創(chuàng)造力的養(yǎng)成

1、創(chuàng)造力的養(yǎng)成Cultivation of creative ability清華大學清華大學 金涌金涌2011.5科研創(chuàng)新能力是未來國際競爭主要體現(xiàn)科研創(chuàng)新能力是未來國際競爭主要體現(xiàn)p經(jīng)濟實力、國防實力、民族凝聚力、綜合國力的競爭，最終決定于： 科技水平、人才素質，創(chuàng)新能力的競爭p科技進步是社會發(fā)展的內(nèi)生要素，技術轉移會遇到多種扼制。一流技術是市場換不來的 通過引資、讓出市場，會失掉自有技術和品牌，成為依附性國家：l自1984年德國大眾合資建第一個汽車組裝廠開始，各國與中國“一汽”、“東風”、“上汽”三個規(guī)模最大，最具有政策和資源優(yōu)勢的廠已合資20年，沒有出現(xiàn)自主品牌車。l取得突破的是“奇瑞”、

2、“吉利”等民營汽車廠。l洗衣粉的引資失去了“活力28”、“白貓”等所有品牌，一直仍在賣含磷洗衣粉。一流技術是買不來的外國不會把第一流技術賣給潛在的競爭者。l從美國UOP公司引進五條十二烷基苯生產(chǎn)線，全部是用劇毒的氫氟酸作催化劑，是美國已淘汰的技術。l80年代我國布置下120條彩色電視生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)沒有買到彩管技術。 引進了彩管生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)電子槍關鍵技術沒有生產(chǎn)特許權。 引進了電子槍生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)電視已平板液晶化、等離子化了。一流技術是模仿不來的 技術產(chǎn)權保護，產(chǎn)品更新速度快，貿(mào)易和環(huán)保壁壘，沒有給學習者留下空間和時間。l我國是DVD世界第一生產(chǎn)大國，每臺DVD要向3C聯(lián)盟、6C聯(lián)盟交納專利費，分別

3、為9美元和6美元，國內(nèi)每臺利潤要少于5美元。l只有依靠自主創(chuàng)新，才是唯一科學發(fā)展模式。資源、生存空間競爭資源、生存空間競爭市場競爭市場競爭科技競爭科技競爭文化競爭文化競爭創(chuàng)新不一定要昂貴的設備創(chuàng)新不一定要昂貴的設備發(fā)現(xiàn)石墨烯（2010年諾貝爾獎）p安海姆，康諾沃肖洛夫，2004年曼徹斯特大學教授。p用膠帶從石墨上粘剝出薄片，再用膠帶反復粘貼，剝離2030層。p 在氮化硅基板上，用原子力顯微鏡觀察看到，單層石墨薄片的完美六邊形單層網(wǎng)格。厚度300萬分之一毫米。安德烈-海姆康斯坦丁-諾沃肖洛夫石墨烯創(chuàng)新不一定要昂貴的設備創(chuàng)新不一定要昂貴的設備發(fā)現(xiàn)石墨烯（2010年諾貝爾獎）p它柔軟卻比鉆石更堅硬，

4、超導電又如玻璃透明。可用作觸摸屏，超強、超輕復合材料。p它是P.R.Wallace 1940s 理論上預言過的二維晶體材料。p實驗物理學不一定必須復雜設備，但要有創(chuàng)新思維。p埃瓦賈埃弗因 發(fā)現(xiàn)超隧道效應，獲1973年諾貝爾物理獎，稱其實驗條件是 l 液氮 杜瓦瓶是借來的l 伏安計是用普通電表l 電子示波器則是新學的技術拓展p創(chuàng)造力廣博的知識占有 創(chuàng)新是以新方式應用知識，解決實際問題，與知識的原始性發(fā)現(xiàn)完全不同。 萊斯利（劍橋校長）創(chuàng)造性成果創(chuàng)造性成果高資源占有高資源占有創(chuàng)造能力與年齡無關創(chuàng)造能力與年齡無關獲獎時間姓 名獲獎時年齡或發(fā)表論文時年齡研究方向1915年Lawreuce Bragg 1

