邱學堯 原海紅
如今創(chuàng)新的重要性已經被提升到了前所未有的高度,而如何提高創(chuàng)新能力則需要系統(tǒng)的創(chuàng)新方法論。當前有重大影響的創(chuàng)新方法論主要有TRIZ 理論、公理化設計理論(ADT)、門徑管理系統(tǒng)(SGS)、奧斯陸手冊、集成產品開發(fā)(IPD)、技術成熟度(TRL)、產品價值管理(PVM)等[1]。這些理論可以有效提高創(chuàng)新能力,涵蓋了創(chuàng)新的方方面面,卻未能提煉出創(chuàng)新必不可少的要素,使用者容易被繁瑣的細枝末節(jié)所拖累,難以抓住創(chuàng)新過程中稍縱即逝的靈感;這些理論也未能揭示創(chuàng)新的底層邏輯,使用者難以把握創(chuàng)新的全貌,容易被次要問題所分心、容易陷入為創(chuàng)新而創(chuàng)新的困境中、容易停留在空想階段。
創(chuàng)新是一個過程,創(chuàng)新公式提煉出了創(chuàng)新過程必不可少的要素,揭示了創(chuàng)新的底層邏輯:一切的創(chuàng)新過程都包含有這個公式的所有要素,完成這個公式的所有要素也可以獲得創(chuàng)新成果。
創(chuàng)新公式:創(chuàng)新=找到邊界+突破邊界+構建新邊界。
創(chuàng)新公式將創(chuàng)新過程分為三個階段,第一個階段是找到現有體系中不能滿足更高需求的限制性因素,第二個階段是找出攻克主要限制性因素的可能,第三個階段是形成能夠滿足更高需求的新體系。創(chuàng)新公式描繪了創(chuàng)新過程的全貌,對照創(chuàng)新公式,創(chuàng)新者可以理清創(chuàng)新的思路、判斷自己所處的階段、籌劃各階段的創(chuàng)新工作。當前的創(chuàng)新方法論主要側重于第二個階段,但第一階段和第三階段也同樣重要,如果缺少了第一階段則容易迷失方向,如果缺少第三階段則容易停留在空想階段。
在2016 年5 月底召開的全國科技創(chuàng)新大會上,華為創(chuàng)始人任正非說:“隨著逐步逼近香農定理、摩爾定律的極限,面對大流量、低延時的理論還未創(chuàng)造出來,華為已感到前途茫茫,找不到方向。”[2]對于老板來說,達到某種極限、找不到新的增長點,可能會感到焦慮。但是對于創(chuàng)新者來說,極限就是一個領域的邊界,這個邊界是創(chuàng)新突破的對象,就如同獵人發(fā)現獵物一樣,找到邊界也會讓創(chuàng)新者欣喜若狂。在此以一首打油詩談談邊界:
邊界
有邊突破邊,
沒邊突破天;
天外還有天,
何苦極限牽?
不管說邊界是更高的需求,是現有體系的限制性因素,還是兩者之間的主要矛盾,事實上談的都是邊界的不同方面。直觀的說,邊界就是問題、就是麻煩、就是限制、是專家告訴說的“不行”、是對權威的質疑。如果用現有的知識突破限制就是學習或復制,用當前未知的知識突破就是創(chuàng)新,當然能用復制解決好的請不要用創(chuàng)新,把創(chuàng)新留給更需要突破的邊界。
熊彼特創(chuàng)新理論認為“創(chuàng)新必須能夠創(chuàng)造出新的價值”。愛因斯坦說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?!倍鞲袼挂舱f過:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進?!闭业竭吔绨ㄕ业礁叩男枨?、找到現有體系的限制性因素以及找到兩者之間的主要矛盾,這個階段是找到創(chuàng)新的價值、意義、目的和方向。如果沒有找到邊界這個過程,容易陷入為創(chuàng)新而創(chuàng)新的困境。
如何把大象關進冰箱?這個問題至今也沒有人給出具體的答案,其原因就在于沒有找到創(chuàng)新突破的邊界,如果找到了把大象關進冰箱的目的,這個問題就迎刃而解。
