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思維創(chuàng)新熱力學(xué)研究

2006-08-17 04:47李青山楊秀珍張淑媛
教學(xué)研究 2006年4期
關(guān)鍵詞:熱力學(xué)思維創(chuàng)新創(chuàng)造力

李青山 楊秀珍 張淑媛

[摘要]從思維創(chuàng)新過(guò)程的控制階段思維創(chuàng)新熱力學(xué)研究入手,系統(tǒng)地分析了思考過(guò)程取得創(chuàng)新成果必須克服一定的勢(shì)壘,才能完成創(chuàng)新思維成果。通過(guò)引入負(fù)熵的概念,把思維創(chuàng)新過(guò)程定量化。通過(guò)超過(guò)勢(shì)壘能量的蓄積,達(dá)到預(yù)定成果的難度水平,即可以完成思維創(chuàng)新過(guò)程。

[關(guān)鍵詞]思維創(chuàng)新,創(chuàng)造力,熱力學(xué),勢(shì)壘,能量差。

[中圖分類號(hào)]B804.4[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634(2006)04-0283-06

0引言

胡錦濤在全國(guó)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上的講話指出:“動(dòng)員全黨全社會(huì)堅(jiān)持走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路,為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家而努力奮斗,進(jìn)一步開(kāi)創(chuàng)全面建設(shè)小康社會(huì)、加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的新局面。”如何“提高全民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”。這是21世紀(jì)中國(guó)人面臨的艱巨任務(wù),要完成這個(gè)目標(biāo)就要深入的研究創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育理論[1~3],研究思維創(chuàng)新。

思維是對(duì)客觀事物的反映,揭示事物的本質(zhì)和事物之間的規(guī)律性特征。辯證唯物論告訴我們,人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí),第一步是接觸外界事物,產(chǎn)生感覺(jué)、知覺(jué)和印象,這屬于感性認(rèn)識(shí)階段[4];第二步是將綜合感覺(jué)的材料加以整理和改造,逐漸把握事物的本質(zhì)、規(guī)律,產(chǎn)生認(rèn)識(shí)過(guò)程的飛躍,進(jìn)而構(gòu)成判斷和推理,這后于理性認(rèn)識(shí)階段。筆者所說(shuō)的思維指的就是這一階段。間接性、概括性和超越性是思維的本質(zhì)屬性。

思維的間接性是通過(guò)思維過(guò)程,可以根據(jù)已知的信息推斷出沒(méi)有直接觀察到的事物;思維的概括性[5],是對(duì)思維反映的事物之間固有的必然的聯(lián)系;思維的超越性,是指思維能夠超越具體的時(shí)間和空間,能夠超越具體的客觀事物。思維不僅影響主體深刻地認(rèn)識(shí)世界,而且還能夠創(chuàng)造新的思想產(chǎn)品,能動(dòng)地改造客觀世界。

思維研究對(duì)實(shí)踐也會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。創(chuàng)新性是創(chuàng)造性思維的充分必要條件,凡具有創(chuàng)新性的思維活動(dòng)都是創(chuàng)造性思維;凡不具有創(chuàng)新性的思維活動(dòng)都不是創(chuàng)造性思維[6]。思維創(chuàng)新學(xué)的研究主體——人有正確的思維創(chuàng)新方法,擁有較全面的理解認(rèn)知能力[7]。從事計(jì)劃和管理的工作人員,懂得了人類思維的特點(diǎn),可以采取措施避免出現(xiàn)大的失誤;科技人員懂得自己的思維特點(diǎn),擁有獨(dú)特的思維方式,可以制定出科研方案,幫助自己的研究和設(shè)計(jì);教師懂得了學(xué)生思維發(fā)展的特點(diǎn),在教學(xué)中科學(xué)地訓(xùn)練學(xué)生的思維,提高了學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。全社會(huì)的成員學(xué)會(huì)了正確的思維規(guī)則和思維創(chuàng)新方法,就能提高素質(zhì),實(shí)現(xiàn)建立自主創(chuàng)新固定的目標(biāo)。