5、890197125歲X射線晶體結構分析1929年R. D. Broglie(1892-1987)1924博士論文32歲電 子波動性1961年R. L. Mossbawer1929）1955研究生論文26歲,1958年獲博士學位穆斯堡爾效應1972年J. R. Schrieffer1931）1957年作研究生時發(fā)表論文26歲超導理論1973年B.D. Josephson(1940)1962年劍橋研究生時論文22歲約瑟夫效應p隨著高級知識的全球擴散及低成本勞動力的出現(xiàn)，美國在市場、科學和技術方面的優(yōu)勢開始受到侵蝕。p不強力鞏固美國的競爭力基礎，將很快失去自己的卓越地位p通過發(fā)展源于天才科學家和工程

6、師的新工藝，為全美公民創(chuàng)造全新的高質量的工作。美科學院美科學院05.10咨詢報告咨詢報告站在風暴之上站在風暴之上p正是由于近代科技高速發(fā)展的光輝前景，世界自由貿(mào)易在一定程度內(nèi)得到放寬，金磚四國應該是世界自由貿(mào)易的最大受益國。p發(fā)達國家在可以通過科技高速發(fā)展，獲取“比較優(yōu)勢”，壟斷高端市場，二次世界大戰(zhàn)前通過暴力手段達到目的，已不是最有利的手段了。使金磚四國有了一定的發(fā)展空間。p發(fā)達國家通過技術壟斷，知識產(chǎn)權，環(huán)境門檻，來保護其優(yōu)勢，科技競爭、人才競爭是國家間競爭的主要形式。 創(chuàng)新重點創(chuàng)新重點p重大需求：能源、資源、環(huán)境和和農(nóng)業(yè)、糧食和安全占突出位置。p引領未來：生物優(yōu)勢 信息換代 納米技術 新

7、能源、資源 海洋、激光p政策推動：稅收優(yōu)惠：10%利潤投入技術創(chuàng)新，減稅 信貸優(yōu)惠 首臺政府采購，中外組合招標 軍民聯(lián)合開發(fā) （美國3000億美元/年投入企業(yè)）中國創(chuàng)新能力不足的原因中國創(chuàng)新能力不足的原因p傳統(tǒng)思想束縛、教育方法缺失p價值觀扭曲 對勞動者權益（包括腦力勞動、體力勞動）的漠視 資源價格的低估 環(huán)境成本的無視p行業(yè)壟斷，地方保護遺存認知過程和思維方式的三次變革認知過程和思維方式的三次變革p 亞里士多德的演繹法：從形式邏輯“三段論法”演繹，給知識以普遍的理論基礎。 如：大前提（金屬導電）、小前提（鐵是金屬）、結論（鐵能導電）p 培根的歸納法：科學研究從觀察和實踐出發(fā)逐級登攀，從特殊事

8、例上升到較低公理，多級歸納，最后上升至普遍公理。p 愛因斯坦的直覺法：“從特殊到一般，是直覺性的；從一般到特殊是邏輯性的”?！皢渭兺蒲莅l(fā)現(xiàn)不了重大科學原理。p 演繹、歸納、直覺的綜合運用，實現(xiàn)原創(chuàng)性科學發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)造力（創(chuàng)造力（Creativity）的定義）的定義l創(chuàng)造的能力是藝術的、智力的發(fā)明才能l創(chuàng)造力是根據(jù)一定目的、任務，在腦中創(chuàng)造出新技術、新產(chǎn)品形象，并使之實現(xiàn)的過程。l心理學家雷夫達爾：“創(chuàng)造力是人產(chǎn)生任何一種形式的思維結果的能力，這些結果是新穎的，是產(chǎn)生它們的人事先所未能預料的?！眲?chuàng)造的P4要素l創(chuàng)作者（Person）較著重創(chuàng)作者的人格特質。l創(chuàng)造歷程（Process）著重創(chuàng)作者的心理

