论如何发现科学研究问题——以提升发现能力的途径为例

董振域，赵团，王嘉嘉

（内蒙古科技大学经济与管理学院，内蒙古包头 014010）

“发现是成功之母”[1]，发现是一切科学研究、发明创新和成功的基础和前提。爱因斯坦说： 提出（发现）一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。 而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步[2]。

人们的发现和发明创新能力是有差异的。 有些人对问题“视而不见”，有些人只能发现“显而易见”的问题，有些人却可以做到“见而深刻”。就像扁鹊论医术那样：上医治未病，中医治已病，下医治大病[3]。不少人，正是因为苦于有所发现，因而一生难以做出梦想的发明创新成果。在科技史上，一些著名的科学家也曾经有过与重大发现失之交臂的遗憾事例[4]。 殊不知，发现问题的能力是可以培养和提高的。 论如何提高发现科学研究问题，在于指导科技工作者特别是大学生等新生研究者认识和掌握发现的技巧，叩开发现之门，有效提高自身的发现和发明创新能力，为科学研究奠定首要的发现能力基础。

值得注意的是，事物被人们发现的机理和层次是不同的：从五官察觉，到思维辨析、实验、探索等，逐渐走向高级。 人们发现问题的跃升趋势呈现出从易到难的特征，对问题重要性的的认识也逐步提高。

人的五官感觉，是指动用眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官，去觉察身边的光、声、气、味、光洁度等显性信息。 而思维辨析、实验、探索等，则是去开发、认识事物的非显性信息和规律等。一般来说，人们动用感觉器官来觉察显性信息的能力是基本具有的，只不过在敏锐性上存在着差异。但是，如果用思维辨析、实验、探索等方式，来开发、认识事物的非显性信息和规律，对大众来说是不容易的，甚至这只是专业人员或者是发明家、科学家的能力。 当然，科学家也是从大众发展来的。 因此，“大众”不断提高自身的发现和发明创造能力，也可能成为科学家，这也非常合乎规律。以下将从十个方面论述如何提高发现能力的具体途径。

1 激发对问题的发现欲

提到发明创造，学术界往往要提起树立兴趣和爱好的问题。讲的是，如果没有发明创造的兴趣和爱好的话，人们是很难做出发明创新成果的。

激发发现欲，包括三层意思。

其二，是树立发明创新的信心。 发现问题是前提，发明创新是发现问题后做出的研究成果。 如果只关注发现和提出问题，不关注解决问题，那么就依然不会做出发明创新成果，就会丧失发现问题的动力。发现与发明创新是相辅相成的伴生体。没有发现，就没有发明创新；没有发明创新，发现也就失去了意义。本质地说，发明创新的能力，还是依赖于发现的能力。发明创新也并不是什么高不可攀的难事。 然而，我们有好多人，正是因为把发明创新看得高不可攀，因而缺乏发明创新的信心，所以才懒得去发现问题。

其三，是培育兴趣和爱好。前面树立了发现以及发明创新的信心，那么就为接下来培养发现问题的兴趣和爱好奠定了基础。 兴趣和爱好会给人以力量。 从前，本来是“视而不见”问题的人，现在，却轻松地从那些“显而易见”的现象中获得了益处，品尝到了发现的甜头。接着，他们就会进一步发展，树立信心，产生兴趣和爱好，从而产生了进一步往前走的欲望和力量。

兴趣和爱好也是很好的老师。 经过这个“老师”的鼓励，兴趣和爱好便会增强，一旦发展到强烈的欲望，甚至会令人废寝忘食。 至此，作为科研人员应当具备的、最基本的发现意识和能力，也就初步生成了。

2 增强发现问题的敏锐性

增强发现问题的敏锐性，这是在树立发现欲基础上进入的高一级层次。 欲望，这只是一种心理的向往。敏锐性，则更多的是生理和心理对接触外界刺激的一种复合反应。 这种反应，同样也是可以通过培育（特别是自身的能动作用），而不断增强和提高的。 敏锐性的基本要求是，当你的身边一旦有“风吹草动”的信息变化，或者是他人还毫无察觉的微弱信息变化时，你本人已经先于他人引起了警觉的注意，甚至能够做出适当的反应。在开展科学研究，不妨注意一下研究中的负效应等变化现象，你可能会像居里夫人和弗莱明那样抓住这些可贵的科学现象，做出重大的发明创造。

3 用“觉察”替代“观察”

用“觉察”替代“观察”，因为“觉察”比“观察”具有更加丰富的内含。“观察”往往强调的是可视能力，这似乎与“盲人”无关。 而“觉察”强调综合动用的是眼、耳、鼻、舌、皮肤等感觉器官，洞悉身边的光、声、气、味、光洁度等显性信息的能力，显然这比“观察”多了好多可用资源。 并且，综合动用感觉器官做出的发明创新成果，能够更加精准！即便是“盲人”，也可以发现问题，甚至做出令人折服的发明创新成果。 “千里眼”与“顺风耳”各有优势，各显神通。人人可以有所发现，人人可以有所发明创新。