為了深入研究思維創(chuàng)新的過(guò)程,筆者提出思維創(chuàng)新的概念并從熱力學(xué)、生物進(jìn)化論及腦科學(xué)方面來(lái)認(rèn)識(shí)和理解思維創(chuàng)新的整個(gè)過(guò)程。

1思維的萌芽——熵(Entropy)的意義

人為什么會(huì)死?這是一個(gè)意義很深的問(wèn)題。“人自從生下來(lái)開(kāi)始必然會(huì)死亡的”也有人會(huì)這么回答?!爱?dāng)整個(gè)世界被熱力學(xué)第二定律這樣一個(gè)指向死亡和毀滅的法則所支配時(shí),怎樣可能去理解生命呢?”1922 年,瑞士物理學(xué)家CE格埃在《物理化學(xué)的進(jìn)化》中提出了這個(gè)世紀(jì)難題。

人在生存的那段時(shí)間的大腦、內(nèi)臟、肌肉等處于一種非常高度化機(jī)能的程序化、規(guī)則化的狀態(tài)。這樣的狀態(tài)在熱力學(xué)上看來(lái)是一種熵(S),熵是熱力學(xué)第二定律引進(jìn)的一個(gè)基本狀態(tài)函數(shù),是物理化學(xué)上用來(lái)表示某個(gè)體系混亂程度的量。它可以作為孤立系統(tǒng)過(guò)程進(jìn)行方向和限度以及該系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)的判據(jù),在一定條件下還可以表示某一個(gè)宏觀狀態(tài)出現(xiàn)可能性的大小。熵在希臘文里表示“變化”[8]。人的一生是一個(gè)非可逆開(kāi)放體系,所以人內(nèi)部的熵同時(shí)間一起增加,但絕對(duì)不會(huì)減少。熵慢慢地變大,逐漸達(dá)到最大值Smax。熵最初是沒(méi)有規(guī)則性、秩序性的平衡狀態(tài),即人的死亡的狀態(tài)。關(guān)于死亡最早是大腦、內(nèi)臟失去規(guī)則性,而只不過(guò)是一種單一的C.H.O等體系。因?yàn)橛羞@樣熵的規(guī)則,所以人生下來(lái)之后一定會(huì)死。在這種意義之下,稍深一些想一想人的生和死。人以非可逆開(kāi)放體系而生存下去,不斷地從外部吸收物質(zhì)和能量,又以新陳代謝的方式排出體外。這樣既流進(jìn)又流出的能量不是單以改變形狀流動(dòng)而生產(chǎn)或消減的。熵是一種新生成出來(lái)的東西。因此為了保持更長(zhǎng)的壽命很有必要維持正常的狀態(tài)。死是一種平衡狀態(tài)。生是一種正常狀態(tài),是一種開(kāi)放體系的常數(shù)。兩者有下列這樣的基本相似點(diǎn)。

在這里是F自由能, ds/dt是熵增加的速度。這樣的生命會(huì)把熵的生成速度最小化而極力防止人達(dá)到熵的最大值Smax,即死的情況。也就是人生命停止時(shí),熵達(dá)到最大值Smax,而自由能達(dá)到最小值Fmin,趨近于零。當(dāng)F=Fmin并趨于零時(shí),人的思考與思維將完全終止。

若要維持和發(fā)展生命就必需使其熵變等于或小于零。而“熵產(chǎn)生”總是大于或等于零的,因此,只有當(dāng)“熵流”小于或等于零時(shí)才可以達(dá)到。如果有條件能使“負(fù)熵流”變大,生物體系的熵變控制在零以下,那么這個(gè)體系將更有次序、更有組織,才能保證生物個(gè)體的生存和種群的進(jìn)化。反之,如果把生物孤立起來(lái)不與外界發(fā)生聯(lián)系,“負(fù)熵流”沒(méi)有來(lái)源,熵的產(chǎn)生越積越多,生物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的信息就越趨混亂,終將導(dǎo)致生物死亡。

生命體實(shí)際上是從環(huán)境中取得以食物形式存在的低熵狀態(tài)的物質(zhì)和能量[9],把它們轉(zhuǎn)化為高熵狀態(tài)后排出體外,從而保持了自身的熵處于比環(huán)境較低的水平。