9、歷程。l創(chuàng)造產(chǎn)品（Product）著重創(chuàng)作者的作品。l創(chuàng)造環(huán)境推動（Press）著重個人與環(huán)境的交互作用。創(chuàng)新特征創(chuàng)新特征p自然科學創(chuàng)新 p工程科學創(chuàng)新p藝術創(chuàng)新 尋找個性釋放、流派探求新發(fā)現(xiàn)原有發(fā)現(xiàn)相互包容，并行不悖，分別界定經(jīng)典力學、宇稱守恒屬于宏觀世界量子力學、宇稱不守恒.屬于微觀世界新發(fā)明原有技術破壞性、替代性的結果電話電子郵件電報驛站媚俗華麗排場高雅恬淡 淳樸矯情奇特 怪異病態(tài)金魚、猩猩派畫家創(chuàng)造者（創(chuàng)造者（Person）的人格特質）的人格特質l創(chuàng)造力人人皆有，“創(chuàng)造性”行為卻并非人人都具備。l創(chuàng)造力須有充實得知識與經(jīng)驗背景，但知識不等同于創(chuàng)造。l創(chuàng)造需要天才，但智力最高不等于有創(chuàng)造

10、力。l善于創(chuàng)造的人之人格素質：想象力、聯(lián)想力、觀察力、好奇心、變通力。創(chuàng)造行為特征 創(chuàng)造發(fā)明不等同于高知識，高智力，是多因素的綜合，可能發(fā)端于微末之處。最簡單的可能是最好的。l光學玻璃透鏡制造專利 第一次世界大戰(zhàn)，潛艇技術的推動，俄國要求向英國購買透鏡玻璃制造中關鍵專利。經(jīng)過盟國政府間交涉，耗費了重金，購得專利說明書僅一句話：“在反應過程中不停地攪拌，氣泡即可除盡?！?某雜志杜撰的笑話：美國航天局用十年的時間，數(shù)十億美元開發(fā)了一種在無重力條件下不漏水的記錄用筆，以后發(fā)現(xiàn)俄國一直用的是鉛筆。想象力（Imagination）l“想象比知識更重要。” 愛因斯坦l臆測性想象：指未曾實際經(jīng)歷，根據(jù)片斷資

11、料，推斷而創(chuàng)造構想。l創(chuàng)造性想象：根據(jù)確定目標，“無”中生“有”。l構造性想象：根據(jù)多要素如用途、機能、效率、精密程度綜合而成。l替代性想象：欲改良已有事物地不合理，不方便之處。想象力（Imagination） 臆測性想象DL360L臆測性想象：全新臆推地球直徑的測算：公元前三世紀，亞歷山大圖書館長埃拉托色尼，利用在阿斯旺小鎮(zhèn)日光直射地面的同一時間，測亞歷山大市陽光傾角，計算出地球直徑R6378千米 7 L779千米 想象力創(chuàng)造性想象創(chuàng)造性想象：“無”中生“有”如可降解塑料的制造l采用在普通塑料（PP.PE）成型時，大量加入淀粉、木屑等，使生成可解體材料，廢棄后即分解成小塊。l采用發(fā)酵法，生產(chǎn)

12、乳酸，再用化學法聚合為乳酸塑料l采用在細胞內(nèi)合成聚羥基丁酸酯（PHB）塑料，用于人造器官。（以單細胞作反應器）想象力構造性想象構造性想象：構造型綜合創(chuàng)新l復合材料的制造：金屬纖維玻璃纖維碳纖維納米碳管 子午輪胎 隱形材料 導電布有機合成材料塑料橡膠l高強度l需再成形l不生銹l有彈性、塑性、易加工想象力替代性改良替代性想象：改良型創(chuàng)新l橡膠制品加工：（查爾斯古德伊爾 1839）從南美得到的天然橡膠，有優(yōu)異的彈性，但難以加工成特定的復雜形狀。（哥倫布發(fā)現(xiàn)并帶回歐洲）發(fā)現(xiàn)用輥軋機將其長的分子鏈拉斷，同時混入硫磺粉時，其變得有很好塑性，幾乎失去彈性：把這時的混煉膠放入膜具中成型，同時用蒸汽加熱，分子鏈

