这些数据以现在的技术根本不需要手工记录,但考虑到长期在狭小的空间里飞行,宇航员会很无聊,所以要给他找点事情做。但这就存在写字的问题,钢笔圆珠笔在无重力的情况下不出水写不出字来。美国人花了两百万美元研发了一种可以在无重力情况下写字的圆珠笔。当苏联宇航员上天时,他们用铅笔。之前我们一直当作笑话来看,但是最后美国人这项研究解决了远距离的输油管的问题,重力差很小的情况下怎么把黏稠的液体长距离运输。一项新技术的开发之初可能看起来似乎很愚蠢,但功不唐捐,与别的应用关联,就有可能解决全新的问题。除了笑话之外,我们说一件真实的案例。

1932年,法国物理学家约里奥·居里夫妇(Frederic Joliot-Curie和Irene Joliot-Curie),用α粒子轰击铍硼等轻元素,用盖革计数器探测到了有一种穿透能力异常强大的射线发生。他们把这种射线解释成为伽马射线,这种伽马射线的能量大大超过了天然放射性物质发射的伽马射线的能量。约里奥·居里夫妇把这种现象解释为一种光在晶格上的散射效应,这种效应,是康普顿效应(Compton Effect)的一种。而康普顿效应已经被人们研究了很久并且了解得很透彻了。既然属于已知的内容,约里奥·居里夫妇并没有深究。此后不久,英国人查德威克(James Chadwick)对他们的结果进行了反复实验,进一步证实这些射线像伽马射线一样不会被磁场偏折,是电中性的,不带电。然而这种射线的运动速度只有光速的十分之一,比起以光速运动的伽马射线来说慢得很。为了确定粒子的大小,他用这种粒子轰击硼,并从新产生的原子核增加的质量来计算新粒子的质量。结果发现新粒子质量跟质子大致相等。查德威克还用别的物质进行实验,得出的结果都是这种未知粒子的质量与质子的质量差不多。后来更精确的实验测出,中子的质量非常接近于质子的质量,只比质子质量大约千分之一。查德威克将他的研究成果写成论文“中子的存在”发表在皇家学会的学报上。从查德威克重复约里奥·居里夫妇的实验到发现中子,前后不足一个月。约里奥·居里夫妇虽然已经遇到了中子,由于没有做出正确的解释,而与中子失之交臂,错过了发现中子的机会。中子的发现不仅改变了当时人们对物质结构概念的认识,同时还为研究原子核提供了强有力的手段,促进了核裂变研究工作的发展和原子能的利用。由于这一重大的发现,查德威克获得了1935年的诺贝尔奖物理学奖。

工程性的思维常常鼓励人们在已知的技术框架里找到多快好省的方案,而科学往往发生在已知的假设之外,在不确定的、不规范的、它山之石可以攻玉的情况下有了新发现。这就是牛顿所说的捡到贝壳的能力。

图3–1 工程实施的路径和科学发现的路径

工程思维往往先确定出发点和工作目标,按照传统管理学绩效管理办法,依靠现有资源,设计考核指标,让研发人员在一定时间内完成。执行者的自由和创造的核心问题在于寻求从A点出发到B点结束的最佳路径,最有效地达到目的。我们安排科研工作,按照国家中长期发展的战略指标和发展规划颁布指南,确定哪些技术是需要发展的,审核科研人员利用现有资源怎么去完成它。这是一个典型的工程性的思路。然而科学思维的不规划和不固化,在这样的体系里就很难发生。科学发现和创新是一个已知的知识体系跟未知的知识体系怎样进行关联而对话的过程。科学发现中我们很可能没有走到目标所指的地方,而是走到了它的旁枝末节误入歧途,然而也许就无心插柳柳成荫,这误入歧途有可能就是柳暗花明。工程和科学是两个不同的思维方式,我们也看到两种不同的思路所导致的结果是不一样的。工程思维下举国体制集中力量办大事会很有效,知道原子弹是可以做出来的,不惜一切代价把原子弹做出来,多快好省地做工程非常有效。规划式地在已设计好的路线上去寻找新科学是乏力的,因为科学自己也往往不知道目的在何处。这些年来我们按照经典的架构来规划科学发展,紧紧尾随国际进展,完成了很多工程化的科学目标,非常的有效。但是在独立科学发现上,我们一直乏善可陈。如我们都知道的钱学森之问,科学院和我们的高校缺乏优秀而杰出的科学发现。对企业来说也面临类似的问题,在经典的管理框架下,会把创新型企业当成军队来管理,完成指标考核业务,按详尽的绩效标准来考核研发人员。但是如果真的希望企业变成有创造力的、有创新机制为核心竞争力的组织,怎样去管理运营以创造力赢得生存的团队,成了现代很多企业的当务之急。