①如果大象進冰箱是為了納涼,可以打開空調、電風扇,可以跳到池塘里、也可以躲到樹蔭下。
②如果大象進冰箱是為了冰鎮(zhèn)傷痕,可以取出冰箱里的冰塊冰敷傷痕。
③如果大象進冰箱是為了觀看冰雪,可以去游樂場的冰雪世界,也可以在冬天去北方。
④如果是要冰凍大象,可以用多個冰箱。
⑤如果要整個冰凍大象,可以把大象送到冷庫,如果市場足夠大,也可以開發(fā)大象冰箱。
突破邊界是解決更高需求與現有體系之間的主要矛盾,正如毛澤東所說:主要矛盾影響其他矛盾的發(fā)展狀態(tài),主要矛盾的解決可以帶動其他問題的解決。由此可以看出,突破邊界是創(chuàng)新過程最關鍵的一個階段,當前的創(chuàng)新方法論也多側重于這一階段的方法。突破邊界的意義在于解決主要矛盾,這一階段需要聚焦主要矛盾,不應該被細枝末節(jié)的次要矛盾所羈絆。
突破邊界是找到能夠滿足更高需求的可能,只要找到一種可能就完成從零到一的突破,這一過程思維受到的限制越少越容易找到這種可能,人的思維可以突破任何限制。
比鄰星是距離太陽系最近的恒星,光從這顆恒星到達地球需要4.3 年,而人的思維可以一秒到達這顆恒星。當前主流宇宙學家認為,宇宙是有界無限的,可是人的思維總是會想想宇宙的邊界之外是什么。不管宇宙是否有邊界,光速是否為最快,人的思維都可以超越他們,因此所謂的權威也不應該成為我們思維的限制,他們不能解決的問題,并不代表我們就不能解決。正因為思維可以突破任何限制,因此任何邊界都有突破的可能。
特別需要強調的是,創(chuàng)新過程中不能迷信任何權威,需要有笛卡兒《方法論》中“懷疑一切”的勇氣。思維不受任何限制,同時思維也不排除使用任何方法,比如試錯法、頭腦風暴法、笛卡爾的問題分解法、TRIZ 理論的40 個原理等方法都可以用于突破邊界。
著名科幻作家劉慈欣在《三體》中描述了一個外星文明通過二向箔將太陽系降維到二維進行攻擊的場景,那種高緯度對低緯度的進攻是碾壓式的。反過來從低維度到高維度的突破往往也是革命性的創(chuàng)新。邊界的突破就如同維度的突破一樣,一旦突破就打開一個全新的世界,獲得更大的自由!
0 維局限在一個點,找到點以外的特例,突破維度后,可以升級到1 維的線上自由移動;
1 維局限在一條線上,找到線以外的特例,突破維度后,可以升級到2 維的面上自由移動;
2 維局限在一個面上,找到面以外的特例,突破維度后,可以升級到3 維空間自由移動;
3 維局限在一個空間內,找到空間以外的特例,突破維度后,是否可以穿越……?
維度的突破就是一個找特例的過程,因為能找到一個特例就能找到第二個、第三個……,進一步將特例連成線、面或空間體,就可以構建新邊界。
如果把突破邊界看成是進攻的話,那么構建新邊界就可以看成防守,防守的目的不在于防止新的創(chuàng)新突破,而在于確保使用新理論的人更加安全。為什么全世界都在強調創(chuàng)新的重要性,但創(chuàng)新成果往往會遭到抵制,其重要原因在于忽略了構建新邊界的過程或者這個過程不完善。一個新事物的產生往往是牽一發(fā)而動全身的,突破邊界的過程雖然重要但也僅僅是解決了主要矛盾,還有一系列的周邊問題需要解決,不解決周邊問題就難以落地,而解決的不好就存在隱患,因此會被抵制。
突破邊界通常是點狀的突破,這樣的點狀突破通常不能直接運用,還需要解決突破后產生的新問題,完成與現有理論的對接,在面上連接成一個新的邊界。這個過程需要強調三點,一是不要等所有問題都解決了才開始構建,二是找更多的人挑刺,三是論證創(chuàng)新突破后具有的優(yōu)勢。
我們都知道孫臏通過改變賽馬的順序幫田忌贏得了與齊威王的賽馬,這個過程中贏得比賽就是明確的找到邊界,而孫臏發(fā)現改變順序有單場取勝的可能就是突破邊界,解決其他矛盾并最終贏得比賽就是構建新邊界:
篩選組合:田忌賽馬的排列組合有6 種,需要從這6 種可能的排列組合中篩選出唯一能贏得比賽的組合。