4 培养发散思维和创造思维

动脑爱思考，讲的是动用脑力，能动开展思维辨析的问题。 除了“显而易见”并且极容易解决的问题和现象外，生活和工作中，还存在着大量的非显而易见并且难以解决的问题和现象。 对那些非显而易见并且难以解决的问题和现象，如果不善于动用脑力，开展能动思维辨析，是难以发现问题的，也就难以发现解决这些问题的途径的。 比如说鲁班，当他的手被茅草划破后，他引起了注意，通过观察，发现茅草的外形构造，进一步联想思考，发现了砍伐树木的新方法，发明了锯子。 还有牛顿，他看到了苹果掉落到地球的现象时，便产生了为什么苹果要掉落到地球的疑问，引发了可贵的深入思考，做出了“万有引力定律”的贡献[5]。 “万有引力”就是隐藏很深的科学问题。

5 善于抓矛盾

“矛盾”就是问题现象的信息点。 科研人员要善于抓矛盾，善于抓住有争议的问题，如学术上的“争鸣”问题等，开展进一步的分析研究。 或许，我们就能够做出令人点赞的发明创新成果。 “自相矛盾”的成语就是智者对矛盾谬论的讽刺。“两小儿辩日”难住了孔圣人，说明这里就有需要解决的科学问题。发现事物的对立面，关注一下人们对问题的争鸣，就会发现开展研究的问题点，这就为解决问题立了项。

在信息方面，基层政府掌握着关于这个社区的人口结构、年龄结构、低保家庭户数等所有基本信息，社工组织唯有与政府建立良好的关系，才能取得社区的一手资料，为以后开展社工服务提供便利。同样的，在合法性方面，对于社工组织而言，当前最重要的合法性资源应当来自于行政(政府)、法律(司法部门) 和社会(公众)⑥。社工组织作为以政府购买服务形式成立的非营利组织，它的合法性主要有赖于政府把自身的合法性让渡或传递过来。

6 建立理想化模型

把所研究对象理想化，是创造性思维的基本方法之一，也是TRIZ 中一种强有力的思维工具，在创新过程中起着重要作用。 TRIZ 理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化思想来定义问题的最终理想解，用以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，有效提升了创新设计的效率。TRIZ 理论的理想化形态及其含义[6]。

理想系统：没有实体，不消耗能源，功能实现。

理想过程：只有过程的结果，而没有过程本身。

理想资源：资源可以随意使用，而且不必付费。

理想方法：不消耗能量及时间，获得所需功能。

理想机器：没有质量、体积，但能完成工作。

理想物质：没有物质，功能得以实现。

在客观世界中，除了理想资源以外，完全的理想化形态是不会有的。 但是，依靠科学技术的进步，技术系统逐步趋近于理想化形态还是可能的。 用理想化思想去衡量研究对象，就会不断地发现技术或者管理方面需要进化的问题。 科学技术的进步和人类社会的发展将永不停步，勇往直前！ 例如：人民币作为人们购物的一种必备“物质”形态，原本在购物关系中是不可或缺的，但是现在随着“支付宝”“微信”等支付技术的出现，却实现了不需要“纸币”这种“物质”形态，同样也可以实现购物的功能，而且更加便捷，实物形态的钱币正在逐渐消失。特别是，银行这种“实体”店面、柜员机等，也在逐渐淡出人们的日常生活中。

7 用方法来支持

用方法支持来发现问题和创新点，是指利用思维和创新方法来帮助发现问题以及创新点。 思维及其创新方法在这方面具有重要意义。 可以帮助发现新问题或者产生创新成果的思维形式有很多种，如推理、判断、证明、归纳、概括、总结、联想、发散、收敛、顺向、逆向、求同、求异等。需要特别指出的是，并不是只有所谓的“创新思维”才可以产生发明创新成果。 科学研究所常用的归纳、概括、总结等等思维形式，也都可以产生发明创新成果。限于篇幅，以下列举几种常见的思维形式，供大家从中受到启发，举一反三。

（1）善于逻辑思维。

逻辑思维是科学领域，特别是数理领域最常用的思维方法。运用归纳、演绎、抽象、概括、论证等方法，可以实现对客观事物的深刻揭示和正确认识。例如，原来医学界盛行着一种错误的理论： 认为人的血液产生于肝脏，经动脉遍布全身后在体内完全消耗干净。这是公元2世纪罗马医学家盖仑提出来的。 然而英国医生哈维发现，心脏就象水泵那样工作，收缩时，把大约56.7g血液送到动脉。 脉搏每分钟在72～90 次之间。 通过演算，他发现一颗心脏每小时竟然输送大约245kg 以上的血液，然而人体绝不可能每小时制造并消耗这么多血液。 他断定：从心脏流出的血液在体内循环，再通过静脉返回心脏[7]。 从而诞生了血液循环理论。