怎么找到新的方向呢?与我的经历相关的,有两种不同路径。一种是牛津式的外观过程,通过大唠嗑交流足够的信息和思想。这些信息和思想来自不同的背景和领域,聊着聊着就出了新的创意;一种是伯克利式的内省过程,训练人通晓多个行业的知识,在他脑子里形成这些知识的关联从而创造新东西。这两个过程都是有效的。

在牛津读书时我曾演话剧、写作文、划赛艇、做导演,发掘了我自己经历的教育体系里压抑掉的兴趣,更重要的是让我习惯了科学无界的思考习惯。牛津和剑桥特有的学院制让不同学科的学生、教师生活在一起,学者们平常花大量的时间跟不同背景的人交谈、聊天,胡适所讲的“功不唐捐”,从这样的闲谈里发现新想法,开拓了新领域,至少学了新知识。而我们有时候在国内做学问会说这是我的山头,你干你那摊儿事。我们在知识领域划地盘的时候何尝不是画地为牢呢?思想无界是自由的基本要求,KB讲,we have only one life,so make most of it. (生命只有一次,多学点总有好处。)做人如此,做学问也如此。(www.xing528.com)

大唠嗑中的多年老友,不需要言语交流也会心意相通。我们爱不释手的电子交流手段,远远不能把这些适用于人类情感交流的多样通道有效地建立起来,它只是有限长的01序列,而我们知道信息远远不止这么多。当经典信息趋于无穷大量,而有大量冗余的时候,会建立一个类似的复杂体系。对团队的大唠嗑而言,让不同背景、不同工作内容的团队成员在一起聊天,充分交流,理解彼此的喜好、要求,设计思路,甚至脾气、秉性,在团队内促成物理上称之为协同化(synchronization)的过程,将极大地减少部门之间的误会,在融洽理解的过程里完成组织的目的。这时候企业的领导者与其说是发号施令的规划者,不如说是组织者。而这种充分交流的环境,对一个知识型企业的创新有着让人意想不到的效果。这个过程里个体与个体多通道关联的建立和对体系的影响,起着至关重要的但不为察觉的作用。事实上,牛津是个典型的例子。

活动室(common room)在牛津人的日常生活里扮演着一个重要的角色。系里有系里的活动室,我读书的时候,物理系有15便士的红茶,25便士的咖啡,几十便士的小点心。一个印度大叔总微笑着给你杯子里加好牛奶。通常一个组的人坐在一起,天文地理,历史人文常常什么都聊,《生活大爆炸》里谢耳朵们的各类话题。学院也有好几间不同的活动室,分为高级(SCR,senior common room,教授和学者为主)、中级(MCR,middle common room,研究生为主)和初级(JCR,junior common room,本科生为主)活动室,学院里不同专业的人吃完饭也会这里聊天,兴致来了一聊就几个小时。就建立关联的角度看,这种长时间的聊天,促进了学科之间的了解,搭建了学科交流的通道,继而萌生了新的想法和创意,产生了新的学科。牛津有个讲法叫“downstairs laugh”,是说英国人讲笑话的境界。活动室一般在餐厅的楼上,大家聊天说话,喝完茶散伙了,在楼梯上想起来刚才说的内容才哈哈大笑。好的主意也在茶尽人散下楼的时候发生,关联在脑子里建立的时候潜龙勿用的觉察不到,在它们相互作用爆发火花的时候,灵感就迸发了。