從熱力學(xué)第二定律得知,一個(gè)封閉系統(tǒng)的熵只增加不減少。1865年克勞修斯提出并證明熵增加原理,表述為“孤立系統(tǒng)中的可逆過(guò)程其熵不變,不可逆過(guò)程其熵增加,孤立系統(tǒng)中不可逆過(guò)程總是朝著熵增加的方向進(jìn)行,直達(dá)到熵的最大值[10~14]”,這樣熵增加原理用數(shù)量關(guān)系表示出熱現(xiàn)象中不可逆過(guò)程進(jìn)行的方向和限度??藙谛匏惯€指出,若,則過(guò)程是可能的,而且是一自發(fā)過(guò)程;若,則過(guò)程是不可能的。因此熵增加原理描述的是不可逆過(guò)程。由此可知生命系統(tǒng)必須是個(gè)開(kāi)放系統(tǒng),它一面不斷向體外排熵,一面從外界汲取低熵的物質(zhì),以形成負(fù)熵流。生命之所以能存在,就在于從環(huán)境中不斷得到“負(fù)熵”。有機(jī)體是依賴負(fù)熵為生的,此即生命的熱力學(xué)基礎(chǔ)。筆者把有機(jī)體的生命過(guò)程歸結(jié)為如下圖解。如圖1,有機(jī)體與周?chē)h(huán)境之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)與能量的交換,并維持著低熵的狀態(tài),這要求攝入的是低熵物質(zhì),如碳水化合物、凈液態(tài)水,排出的是高熵物質(zhì),如CO2、尿、汗和其它排泄物。

在有機(jī)體中,同時(shí)存在兩種對(duì)立的傾向:正熵導(dǎo)致衰退和死亡,負(fù)熵導(dǎo)致發(fā)展和進(jìn)化[15]。熵減與熵增并存,進(jìn)化與退化同在。在某個(gè)特定的時(shí)期兩類熵的增加和減少中,占主導(dǎo)地位的傾向便決定它演變的趨勢(shì)。兩種傾向的競(jìng)爭(zhēng)演繹出豐富多彩的生命現(xiàn)象和它的進(jìn)化歷程。

2思維的主體——負(fù)熵的概念

早在1860年玻耳茲曼就說(shuō)過(guò):“生命為了生存而作的一般斗爭(zhēng),既不是為了物質(zhì),也不是為了能量,而是為了熵而斗爭(zhēng)。”1944年奧地利薛定諤用熱力學(xué)和量子力學(xué)解釋生命本質(zhì),開(kāi)拓了研究生命現(xiàn)象的一條新途徑,他首次提出“生命賴負(fù)熵而生”的名言,引導(dǎo)人們擺脫物質(zhì)、能量等概念的束縛,深入認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)。1944年布里淵也深入討論了生命與熱力學(xué)第二定律的關(guān)系,他提出,對(duì)于生物首先要有一不穩(wěn)定平衡的創(chuàng)造物,然后是所有生物對(duì)儲(chǔ)存負(fù)熵資源的使用;其次生命機(jī)體是一個(gè)處在不穩(wěn)定平衡的化學(xué)系統(tǒng),“生命力”本身表現(xiàn)為一種負(fù)催化劑等。

1943年奧地利理論物理學(xué)家、量子力學(xué)理論的創(chuàng)始人之一薛定諤在都柏林三一學(xué)院所作的講演中首次利用熱力學(xué)和量子力學(xué)理論來(lái)解釋生命的本質(zhì),提出了負(fù)熵的概念[16],并與生物的生長(zhǎng)和進(jìn)化建立關(guān)系。在回答諸如“生命的特征是什么?一塊物質(zhì)什么時(shí)候可以說(shuō)是活著的?”這類問(wèn)題時(shí),他指出:“一個(gè)生命有機(jī)體的熵是不可逆地增加的,并趨于接近最大值的危險(xiǎn)狀態(tài),那就是死亡。生命體作為一個(gè)非平衡的開(kāi)放系統(tǒng)要擺脫死亡,從物理學(xué)觀點(diǎn)看,唯一的辦法就是從環(huán)境中不斷汲取負(fù)熵來(lái)抵消自身的熵增加,有機(jī)體是賴負(fù)熵為生的。更確切地說(shuō),新陳代謝中本質(zhì)的東西,乃是使有機(jī)體成功地消除當(dāng)自身活著的時(shí)候不得不產(chǎn)生的全部的熵,從而使其自身維持在一個(gè)穩(wěn)定而又很低的熵的水平上?!币?yàn)殪厥菬o(wú)序性的量度[17],所以負(fù)熵是有序性的量度,在此意義上說(shuō),生命體維持生命而從外界汲取的是“秩序”。