（2）敢于逆向思维。

逆向思维与顺向思维不同，它不是按原有的思路进行思考，而是向相反方向开展思维，往往会突破思维定势，引发重大的突破性的创新成果。 例如，1901年，英国工程师布斯看到美国一种车箱除尘器用压缩空气把尘埃吹入容器内，用以除尘。 布斯认为此法并不高明，他反其道而行之，制成了吸尘器[8]。 1901年8月布斯取得专利，并成立了真空吸尘公司。 再比如，1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题。 1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动[9]。

(3)勇于标新立异。

有一篇《标新立异——创造性思维的本质特征》[10]的文章，论述了标新立异在发现和发明创新中的意义。人类社会物质文明的进步性，一个重要指标，就是体现在不断地“推陈出新”，也就是要不断地“标新立异”。这在产品设计方面尤其是这样，当然也并不局限于此。所谓“条条大路通罗马”，每一个人，都可以用“标新立异”这个创新神器找到新发现、新问题，做出新的发明创造成果。

8 学会透过现象看本质

现象以及现象中隐含着的本质是一种客观存在，但是人们对现象中隐含着的本质的认识，却千差万别，有的正确，有的却谬之千里，说明了人们认识反映客观的差异。

有一个管仲临终荐隰朋的故事[11]，讲的是管仲临终时与齐桓公就其死后相位的人选问题的一段对话。齐桓公先后提出了鲍叔牙、易牙、开方、竖刁四个人选征求管仲的意见，认为易牙为了满足国君的食欲不惜烹了自己的儿子以讨好国君、 开方舍弃了做千乘之国太子的机会屈奉于国君、竖刁宁愿自残身肢来侍奉“寡人”，足见对国君忠心耿耿。但是，管仲却认清了深藏在这几人心中的野心，告诫齐桓公远离这些小人。

这个故事恰恰说明，科技工作者必须要善于透过现象，看清楚事物的本质。反之，就会被假象所蒙蔽，不能做出正确的判断。 有鉴于此，作为科技人员，抑或社会工作者，就必须学会分析认识，学会从现象中正确认识内中隐藏着的真实本质。正确的认识，是做出正确的判断和决策的前提。

9 坚持实验与探索

实验是一种有目的的科学验证手段，是科学研究的基本方法之一。他根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。 所以，实验其实是人们对发现或者认知的一种验证。实验不仅有助于验证认知，还有助于矫正认知的偏差，产生新的发现。 例如，富兰克林在1752年6月的风筝实验，不仅使他认识了雷电的本质，还提出了制造避雷针的设想，使建筑物免遭雷击。富兰克林发明的避雷针，一下子风靡一时，并且传遍欧洲和美洲[12]。

探索，是一种研究未知事物的特殊实验手段，是对特定事物进行有目的搜查的行为。例如，爱迪生试制电灯，为了找到一种价钱便宜、 使用时间长的灯丝，他不懈地努力，终於找到了合适的灯丝，发明了电灯。 再比如，天上的星星由何构成？ 宇宙大小几何？ ……从古至今，这类问题一直令人神往、坠入无尽遐想。 直到哥白尼之前，人类对宇宙的认识一直基于猜测和想象，是伽利略的望远镜和哥白尼的日心说，打破了蒙昧和迷茫。人类通过科学的观测手段逐步认识到，我们的地球既不是太阳系的中心，更不是宇宙的中心，太阳系仅仅位于银河系一个不起眼的角落里，由数千亿颗恒星组成的银河系也只是千亿星系的一员。近百年来，科学技术的迅猛发展已使人类的探索视野伸向了更遥远的空间。现如今，我国科学技术的发展突飞猛进，令人振奋。

10 敢于提出质疑

敢于质疑包括敢于挑战权威，指的是敢于向错误的观点、理论、结论，甚至是敢于向提出错误观点、理论、结论的“权威”质疑。 当然，前提是自己首先发现了某种错误的观点、理论、结论。但是，这里我们想强调的是，相对于自己的发现来讲，挑战权威不仅需要自信，还需要难能可贵的、更大的心理和品质的勇气。

比如说，古希腊哲学家亚里士多德认为：不同重量的物体，从高处下降的速度与重量成正比，重的一定较轻的先落地。这个结论到伽利略时期，差不多误导了人们近2 000年，并且从未有人公开怀疑过。 伽利略经过再三的思辨分析，发现这是错误的，于是他大胆地向被尊为圣人的亚里士多德的观点进行了挑战，并且通过比萨斜塔实验，向人们证明了自己观点的正确性[13]。

11 结语

综上所述，其实人们有所发现进而有所发明，并不难。问题在于总有些人缺乏发现的意识，或者把发现问题以及发明创造看得太过高深而已。也有些人，不仅看不起身边那些“显而易见”的小问题，而且又不愿意发现和探讨那些大问题，高不成低不就。 还有些人，本来发现了前人的错误，但是缺乏自信，不敢挑战权威，不敢质疑，以至错过了可贵的发现。 凡此种种，一身一事无成，也就在所难免了。总之，“发现是成功之母”。发现问题的能力在科学研究以及发明创新中具有重要意义，它是一切科学研究活动的前提。没有发现就没有选题，也就没有科学研究。每一个人都应当从发现问题入手，经过不断地发现过程，逐步走向成功。