13、間可形成硫鍵，重新回復高彈性聯(lián)想力（Association）l聯(lián)想行為是自某種記憶、印象而引發(fā)的另一種觀念或心像的產(chǎn)生，包括：類似聯(lián)想：指對分類上近似之事物的聯(lián)想延伸聯(lián)想：指功能、特性、時空延伸聯(lián)想，創(chuàng)造發(fā)明逆反聯(lián)想：亦稱對立聯(lián)想，反向思維因果聯(lián)想：由因果關系引發(fā)聯(lián)想聯(lián)想力類似聯(lián)想l 類似聯(lián)想：仿生學l 膜分離技術：動物消化系統(tǒng)，營養(yǎng)通過腸壁吸收與殘渣分離，呼吸 系統(tǒng)肺胞吸收O2而與N2分開，排泄系統(tǒng)腎臟分離尿液。液液膜分離，用于海水淡化分離膜。氣氣膜分離，用于H2與CO2分離氣液膜分離，通過滲透氣化，從有機溶劑（苯、氯甲烷）中分離微量水l 南美“氣步甲蟲”對發(fā)明二元化學武器的啟示 ，H2O2

14、及時混合，成為毒氣。OHOH聯(lián)想力延伸聯(lián)想 延伸聯(lián)想：功能延伸 場致伸縮材料（壓電陶瓷）：在陶瓷受壓變形時，產(chǎn)生電流，或相反，通過電流時，會發(fā)生變形。 延伸到電動機構造，在陶瓷桿內(nèi)設置一組類似電極。 在順時分別向電極通電流時，陶瓷桿順時針連續(xù)變形 形成扭矩力，而造成微型電動機聯(lián)想力逆反聯(lián)想逆反聯(lián)想：隧道二極管的發(fā)明l日本新力公司由江崎博士主持開發(fā)新一代晶體管，以提高鍺元素的純度為目標，已達到99.99999999，再提純困難太大，成功無望。l新畢業(yè)生黑田由里子，提出反向思維，向純鍺內(nèi)攙雜，在攙雜加大到原含量的1000倍時，得到特殊性能的隧道二極管（負阻特性）獲成功。聯(lián)想力錯位聯(lián)想l1970年S

15、pencer Silver想發(fā)明一種強力膠，結果得到更不粘的，無法固化的膠水。l1974年Arthur Fry 在教堂里唱歌，夾了張小抄，用Silver不干膠，用畢撕起不損紙張本身。l1980年3M公司制造了自粘性便條紙而流行 聯(lián)想力 擴展聯(lián)想p整數(shù)維 分數(shù)維p平衡熱力學 非平衡熱力學p函數(shù) 泛函p歐式幾何 非歐幾何p牛頓力學 相對論、量子力學變通力（Flexibility）l以新視角、方式、方法去看一個問題l伊倫.約里奧.居里（18971956）夫婦的不幸1930年W.玻特（W. Bothe 18911957）發(fā)現(xiàn)用粒子轟擊鈹，打出了一種強度不大，而穿透力很強，在磁場中不偏轉的射線。稱“可能

16、是射線之類的東西”。1932.1.居里夫婦發(fā)現(xiàn)石蠟不僅不吸收“鈹射線”，而從石蠟中打出了質子，還認為它是一種“新的射線”1932.2查德威克宣布鈹射線就是盧瑟福12年前預言的又一基本粒子中子，并獨獲1935年諾貝爾物理獎1935年約里奧-居里夫婦獲諾貝爾化學獎“人工合成放射性元素”。中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)鈹鈹鈹射線鈹射線石蠟石蠟質子流質子流粒子束粒子束卡文迪許實驗室卡文迪許實驗室居里實驗室居里實驗室（英）（英）（法）（法）SNp1928年英國物理學家迪拉克（年英國物理學家迪拉克（P.A.M.Dirac 19021984）預言存在反電子預言存在反電子p1932年美國物理學家安德森（年美國物理學家安