薛定諤指出:生命體要生存,在從環(huán)境汲取負(fù)熵的同時(shí),還必須向體外排放多余的熵來(lái)維持平衡。但熵作為一種抽象熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)不可能以游離形式存在,而應(yīng)是物質(zhì)的一種屬性,因此,為了排出熵,就得排出帶有高熵的物質(zhì)。實(shí)際上,因?yàn)殪刈鳛橐环N狀態(tài)函數(shù)無(wú)所謂正負(fù),所謂負(fù)熵是指生命體通過(guò)吃、喝、呼吸等環(huán)節(jié)可使體內(nèi)的熵減少,因此他是在喻義的基礎(chǔ)上引入的。他本人對(duì)負(fù)熵概念并未給出區(qū)別于熵的實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容,而只是說(shuō)成“取負(fù)號(hào)的熵”。

在生物體中,DNA分子在按照親代的遺傳密碼轉(zhuǎn)錄、翻譯并復(fù)制后代的蛋白質(zhì)造成信息量的欠缺,從而造成生物體熵的減少,這就是生物的負(fù)熵流,簡(jiǎn)稱生物體的負(fù)熵。一個(gè)有生命的有機(jī)體是以“負(fù)熵”為生,即不斷地消除或減少當(dāng)有機(jī)體活著時(shí)不得不產(chǎn)生的全部的熵,而當(dāng)熵不斷增加并趨于最大值時(shí),生命便趨于死亡。這樣,熵不斷減少或“負(fù)熵”增加,就構(gòu)成了生命的本質(zhì)。生命、創(chuàng)造依賴負(fù)熵為生。

生物體的集富效應(yīng)是生物中負(fù)熵(流)的典型例子。如海帶能集富海水中的碘原子,若設(shè)想一個(gè)模型,海水中的碘原子是在海水背景中的理想氣體分子,則海帶集富碘相當(dāng)于把碘“氣體”進(jìn)行等溫“壓縮”。顯然在這樣的過(guò)程中碘原子系統(tǒng)的熵是減少的(也就是說(shuō)碘從無(wú)序向有序轉(zhuǎn)化),這是海帶至少必須向外釋放能量 ,注意到理想氣體等溫壓縮中外皆要對(duì)系統(tǒng)做功,但在海帶集富碘的過(guò)程中外界并未做功,而是利用了一定的信息量(即造成信息的欠缺),從而使海帶的熵減少。從海帶集富碘這一例子可清楚地看到,生命體是吸取了環(huán)境的負(fù)熵(流)而達(dá)到自身熵的減少的。在這里“吸取環(huán)境的負(fù)熵”可理解為是向外界放熱,也就是形成負(fù)熵流。1938年天體與大氣物理學(xué)家埃姆頓在《冬天為什么生火?》一文中指出:冬季在房間內(nèi)生火只能使房間維持在較高的溫度,生火裝置供給的能量通過(guò)房間的墻壁、門(mén)窗的縫隙散逸到外部空間去了。與生火取暖一樣,地球上的生命需要太陽(yáng)輻射。但生命并非靠入射能量流來(lái)維持,因?yàn)槿肷涞哪芰恐谐⒉蛔愕赖囊徊糠滞舛急惠椛涞袅耍缤粋€(gè)生命體盡管不斷地汲取營(yíng)養(yǎng),卻仍能維持不變的體重一樣。人們的生存條件是需要恒定的溫度,為了維持這個(gè)溫度,需要的不是補(bǔ)充能量,而是降低熵。埃姆頓的這一段話道出了生命體要維持生命的關(guān)鍵所在——從環(huán)境吸取負(fù)熵。