与此对应的另外一种创新模式在于跟自己不断对话,深刻而艰难。加州大学伯克利分校对研究人员的训练走的是这条路,可以认为是美国西部牛仔风格的继承。以培养极具开拓精神和能力为目标的科学训练让人对一个行业有足够深的认识,他几乎要了解这行相关的所有事情,非常辛苦地涉猎这个领域相关的各种细节知识,在这个过程中培养成某一领域的超人。按照玻姆的逻辑,这是在一个人心中积累足够多的素材来让他有充分的能力和技巧跟自己对话,有能力在纷繁的证据中找到有意义的“海边的贝壳”。在伯克利工作时,我一般早上九点到实验室干活,干到晚上两三点回家睡觉,第二天还是一样的时间安排,每天工作十五六个小时。这样的训练可以让人在一个领域上非常深入。在这样的研究过程中,大多时间是孤独的自己在一起,青灯古佛的跟自己内心的学识对话,这个过程非常细腻地培养心性,把一个领域的某些问题了解得非常深刻。

从功利而数据化的统计结果而言,无论是伯克利还是牛津,在人类近代科学的贡献上是同等重要的。牛津有五六十位诺贝尔奖获得者,伯克利也有五六十位诺贝尔奖获得者。但是这里两种生产方式是不太一样的。牛津是培养少爷们读书谈思想的地方,这些人喝咖啡聊天,每次聊天的时候都说一些似乎与正事无关的内容,聊自己最近在玩什么,但这培养了很多新领域的开拓者,他们把不同的行业和不同的技术进行搭接而创新。伯克利方式培养出来很多技术背景很强的工程师,这些工程师把一个一个创意不断地落实成一件又一件的产品,这些工程师奠定了硅谷的发展基础。这两种不同的思维模式在一个公司也应该并存,因为它们在创新中都是等效的。要创造新东西也需要有两种不同的品质,要有很好的端口跟别人进行交流,在交流过程中发现新机会;也要有好的匠人心态,扎实地打磨产品,精通尽可能多的相关领域而能迅速找到解决方案。

对于国家的创新而言,我们会经历一段可能没那么开心的日子,经济不像过去的三十年那么高歌猛进,但是我们经历过更为艰难的时期。从1976开始,其实我们一直在高速发展,时下放缓是经济体量增大的必然结果,对于这样大的经济体量苛求苟日新日日新是非常困难甚至是危险的。在这样的放缓中我们才有机会去审视高速发展中被我们忽略的不经意的,不尽人意的问题。填补这些不足,是一个需要耐心的工作,我们需要的是以一个平和的心态老老实实回来补课。当我们细心审视一个快速成长的经济体的时候,会发现其中还有很多机会被我们忽略,还有未建立的关联而产生新的机会。

国家经济的发展上的例子而言,日本似乎从80年代开始就一蹶不振,GDP不增长,消失了的三十年。但细细分析日本过去的三十年,我们发现GDP增长为零不等于社会不进步,它在淘汰旧的产业,添置新的家具。日本内部也有这样那样的琐碎问题,但在三十年里日本依然科学高速发展,输出高端装备。当然,还有美国这个世界创新的发动机。比较而言,似乎我们只剩下一条体验主义的路,笨而死磕,不急功近利。长久下来,我们会看到这种保守的益处。简单的方式我们已经做过,已经把我们拱上了世界第二,再往前才是举步维艰、真正考验创新能力的时候,这个阶段没人能越得过去,我们也不能想象自己是圣人或者上天特别照顾,不费力创新而继续保持高速发展,更何况事实上我们还在补头脑里现代化的课。读书的时候我们会有这样的体会,原来逢考必垫底,只要觉悟了,进步起来很容易。通过看看邻座的卷子,每次考试名次前进几名并不太难。但一旦名列全班第二,老大即使对自己的位子没那么在乎,也不免考试的时候捂着卷子,毕竟那是他的劳动成果,没那么容易从他那抄到想要的东西。这个时候就只好靠自己,依靠自己创造新能力。但这个能力需要有体验主义的精神,把自己融入真正的需求观察,而不是闭门造车的客观思维。