17、德森（C. D. Anderson 19051991）在研究宇宙射線時，在磁場云室中，發(fā)現(xiàn)與電子的徑）在研究宇宙射線時，在磁場云室中，發(fā)現(xiàn)與電子的徑跡相似，但偏轉方向相反的粒子軌跡，從而發(fā)現(xiàn)反電子跡相似，但偏轉方向相反的粒子軌跡，從而發(fā)現(xiàn)反電子，并獲，并獲1936年諾貝爾物理獎年諾貝爾物理獎p居里夫婦在早前也拍過類似照片，看到了但沒有理解到居里夫婦在早前也拍過類似照片，看到了但沒有理解到，從而再次與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂，從而再次與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂p1928年趙忠堯的關于硬年趙忠堯的關于硬射線的兩篇論文，已最早觀察到射線的兩篇論文，已最早觀察到正負電子對產(chǎn)生和湮滅輻射現(xiàn)象，瑞典皇家學會鄭重考正負電子

18、對產(chǎn)生和湮滅輻射現(xiàn)象，瑞典皇家學會鄭重考慮受獎但梅特納等人報告她的實驗結果與之不同，而放慮受獎但梅特納等人報告她的實驗結果與之不同，而放棄授獎，但后證明是梅特納等人出了錯誤。棄授獎，但后證明是梅特納等人出了錯誤。p居里夫婦用慢中子轟擊鈾時發(fā)現(xiàn)一種半衰期為居里夫婦用慢中子轟擊鈾時發(fā)現(xiàn)一種半衰期為3.5小時的元素，認為它近似鑭（原子序數(shù)小時的元素，認為它近似鑭（原子序數(shù)57），并），并認為也許是一種認為也許是一種“超鈾元素超鈾元素”（92以上）以上）p實際上他們已發(fā)現(xiàn)了核裂變，這半衰期為實際上他們已發(fā)現(xiàn)了核裂變，這半衰期為3.5小時小時的元素實為裂變產(chǎn)物釔（原子序數(shù)的元素實為裂變產(chǎn)物釔（原子序數(shù)7

19、0）p雖然約雖然約居里在居里在1935年就預言有核裂變發(fā)生可能及年就預言有核裂變發(fā)生可能及連鎖反應可能，但沒有認識到這點，第三次錯過連鎖反應可能，但沒有認識到這點，第三次錯過重大機遇重大機遇p哈恩（哈恩（O.Hahn 18791968年），證實這一半衰期年），證實這一半衰期為為3.5小時元素為釔，并證明為核裂變產(chǎn)物，獲小時元素為釔，并證明為核裂變產(chǎn)物，獲1977年諾貝爾化學獎年諾貝爾化學獎變通力變通力l由于知識和經(jīng)驗的狹窄單一，導致概念視域的偏狹，思維狀態(tài)單調滯化，因循守舊。l導致推理時空局限，想象天地窄小，甚至概念混亂。l有好的研究條件和長期的學術積累也可能無益于科學猜想或理論假說之孕生，反

20、而與重大科學成果失之交臂。擺脫慣性思維束縛的能力擺脫慣性思維束縛的能力p慣性思維，是生物大腦機械束縛于原有經(jīng)驗。p跳蚤跳起高度一般為身長的400倍，放置于玻璃杯可輕松跳出。p加上一個透明的蓋子，再多次起跳，都重重地碰壁，逐漸調整了高度，不再撞蓋子了。p再拿走蓋子，跳蚤還在自由地跳動，很長一段時間跳蚤都沒有能逃脫。p這種本能在人類活動中將如何？“慣性思維”與兼收并蓄p“零”式飛機（輕盈、省油、火力強）對“野貓”戰(zhàn)績?yōu)?：17。后發(fā)現(xiàn)它無裝甲，高速下性能差，被稱為“飛行燈籠”遭淘汰。同樣的設計理念表現(xiàn)于“本田飛度”汽車上，被稱為“易拉罐”。轎車胎寬度每減少10mm,節(jié)油0.51升/百公里。但制動性

21、、安全性下降，但良好的駕駛習慣比“裝甲”更實用?！皯T性思維”與兼收并蓄p“虎”式坦克，88mm強火炮，重裝甲，大裝彈量和5人機組，導致加寬履帶，增加負重輪（16軸8組），液壓減震，制造成本高，雖戰(zhàn)績?yōu)?3：150（北非戰(zhàn)場），但數(shù)量不足。以同樣慣性思維，推出“寶來”轎車，同樣曲高和寡，銷路不暢，只要把激光焊改為普通焊，成本會下降很多?！皯T性思維”與兼收并蓄p“野馬”式飛機速度快，加速性能好，原因是： 誕生于肯德伯格（德籍）工廠，整體設計理念好。 英國水冷渦輪增壓式“墨林”發(fā)動機 比利時M2機槍，以平衡之美成為二戰(zhàn)中最優(yōu)秀的戰(zhàn)機。美國汽車掛著美國品牌的汽車，也博采各家之長。通用的別克凱越車： 原