薛定諤在《生命是什么?》一書(shū)中指出,生命的特征在于它還在運(yùn)動(dòng),在新陳代謝。因此生命不僅僅表現(xiàn)為他最終將死亡——使熵達(dá)到極大值,從有序走向無(wú)序——更重要的是要避免很快地衰退為惰性平衡態(tài),因而要不斷地進(jìn)行新陳代謝。薛定諤認(rèn)為單純地把新陳代謝理解為物質(zhì)的交換或能量的交換是錯(cuò)誤的。實(shí)際上生物體的總質(zhì)量及總能量并不因此而增加。他認(rèn)為,自然界中正在進(jìn)行的每一種自發(fā)事件,都意味著它在其中的那部分世界(它與它周?chē)沫h(huán)境)的熵增加。一個(gè)生命體要吸取負(fù)熵。新陳代謝的基本出發(fā)點(diǎn)是使有機(jī)體能成功地消除它所產(chǎn)生的熵(因此熵是活著時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生的,這是一個(gè)不可逆的過(guò)程),并使自己的變得更小,其唯一的辦法是不斷地從環(huán)境中吸取負(fù)熵。

生命離不開(kāi)汲取負(fù)熵,但僅單單汲取負(fù)熵并不構(gòu)成生命生和死都是不可逆的過(guò)程。不可能用物理定律去完全解釋生命物質(zhì),這是因?yàn)樯镔|(zhì)的構(gòu)造同迄今物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的任何東西都不一樣。為此,必須去發(fā)現(xiàn)在生命物質(zhì)中只能占支配地位的新的生命物理學(xué)規(guī)律。

3思維創(chuàng)新力的產(chǎn)生——信息情報(bào)的發(fā)生

根據(jù)以上所敘述的內(nèi)容,想一想人的思維創(chuàng)新力。人僅僅生存在那種條件之下是無(wú)意義的,創(chuàng)造才是人生的真正價(jià)值。創(chuàng)造嶄新的秩序、規(guī)則形的建制。換句話說(shuō):產(chǎn)生與創(chuàng)制新的信息情報(bào)。在情報(bào)量和能量之間有如下的關(guān)系:

在正常狀態(tài)下,可以想象成從外部流入的負(fù)熵來(lái)消滅內(nèi)部發(fā)生的熵Si 。換句話來(lái)說(shuō),可以從體外吸取負(fù)熵從而消化內(nèi)部發(fā)生的熵,又可以排除體外。即正常狀態(tài)是指,如果有動(dòng)的變化全部的熵不會(huì)增加而保持一定量,也可以采取平衡相似的舉動(dòng),根據(jù)這點(diǎn)人可以把熵值維持在較小的范圍,這是創(chuàng)造性的第二手段。

在這里可以舉具體的例子。根據(jù)上面所說(shuō)的那樣保持正常狀態(tài)是一種極平凡的一件事。比如把每天的生活規(guī)則化,調(diào)整一下每周的生活節(jié)奏,也可以指定一下下一年的生活計(jì)劃。這樣看來(lái),可以立即看出這里存在一些矛盾。增大需要非日常性,減少熵值則需要日常性。這樣根據(jù)滿足相反的條件來(lái)作出獨(dú)創(chuàng)性的結(jié)果。這里面存在著人生的喜怒哀樂(lè)。

這樣同時(shí)滿足矛盾條件,除了以上幾件事外,在近代社會(huì)里這樣的例子也不少。比如經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)作、社會(huì)的自主性和協(xié)調(diào)性、政治的多數(shù)派和少數(shù)派等等。在自然科學(xué)里也有像粒子性和波動(dòng)性那樣的例子。

4信息情報(bào)處理——數(shù)字和模擬(Digital and analog)