保障賽馬的能力:需要確保田忌的上等馬和中等馬的速度分別快過齊威王的中等馬和下等馬。
應對對手的變化:需要應對齊威王改變賽馬出場順序的可能。
善后措施:需要對齊威王被玩弄之后的帝王之威有應對措施。
2020年邱學堯等提出了“相對論是以太效應的數學變換”,如果這個結論被證實,將是愛因斯坦提出相對論之后物理學最重大的突破,其提出包含了2 次對權威的質疑、3 次重大問題的突破和若干次要問題的解決,包含創(chuàng)新公式的全部要素,用創(chuàng)新公式對其要點進行解析有助于對創(chuàng)新公式的理解和運用,詳細論證可查閱原文。
狹義相對論的光速不變假設包括兩個方面,一個方面是光速與光源的運動狀態(tài)無關,另一個方面是光速與觀察者的運動狀態(tài)無關;其中后者容易得出一些矛盾的結論,如雙生子佯謬、時空穿越等,對后者的質疑就是找到邊界的過程。
廣義相對論的引力與慣性力等效假設,將引力作用轉化為時空彎曲,但除了時空彎曲外,引力產生的原因還有可能是空間中以太子的運動效應,第二次找到邊界就是對時空彎曲的質疑。
突破是從引力與慣性力等效的原因開始的:如果不存在超距離作用,慣性力可以看成是加速運動的物體相對于以太的加速度產生的,如果引力源周邊的以太有加速度而這個加速度就是引力產生的原因,由于物體相對于以太的加速度與以太相對于物體的加速度等效,因此引力與慣性力等效,于是完成了第一次突破,也解釋了廣義相對論的時空彎曲是以太效應的等效變換。
第二次突破來源于引力波的新聞:如果以太均勻的向引力源運動,則其速度很小,月球對地球的引力作用需要數天才能到達地球,2017 年有三位科學家因引力波探測獲得諾貝爾獎,了解到引力波的傳播速度是光速,于是大膽設想只有部分特定的以太子以光速向引力源運動,其他以太子不與物體發(fā)生相互作用相當于等效速度為0,于是完成了第二次突破。也正是這一次突破解釋了當前唯一公認證明以太不存在的邁克爾遜莫雷試驗,解釋了狹義相對論的光速不變原理可能只是一種數學上的近似變換。
第三次突破來源于對運動物體質量增加的思考:物體運動的過程中以太也在向物體運動,以太從向物體的原位置運動變更為向增加額外位移的物體運動,需要額外的作用力(F=ma),狹義相對論誤把額外加速度解釋為動質量增加,于是完成了第三次突破。
激發(fā)吞噬模型:按完全吞噬模型計算的速度,月球對地球的引力需數天才能作用在地球上,是不符合實際的,結合引力波傳播的速度是光速,推測只有特定的以太子以光速向引力源運動,于是提出了激發(fā)吞噬模型。
邁克爾遜莫雷試驗測不到以太風的原因:在分析運動引力源以太風速度的過程中得出地球表面豎直方向以太風的速度為11.2km/s,地球表面水平方向的最大速度不到0.6m/s。邁克爾遜莫雷實驗是歷史上最著名的物理實驗,是當前唯一公認證明以太不存在的試驗;但是該實驗僅在水平方向上測量以太風,而水平方向的以太風速度不到預計速度的十萬分之二,實驗精度不夠,測量不到以太風;如果改造該實驗,在豎直方向上測量以太風,是可以測到的。
分析星光實驗和引力紅移:星光彎曲和引力紅移都是絕對光速與光路上以太風的絕對速度疊加的結果,如果考慮光路上以太風的初速度后,星光的偏移量增大,可能與實驗結果吻合。
邊界通常是某種局限性,當你發(fā)現這種局限性不能滿足使用要求的時候,恭喜你,你已經找到了邊界,找到了創(chuàng)新突破的對象,找到了創(chuàng)新者的獵物。創(chuàng)新的關鍵在于第二階段突破邊界,通過關鍵問題的突破,產生牽一發(fā)而動全身的效果,打開全新的局面,平常所說的靈感、機緣往往出現在這個階段,因此一旦出現就要記錄下來。這是一個每個人都能復制的創(chuàng)新公式,希望通過對這個公式的分享,能幫創(chuàng)新者進一步理解創(chuàng)新、理清創(chuàng)新思路、抓住稍縱即逝的創(chuàng)新突破的瞬間,提高創(chuàng)新能力。