22、型是韓國大宇Nubira（意大利設計師的車身） 發(fā)動機（1.8升）屬于澳大利亞霍頓公司 變速器屬于德國ZF公司“慣性思維”與兼收并蓄交叉與組合能力 “凡能自由想象，并把互不相干的各種觀點結合起來的人，就是最勇敢，最有創(chuàng)造性的實驗者。 “思維活動中最困難的是重新編排整理一組熟悉的資料，并且擺脫當時流行的理論，從不同角度著眼看待它”。 H. Buuerfield “這種交叉組合作用似乎是創(chuàng)造性思維的本質特征” 愛因斯坦大爆炸宇宙論大爆炸宇宙論伽莫夫（George. Gamow 1904-1968)于20世紀40年代提出大爆炸模型根據(jù)是： 河外天體元素光譜譜線有系統(tǒng)性的譜線紅移，紅移與距離成正比，若

23、用多普勒效應解釋，必有大爆炸產(chǎn)生。 球狀星團同位素測得年齡，都在宇宙溫度降至幾千度后產(chǎn)生，短于150200億年。 許多天體氦豐富度為30左右，為宇宙早期高溫時產(chǎn)生，不能用恒星內(nèi)部核反應解釋。 1965測得宇宙背景輻射，溫度約3K與大爆炸宇宙論假設說推算值相符合，但在解釋星系形成，均勻各向同性的起源等方面，尚有困難。因大爆炸宇宙模型，1978年彭齊亞斯和威耳遜獲諾貝爾獎；而伽莫夫已于1968年逝世。大分子三大分子三維排序可維排序可作遺傳基作遺傳基因信息傳因信息傳遞的物質遞的物質基礎基礎測出測出DNAT胸腺嘧胸腺嘧啶啶A腺嘌呤腺嘌呤C胞嘧啶胞嘧啶G鳥嘌呤鳥嘌呤四種堿基數(shù)四種堿基數(shù)目相同目相同蛋白質

24、結蛋白質結構構螺旋排螺旋排列列DNA雙螺旋結構雙螺旋結構的確認的確認最初采用最初采用堿基同配堿基同配A-AC-CT-TG-G最終模型：最終模型：糖糖-磷酸苷磷酸苷螺旋骨架，螺旋骨架，T-AC-G堿基配對堿基配對薛定諤薛定諤(E. Schrodinger)生命是生命是什么？什么？1944E. Chargaff和和R.D. Hotchkiss色層分析色層分析1948鮑林（鮑林（L. C. Pauling)X射線衍射射線衍射1950弗蘭克林，弗蘭克林，威爾金斯威爾金斯DNA X衍射衍射照片照片1951J. Donohue的批評的批評1953沃森沃森(J. Watson),克里克克里克(F. Cric

25、k)自然，自然，4356期發(fā)表期發(fā)表1953.3.25DNA（脫氧核糖核酸）雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)（脫氧核糖核酸）雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)T胸腺嘧啶A腺嘌呤C胞嘧啶G鳥嘌呤FRANKLIN 和她的X光衍射圖片p蜜蜂基因組共有2.36億個堿基對。p人類基因組的堿基對要比蜜蜂多十倍以上。基因測序的直接應用p全基因組關聯(lián)研究（GWAS） 已查明心臟病、糖尿病、癌癥、自身免疫病人常見DNA變異； 對精神病、哮喘、老年癡呆、骨質疏松等癥也可能出現(xiàn)變異。p千人基因組計劃 已確認了1500萬個基因變種可能。通過對人類遺傳密碼正確排序的比對。p對理解引發(fā)疾病的復雜遺傳、環(huán)境因素、隨即突變等各因素作用有意義p對早期篩選高危人