在前面訴說(shuō)了情報(bào)發(fā)生的條件。下面講一下情報(bào)處理的記憶。在這方面很有名的是1981年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的斯佩里博士關(guān)于大腦的研究。其要點(diǎn)是,人的記憶包括左腦和右腦,左腦就像是數(shù)字顯示,右腦就是模擬計(jì)算機(jī)。以前左腦被人們所重視,可今后右腦逐漸被人們所重視。人的左腦記憶是決定于細(xì)胞的數(shù)目的,大約有140億個(gè)。但這只是人剛出世時(shí)的數(shù)目,隨著時(shí)間的變化慢慢開(kāi)始老化,平均每年減少6千萬(wàn)個(gè)左右。這樣延伸下去的話到230歲時(shí)細(xì)胞數(shù)等于0??梢钥闯鲆蕾囉谧竽X的人,他的知性只能逐年衰老。

記憶數(shù)無(wú)限大是右腦的本質(zhì)。雖然細(xì)胞數(shù)目逐年減少,可右腦記憶數(shù)目不會(huì)少,更不會(huì)有逐年衰老的情況。敬告那些年輕人,他們往往會(huì)依賴于左腦,所以他們的記憶會(huì)逐年衰弱。所以趁著年輕時(shí)趕緊做完左腦的事,拖到明天實(shí)在是太晚了。

5思維創(chuàng)新力的形成——克服勢(shì)壘(能量差△E)

古希臘著名哲學(xué)家蘇格拉底曾給“人”下過(guò)這么一個(gè)定義:人是無(wú)毛的兩足動(dòng)物。這種說(shuō)法立即遭到了一些哲學(xué)家的反駁。有人指著一只拔光了羽毛的公雞對(duì)眾人說(shuō):“你們看,這就是他所說(shuō)的‘人!”。這不禁引起眾人的哄堂大笑,疑惑也同時(shí)存在:人類的本質(zhì)特征是什么?在人類生活的地球上,有著千千萬(wàn)萬(wàn)種動(dòng)物,不需仔細(xì)觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)許多動(dòng)物有著令人驚嘆的本領(lǐng)。比如:鷹擊長(zhǎng)空、魚(yú)沉水底、蜜蜂釀蜜、蠶兒吐絲……不過(guò)缺少了這些特殊器官和生理功能的人類的力量卻比它們強(qiáng)得多。當(dāng)然,人類的強(qiáng)大力量并非來(lái)自肢體,而是人腦所特有的思維能力[18],這便是人類的本質(zhì)特征。由于人類的思維具有間接性、概括性和超越性,人類才可以超越具體的時(shí)間、空間和具體的客觀事物,去認(rèn)識(shí)那些并沒(méi)有直接作用于人的事物的本質(zhì),從而做出創(chuàng)造發(fā)明。

創(chuàng)造熱力學(xué)是由日本未踏學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)金子秀夫提出[19~20],在創(chuàng)造學(xué)界具有深遠(yuǎn)的意義。在創(chuàng)造的全過(guò)程中,產(chǎn)生創(chuàng)造成果并不是盲目地去努力,也不是依靠漫然和偶然而等待它的到來(lái)。思維創(chuàng)新成果的形成是因?yàn)樗且粋€(gè)量的積累過(guò)程,如同化學(xué)中的吸熱反應(yīng)。當(dāng)積累達(dá)到一定量時(shí),就會(huì)有質(zhì)的飛躍產(chǎn)生,這時(shí)就產(chǎn)生了思維創(chuàng)新成果,即釋放出能量。

圖2是把一般反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程改為獨(dú)創(chuàng)性形成過(guò)程的結(jié)果。從圖上可以看到,初始處于平衡狀態(tài),由于反應(yīng)過(guò)程中吸收了能量,使兩種狀態(tài)之間發(fā)生了很大的變化。能量的積聚,不穩(wěn)定因素增強(qiáng),活化能增加,即創(chuàng)造能力在增強(qiáng),其內(nèi)在因素勢(shì)壘也在發(fā)生著變化。只有在吸收的能量高于勢(shì)壘(barrier)的能量時(shí),才可克服勢(shì)壘(能量差%=E),隨即釋放能量,即達(dá)到創(chuàng)造后的狀態(tài)。這其中存在著混亂、偏離無(wú)秩序、不安定、偶然性等。即思維創(chuàng)新的全過(guò)程也是個(gè)熱力學(xué)過(guò)程[21~26]。

