人們往往習慣於按照常規的步驟行事,這在很多情況下是必要的。常規步驟是人們在多年的實踐中逐步形成的,大多是有壹定道理的。就思維方式而言,這是壹種循序漸進的思維方式;就工作作風而言,這是穩紮穩打、步步為營的工作作風。這些,都有其可取的壹面。
然而,也要註意到事情的另外壹面。在某些情況下,打破常規的思維模式,采用跨越式的思維,可能會有更好的結果。在科技創新工作中,跨越式思維的作用尤為重要。
跨越式思維需要借助於活躍的思想,但絕不是完全的異想天開。跨越式思維是豐富的想象力與嚴謹的科學思維的結合。有壹些成功的思路可以參考借鑒,譬如,“相反相成”、“另辟蹊徑”都是可選擇的思路。?
大千世界裏,許多事物具有相反相成的性質,這些性質在特定的條件下被利用起來,有可能獲得良好的效果。
在醫學領域,用砷制劑來治療白血病,是“相反相成”思路的壹個實例。砷的化合物是眾所周知的毒藥。然而,國內外醫學界都發現,砷制劑治療白血病有良好療效。在傳統中醫治療方法中,“以毒攻毒”是常用的思路。?
再讓我們以紅磷在阻燃高分子材料中的應用為例。
眾所周知,紅磷容易燃燒,火柴盒的側面就是含有紅磷的塗層,火柴頭在上面摩擦,即可點燃。然而,紅磷卻可以用作塑料、橡膠的阻燃劑,這很超乎人們的想象,卻又是事實。在高分子材料的阻燃體系中,紅磷是壹種很有效的阻燃劑。
易燃的紅磷為什麽能夠阻燃呢?其道理是:含有紅磷的高分子材料在遇火燃燒時,紅磷能夠生成偏磷酸、磷酸等衍生物,具有吸熱阻燃作用;能夠捕捉高分子材料燃燒時形成的氧自由基、氫氧自由基,中斷連鎖燃燒反應;還能在燃燒物表面生成碳化層,隔斷熱和氧,阻止燃燒。
用紅磷作阻燃劑,從某種意義上講也是迫不得已之舉,頗有幾分“逼上梁山”的情勢。這是由於其他阻燃劑存在諸多缺陷。含鹵阻燃劑(“鹵”指鹵族元素,如溴、氯)本是最常用的阻燃劑,由於其在燃燒時產生有毒煙霧,以及對於環境的不利影響,受到了禁止或限制使用,遂使研究無鹵阻燃成為大勢所趨。在無鹵阻燃劑中,氫氧化鋁作為無機阻燃劑頗受關註。但是采用氫氧化鋁阻燃,用量要達到60%以上才能獲得理想的效果。在這樣高的用量下,材料的力學性能必會大打折扣。況且,氫氧化鋁在240℃就要分解,這個溫度低於各種工程塑料的加工溫度,因而氫氧化鋁不適宜在工程塑料中應用。磷系阻燃劑也很受關註。除紅磷外,其他磷系阻燃劑都是磷的化合物,譬如磷酸銨,磷在其中的含量是有限的,要滿足阻燃效果,用量就不得不增大……
紅磷作為阻燃劑則有許多優點。首先,紅磷是單質磷,含磷量幾乎100%。它在燃燒過程中生成具有阻燃作用的偏磷酸、磷酸等衍生物,捕捉高分子材料燃燒時形成的氧自由基、氫氧自由基,頗有“空手套白狼”的架勢。因而,它的阻燃效率高,壹般添加8~15%就能達到良好的阻燃效果。由於添加量少,對材料力學性能的不利影響就較小。紅磷較為耐熱,可用於壹些工程塑料。
紅磷也有若幹缺點:易吸水而變為磷酸、易因沖擊而引燃、易形成粉塵等,因而,紅磷不能直接用作阻燃劑。它暗紅的顏色也限制了應用。但經過穩定化的紅磷再制成母料後,使用就方便多了。特殊包覆的紅磷,顏色可以白化,進壹步擴大了應用範圍。紅磷作為阻燃劑,還有壹些問題有待解決。但由於它的諸多優點,它是值得科技工作者花費精力深化研究的。?
用紅磷作阻燃劑,以易燃物來阻燃,相反相成,堪稱是跨越式思維的壹個成功實例。
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?“短板理論”所主張的抓薄弱環節的思路,在科研實踐中是被廣泛運用的。在科研中應用短板理論的思維方式,要註意3個問題:
其壹,短板理論中的“短板效應”,重點在於短板與長板之間顯著的差別,在於“差異性”,而不是“唯壹性”。在實踐中,我們面對的“短板”有可能不只壹塊。譬如對於塑料,除了增韌之外,阻燃也很重要。
其二,在科學研究中,各種因素往往復雜地交織在壹起,不是彼此孤立的。因而,在解決某壹個“短板”問題的時候,壹定要考慮它與其他因素的關聯。否則,解決了舊問題,卻帶出了新問題,那就可能得不償失了。
其三,所謂的“短板”,有時是基於壹定外部條件的。壹旦外部條件變化,短板可能就不再是短板了。舉個例子,有壹位青年科技工作者,從事塗料研究。當時市場上流行光亮的塗料,因而他的研究課題也是有光塗料。但是,他最初研制出的塗料並無光澤,而是消光的。按慣常的思維,他的實驗是失敗了。但這位年輕人並沒有對“失敗”的研究結果棄之不顧,而是把實驗過程詳詳細細地記錄下來,然後才繼續研究有光塗料。後來,市場發生了變化,人們大約是覺得有光塗料過於晃眼,轉而喜歡消光塗料了。這時,青年科技工作者把以前的試驗記錄拿出來,稍加改動,就做出了消光塗料。
筆者認為,思維模式有些類似外語學習中的語法。沒有語法固然是不行的,但是,在與外國人對話之前,先考慮“下壹句話用什麽語法”,那也是不行的。思維模式的運用亦是如此。我們可以在科研中及時對工作進行總結與反思,看看哪些思路和做法是正確的,在哪些問題上走了彎路?把總結與反思上升到思維模式的高度來認識也是有益的,是富於指導性和建設性的。或者在研究中遇到難以克服的障礙時,認真想壹想,是不是應該換壹個思路了?換壹種思維方式,有可能會迎來柳暗花明。然而,假如在工作開始之前就考慮采用什麽樣的思維模式,那恐怕是不現實的。
? ——引自知識產權出版社新書《科技創新思路與方法:兼議未來50年科技發展熱點》2013年1月出版