26、群和治療更有針對性“人造生命細胞人造生命細胞”（synthia）-k文特爾文特爾團隊團隊p將“山羊支原體”的內(nèi)部挖空，注入“覃狀支原體”的DNA,使新的支原體自我繁殖。p植入的DNA片段包含的850個基因，（人類的DNA有20，000個基因）。p可用制造特定藻類，吸收CO2，加速疫苗、食材、新物質合成。p可對自然生物多樣性和制造生物武器造成威脅。p研制出“一個完全由人工合成的基因體所控制，且可自我復制的細胞，是一種徹底的基因工程，還不能稱合成細胞。”交叉領域的成就交叉領域的成就從多學科聯(lián)合探究入手諾貝爾自然科學獎統(tǒng)計時間段獲獎項數(shù)交叉學科數(shù)比率19011925692536.2319261950

27、742635.1419511975964142.9119762000954547.3733413741.02觀察力（Observation）l對小概率現(xiàn)象的觀察l對平淡無奇事物的注意l對交叉領域的觀察l對跨尺度現(xiàn)象的觀察善于發(fā)現(xiàn)已有理論與實踐的矛盾勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)理論、堅持、反復完善。對小概率現(xiàn)象的觀察2002年諾貝爾物理獎關于中微子的研究p利用e +37Cl37Ar*+e-反應 發(fā)現(xiàn)太陽的電子中微子e丟失了2/3。p發(fā)現(xiàn)丟失的原因是e （電子中微子） （繆子中微子），說明中微子存在震蕩現(xiàn)象，進而證明了中微子有質量。p通過1987.2.23大麥哲倫星云中超新星爆發(fā)（百年一遇典型的小概率事件），Ko

28、shiba測定了中微子質量的大小。p由此Koshiba獲得2002年1/2的諾貝爾獎。對平淡無奇事物的觀察力對平淡無奇事物的觀察力l1930年H.Pines在分析石油裂解產(chǎn)物中不飽和烴含量時，用與H2SO4反應，測烯烴生成酯后進入水相的量，油相減少。l長時間放置，發(fā)現(xiàn)油相反轉增加，未被重視。l1932年申請專利（UOP）異丁烷正丁烯 高辛烷值汽油 l1940年產(chǎn)業(yè)化，高辛烷值汽油運到英國用于二戰(zhàn)。HF、H2SO4 烷基化對偶然出現(xiàn)事物的觀察力p生物學家弗萊明（A. Fleming，美）注意到窗外葡萄球菌（致命病菌）培養(yǎng)皿被污染，出現(xiàn)被分解的透明斑塊。p能抑制葡萄球菌生長的是青霉菌代謝產(chǎn)物（青霉

29、素）是樓上一位學者研究青霉菌時飄落下來的。該論文1929年發(fā)表。p1939年生化學家錢恩（E. B. Clain，英）和弗洛里（H. W. Florey 英）注意到該論文，分離出青霉素晶體，證實其療效，且對人毒性小。p1940年美軍方介入，開發(fā)了大規(guī)模深層發(fā)酵技術深層發(fā)酵技術，這一突破從二戰(zhàn)至今，抗生素拯救了無數(shù)人的生命，也為當今發(fā)展生物技術打下基礎。對跨尺度現(xiàn)象的觀察力對跨尺度現(xiàn)象的觀察力p從個體尺度（厘米尺度）：水蚤在水面滑行，壁虎在天花板上爬行，難以解釋。p從納微尺度：水蚤腳底的納微米毛刺可滯留氣泡，使它踏著氣泡浮于水面 壁虎腳底的納微米毛，具有活性細胞組織，靠分子間作用力實現(xiàn)在任意表面