即對(duì)于現(xiàn)在的秩序,憑著從外界得來(lái)的隨機(jī)能量也就是吸收了能量而形成不安定狀態(tài)。如果不存在這個(gè)隨機(jī)能量,現(xiàn)秩序會(huì)處于一種靜止的狀態(tài)。這樣所發(fā)生的躍遷起初雖然很小,但同時(shí)間一起膨脹,直至擴(kuò)大到超過(guò)勢(shì)壘%=E,那時(shí)會(huì)開(kāi)始形成新的秩序,即完成思維創(chuàng)新過(guò)程取得思維創(chuàng)新成果。這樣從混亂無(wú)序到新秩序產(chǎn)生的這段時(shí)間稱為起始時(shí)間。

在這里舉一個(gè)例子:人們常常會(huì)忘記他人的名字,那是因?yàn)闉榱诵纬上氤鲂轮刃蚨鲋苯右菩械呐?,所以,想不出?lái)是理所當(dāng)然的。為了想起那個(gè)名字,暫時(shí)停止一下所做的一切事物。思考一下跟這個(gè)完全不同的事情,而擾亂一下思路,這樣既可以增大吸收能量也可以有希望翻越勢(shì)壘。如果給予起始時(shí)間的話,會(huì)有可能突然想起那個(gè)被忘記的名字。如果大家試驗(yàn)一下的話,可以看出他的確很有效。

可以在生活中汲取一些更形象生動(dòng)的例子。海森伯是20世紀(jì)一位著名的物理學(xué)家,他曾經(jīng)生動(dòng)地描述過(guò)一段話,筆者認(rèn)為這是翻越勢(shì)壘的很好理解。爬山的時(shí)候,你想爬過(guò)某個(gè)山峰,但往往到處都是霧……你有地圖,或是有鎖鏈導(dǎo)引,可以直接到達(dá)你的目的地,然而你仍舊墜入霧氣之中。忽然你模糊地,只在數(shù)秒鐘的功夫,從霧氣中看到一些物體,你說(shuō):“哦,這就是我要找的大石”。整個(gè)情形自此發(fā)生了巨變,因?yàn)殡m然你不知道能否爬上那塊大石,但那一瞬間你說(shuō):“我現(xiàn)在知道我在什么地方了。我必須爬近那塊大石,然后就知道該如何前進(jìn)了?!?/p>

愛(ài)因斯坦曾說(shuō)過(guò):“知識(shí)的組合游戲是積極思考的特質(zhì)。”思維是人類運(yùn)用知識(shí)的一種活動(dòng),將不同的知識(shí)、信息進(jìn)行重新組合能產(chǎn)生新的知識(shí),這是具有科學(xué)思維的人所特有的創(chuàng)新能力。三國(guó)時(shí)期的諸葛亮,27歲時(shí)就被劉備聘為三軍統(tǒng)帥。憑什么呢?主要是在三顧茅廬時(shí),諸葛亮對(duì)劉備講述了恢復(fù)漢室江山的未來(lái)規(guī)劃。在古代社會(huì),若僅是一個(gè)談古論今的書(shū)生,而不曉天文地理之常識(shí)又怎能當(dāng)?shù)昧巳娊y(tǒng)帥。諸葛亮為劉備確立未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)是以四川(巴蜀)為大本營(yíng)向東北方向擴(kuò)張,這是個(gè)創(chuàng)造性思維,得到了劉備的賞識(shí)。而實(shí)質(zhì)上當(dāng)時(shí)的獻(xiàn)計(jì)、出謀劃策就是當(dāng)今所說(shuō)的創(chuàng)造性思維,而在當(dāng)時(shí)把科學(xué)技術(shù)的這種發(fā)明創(chuàng)造僅僅視為是雕蟲(chóng)小技。而劉備欣賞諸葛亮的恰恰是他的知識(shí)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)造性思維的能力,并以此斷定諸葛亮在以后的戰(zhàn)爭(zhēng)中一定會(huì)做出神機(jī)妙算,因?yàn)樗軌蜻\(yùn)用自己的知識(shí)創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,具備了創(chuàng)造性思維。此例就能很好的解釋圖2,諸葛亮遇劉備前積累了能量,而遇劉后則能量釋放,思維得以充分的發(fā)揮,這就是有了量的積累才會(huì)有質(zhì)的飛躍的最好理解。面對(duì)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展動(dòng)態(tài),社會(huì)上恰恰需要的是能夠獻(xiàn)計(jì)、出謀劃策的人。應(yīng)該開(kāi)拓思維,培養(yǎng)思維創(chuàng)新能力,來(lái)更好的適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。