商学院常讲犹太人和中国人开修车行的故事。说美国东西南北贯穿的公路交叉口东边有家犹太人开的修车铺,西边也有家中国人开的修车铺,生意都很好。又有个犹太人过来,看到等修车的人很多,于是就开了家咖啡馆,卖零食和简餐,再有一个犹太人过来,看到有些车修起来要过夜,于是就开了家汽车旅馆,慢慢地城东边就有了超市、面包店,逐渐成了一个社区。西边又来了个中国人,看另外一家修车铺生意好,于是自己也开一家,价钱是隔壁的一半。于是前面一家也要降价,才能保证收入。再来一个中国人觉得还是有钱可赚就也开一家修车铺,为了保证利润,就只好用一些差点的零件。慢慢地好车都去犹太人的铺子里修,比较差的二手车,就到中国人的铺子里修。城的西边慢慢形成了富人区,城东边慢慢聚集成了唐人街。这不算是笑话,我去过中山的古镇。古镇有两万多家LED灯生产厂,大大小小,全球90%的LED灯在这一个镇上生产的。类似地在中国还有纽扣、拉链、锁,诸多产业的集群小镇和村庄,一拥而上,迅速产能过剩,这是简单发展模式的直接后果。能够从自己的修车经验里知道别人在修车的时候想要喝咖啡,想要歇着坐那找个地方消磨时间,于是开个咖啡馆提供新服务;而不是看见别人修车容易赚钱,花钱雇人照开一间修车铺。时至今日大经济体的再发展已经对中国的发展模式提出了更高的要求,不是有膀子力气就可以干。仔细研究,这方面中国的准备并不差。虽然还有很多问题,寻找新的维度来解决问题的哥德尔心态让我们看到漏洞多,意味着机会也多。比方说十几年前教育部扩招造成的大量高校毕业生造成了就业的困难,但也给我们在科技领域迎头赶上提供了大量经过基础训练但劳动力成本依然不算太高的工程技术人员,比较北京的程序员和硅谷的程序员的薪资水平就可以略见一二。我戏称这叫“二次人口红利”,这些人如果给予市场的指示,给予足够的自由度、自我管理的环境和适当的指导,他们迸发出来的创造力和完成工程的能力也会很有国际竞争力。

说到年轻人,我很欣赏英国人的创造力,甚至也欣赏韩国人的创造力。有一次去首尔,我看到寺庙门口的哼哈二将,不是我所习惯的金刚怒目,而是卡通版的有点可爱。这算个不一定合适的案例,但我可以看出年轻的设计师对宗教的理解,不是死板的教条,而是新鲜的活动的,与时间一起流动的活的信仰。李敖先生写《老人与棒子》,其实我也很快成为执杖乡里的老头子,在一定意义上的资料拥有者,但可怜的正是这些拥有者,因为在这个年代,不是拥有了资料就拥有了财富。我们只能利用手里的资料,为年轻人构架平台,让他们帮助我们渡过难关,作为过来人,激发年轻人的想法,激发新的创造,利用最有效资源去做平台应该做的事情。一路走来的经验告诉我们这些执杖乡里的老头子们,没有一件事情是你真的可以跨越,任何没学过的东西大家都老老实实回来补课,一寸有一寸的欢喜。

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