30、上的黏附。p都是跨尺度行為交互作用的例子。壁虎腳底毛的微結構及黏附力壁虎腳底毛的微結構及黏附力觀察力p德國著名內(nèi)科權威約翰.舍萊恩，醫(yī)術高超，啟發(fā)式教學，世人稱頌。p稱好醫(yī)生需要具備兩種品質：敏銳洞察力 鍥而不舍的鉆研能力p稱當時診斷糖尿病嚴重度時，最好親嘗尿液。p舍萊恩親自用手指蘸了一下，再舔一下，問誰愿跟著做，學生們表現(xiàn)不同。p勤奮的學生照樣作了，舍萊恩說：你們確實有執(zhí)著鉆研的精神，但是辨證的思維能力辨證的思維能力氣固流化床反應器l細粉懸浮與氣流之中進行化學反應出現(xiàn)氣泡。l氣泡使氣流短路。l床層壓力被動加大。l細粉夾帶增加。“一分為二，合二為一”辨證的思維能力辨證的思維能力l氣泡出現(xiàn)，使氣

31、流通量成數(shù)十倍增加，而細粉仍保持較高濃度。l尾渦使粉體強烈混合，溫度、濃度均勻。l暈層中氣體與細粉密切接觸，發(fā)生反應。運動中的氣泡結論：理想的流化床反應器氣泡必不可缺，結論：理想的流化床反應器氣泡必不可缺，但要使它保持盡量細小，而不斷更新。但要使它保持盡量細小，而不斷更新。氣泡尾渦暈層風險承受力風險承受力p幼童在學習行走、說話等過程，依靠嘗試修改再嘗試直到成功的方法，以出色創(chuàng)造性方式認識世界。p成年人面對新事物時，首先以前人理論、公式、經(jīng)驗來規(guī)范，據(jù)以進行實踐，確實提高了成功的把握。p這一過程卻也是風險承受能力下降，洞察原生新事物能力衰退的過程。p學習實踐乃是真實知覺和創(chuàng)造過程的本質。創(chuàng)造發(fā)明

32、中直覺的作用創(chuàng)造發(fā)明中直覺的作用下意識所形成的大量組合中，大多數(shù)是乏味的、無用的，其中只有若干組合是和諧的、美的、有用的，會激起我們的直覺?！爸庇X”驅動“理性思維”根據(jù)“直覺”而深入思考求索?！袄硇运季S”引導“直覺”“直覺”非憑空而來，源于經(jīng)驗與思維理性化。逐漸形成具體假說，而實際看到的也許只有模糊的暗示?？茖W創(chuàng)造如同藝術創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生。 Perutz愛因斯坦70歲“自述”中說，他選擇物理而非數(shù)學，是因為在這一領域“易識別出那種導致深邃知識的東西，而把其他許多東西撇開不管”。從浴缸中的旋渦在北半球是反時針，到發(fā)現(xiàn)北半球臺風也是反時針旋轉?？茖W創(chuàng)造不是純理論主義的，更可能是

33、“理性”與“非理性”，“邏輯”與“情感”的奇特結合。 彭加勒 法國科學家堅持力細胞癌基因的研究p1910年Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤（一種瘤）細胞裂解物，經(jīng)除菌濾器后，注射到正常雞體可致癌。首次提出癌變是病毒(RSV）引起，到60年代初被廣泛接受，1966年85歲的Rous獲諾貝爾獎。p Temin發(fā)現(xiàn)是RSV在誘導細胞癌變時，可將自己的遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給正常細胞。黑子水谷證明存在逆轉錄酶可用RNA為模板合成DNA。1975年獲諾貝爾獎。p Bishop創(chuàng)立癌基因理論：即正常細胞都帶有能導致自己癌變的基因，它有控制細胞增殖等作用，一旦受病毒感染、化學致癌物作用，使這些基因突變，引發(fā)細胞癌變。1989年獲諾貝爾獎。創(chuàng)造發(fā)明的心理動機好奇心好奇心（Curiosity）l懷疑的心理：遇事問清楚來龍去脈l求證的心理：付諸驗證的心理l求知的心理：探求真相，發(fā)現(xiàn)因果關系l求新、求變的心理：力圖改變現(xiàn)狀，而進入創(chuàng)造發(fā)明之門。愛因斯坦：愛因斯坦：“我沒有特殊的天賦，我只有強烈的好奇心。我沒有特殊的天賦，我只有強烈的好奇心?！眲?chuàng)造發(fā)明的心理動機事業(yè)心事業(yè)心（Ambition）l追求成功的心理：通