從以上吸收能量可以看出秩序形成的現(xiàn)象有那種偶然和必然的關(guān)系。在這方面最典型的例子是量子力學(xué)。即一個(gè)特定電子的舉動(dòng)是屬于偶然,它沒(méi)有什么法則和規(guī)律性。當(dāng)然,也不可能預(yù)測(cè)他的舉動(dòng),但多數(shù)電子宏觀性質(zhì)支配于schroedanga的方程,所有的正確而必然的法則。即微觀的偶然多數(shù)的積累,在宏觀世界里必然法則性而顯露出來(lái)。

回到原來(lái)的話題,稍深一些思考一下無(wú)序到新秩序的形成,即起始時(shí)間。這是解決下面非穩(wěn)形微分方程的問(wèn)題。

隨機(jī)的力、初期吸收能量的成長(zhǎng)過(guò)程,在起始時(shí)間變短情況下,新秩序的形成即創(chuàng)造力的發(fā)展會(huì)變得容易。但是不管變大還是變小都需要時(shí)間,所以,這就意味著在創(chuàng)造的事業(yè)上不能定期限。

從吸收能量中發(fā)生秩序是因?yàn)榇蟮撵刈冃〉木壒?。這個(gè)現(xiàn)象讓人覺(jué)得他好像違反了原則。但是,關(guān)于這個(gè)問(wèn)題有天文學(xué)者的援助,即地球上重力的場(chǎng)所,如果熵增大,集中在均一系的核心部分和分布很薄的外殼部分會(huì)相互分離,可以看出熵變小的現(xiàn)象。即發(fā)生在混沌的宇宙中或地球上,地球上有生命的存在就是這個(gè)緣故。

也就是說(shuō),人以非可逆開(kāi)放體系而生存,必須不斷地從外部吸收物質(zhì)和能量,又以新陳代謝的方式排出體外。這樣既流進(jìn)又流出的能量不是單以改變形狀流動(dòng)而生產(chǎn)或消減的,而是人體積累的熵在逐漸增大,必須向外釋放出來(lái)才能維持生命,而在釋放能量的同時(shí),人的思維也在發(fā)生著變化,具有了創(chuàng)造的潛能,創(chuàng)新性思維也已經(jīng)形成。

因此,創(chuàng)造力從思維創(chuàng)新熱力學(xué)原理來(lái)看,每個(gè)人都作為一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體和外界交換能量,每個(gè)人都具備創(chuàng)造潛能,但要看你自己怎樣去開(kāi)發(fā)。

6結(jié)束語(yǔ)

1)從思維主體看,人的思考結(jié)果由大到小,水平由淺到深,能量由少到多,只要積累超過(guò)思維創(chuàng)新的最大勢(shì)壘(能量差),就已完成一個(gè)創(chuàng)新成果;

2)通過(guò)負(fù)熵的概念,把人的一生所取得的成果都已經(jīng)確定下來(lái),但是只要改變創(chuàng)新主體的知識(shí)水平和認(rèn)識(shí)能力,就可以提高創(chuàng)新成果的水平。改變創(chuàng)新環(huán)境和組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),就可以提高創(chuàng)新成果的數(shù)量;

3)深入研究思維創(chuàng)新熱力學(xué),有利于從定量角度支持思維創(chuàng)新系統(tǒng)工程研究。對(duì)于加強(qiáng)自主創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育有重要的成果意義。

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