論如何發現科學研究問題
——以提升發現能力的途徑為例

董振域，趙團，王嘉嘉

（內蒙古科技大學經濟與管理學院，內蒙古包頭 014010）

“發現是成功之母”[1]，發現是一切科學研究、發明創新和成功的基礎和前提。愛因斯坦說： 提出（發現）一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已。 而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步[2]。

人們的發現和發明創新能力是有差異的。 有些人對問題“視而不見”，有些人只能發現“顯而易見”的問題，有些人卻可以做到“見而深刻”。就像扁鵲論醫術那樣：上醫治未病，中醫治已病，下醫治大病[3]。不少人，正是因為苦于有所發現，因而一生難以做出夢想的發明創新成果。在科技史上，一些著名的科學家也曾經有過與重大發現失之交臂的遺憾事例[4]。 殊不知，發現問題的能力是可以培養和提高的。 論如何提高發現科學研究問題，在于指導科技工作者特別是大學生等新生研究者認識和掌握發現的技巧，叩開發現之門，有效提高自身的發現和發明創新能力，為科學研究奠定首要的發現能力基礎。

值得注意的是，事物被人們發現的機理和層次是不同的：從五官察覺，到思維辨析、實驗、探索等，逐漸走向高級。 人們發現問題的躍升趨勢呈現出從易到難的特征，對問題重要性的的認識也逐步提高。

人的五官感覺，是指動用眼、耳、鼻、舌、皮膚等感覺器官，去覺察身邊的光、聲、氣、味、光潔度等顯性信息。 而思維辨析、實驗、探索等，則是去開發、認識事物的非顯性信息和規律等。一般來說，人們動用感覺器官來覺察顯性信息的能力是基本具有的，只不過在敏銳性上存在著差異。但是，如果用思維辨析、實驗、探索等方式，來開發、認識事物的非顯性信息和規律，對大眾來說是不容易的，甚至這只是專業人員或者是發明家、科學家的能力。 當然，科學家也是從大眾發展來的。 因此，“大眾”不斷提高自身的發現和發明創造能力，也可能成為科學家，這也非常合乎規律。以下將從十個方面論述如何提高發現能力的具體途徑。

1 激發對問題的發現欲

提到發明創造，學術界往往要提起樹立興趣和愛好的問題。講的是，如果沒有發明創造的興趣和愛好的話，人們是很難做出發明創新成果的。

激發發現欲，包括三層意思。

其二，是樹立發明創新的信心。 發現問題是前提，發明創新是發現問題后做出的研究成果。 如果只關注發現和提出問題，不關注解決問題，那么就依然不會做出發明創新成果，就會喪失發現問題的動力。發現與發明創新是相輔相成的伴生體。沒有發現，就沒有發明創新；沒有發明創新，發現也就失去了意義。本質地說，發明創新的能力，還是依賴于發現的能力。發明創新也并不是什么高不可攀的難事。 然而，我們有好多人，正是因為把發明創新看得高不可攀，因而缺乏發明創新的信心，所以才懶得去發現問題。

其三，是培育興趣和愛好。前面樹立了發現以及發明創新的信心，那么就為接下來培養發現問題的興趣和愛好奠定了基礎。 興趣和愛好會給人以力量。 從前，本來是“視而不見”問題的人，現在，卻輕松地從那些“顯而易見”的現象中獲得了益處，品嘗到了發現的甜頭。接著，他們就會進一步發展，樹立信心，產生興趣和愛好，從而產生了進一步往前走的欲望和力量。

興趣和愛好也是很好的老師。 經過這個“老師”的鼓勵，興趣和愛好便會增強，一旦發展到強烈的欲望，甚至會令人廢寢忘食。 至此，作為科研人員應當具備的、最基本的發現意識和能力，也就初步生成了。

2 增強發現問題的敏銳性

增強發現問題的敏銳性，這是在樹立發現欲基礎上進入的高一級層次。 欲望，這只是一種心理的向往。敏銳性，則更多的是生理和心理對接觸外界刺激的一種復合反應。 這種反應，同樣也是可以通過培育（特別是自身的能動作用），而不斷增強和提高的。 敏銳性的基本要求是，當你的身邊一旦有“風吹草動”的信息變化，或者是他人還毫無察覺的微弱信息變化時，你本人已經先于他人引起了警覺的注意，甚至能夠做出適當的反應。在開展科學研究，不妨注意一下研究中的負效應等變化現象，你可能會像居里夫人和弗萊明那樣抓住這些可貴的科學現象，做出重大的發明創造。

3 用“覺察”替代“觀察”

用“覺察”替代“觀察”，因為“覺察”比“觀察”具有更加豐富的內含。“觀察”往往強調的是可視能力，這似乎與“盲人”無關。 而“覺察”強調綜合動用的是眼、耳、鼻、舌、皮膚等感覺器官，洞悉身邊的光、聲、氣、味、光潔度等顯性信息的能力，顯然這比“觀察”多了好多可用資源。 并且，綜合動用感覺器官做出的發明創新成果，能夠更加精準！即便是“盲人”，也可以發現問題，甚至做出令人折服的發明創新成果。 “千里眼”與“順風耳”各有優勢，各顯神通。人人可以有所發現，人人可以有所發明創新。

4 培養發散思維和創造思維

動腦愛思考，講的是動用腦力，能動開展思維辨析的問題。 除了“顯而易見”并且極容易解決的問題和現象外，生活和工作中，還存在著大量的非顯而易見并且難以解決的問題和現象。 對那些非顯而易見并且難以解決的問題和現象，如果不善于動用腦力，開展能動思維辨析，是難以發現問題的，也就難以發現解決這些問題的途徑的。 比如說魯班，當他的手被茅草劃破后，他引起了注意，通過觀察，發現茅草的外形構造，進一步聯想思考，發現了砍伐樹木的新方法，發明了鋸子。 還有牛頓，他看到了蘋果掉落到地球的現象時，便產生了為什么蘋果要掉落到地球的疑問，引發了可貴的深入思考，做出了“萬有引力定律”的貢獻[5]。 “萬有引力”就是隱藏很深的科學問題。

5 善于抓矛盾

“矛盾”就是問題現象的信息點。 科研人員要善于抓矛盾，善于抓住有爭議的問題，如學術上的“爭鳴”問題等，開展進一步的分析研究。 或許，我們就能夠做出令人點贊的發明創新成果。 “自相矛盾”的成語就是智者對矛盾謬論的諷刺。“兩小兒辯日”難住了孔圣人，說明這里就有需要解決的科學問題。發現事物的對立面，關注一下人們對問題的爭鳴，就會發現開展研究的問題點，這就為解決問題立了項。

在信息方面，基層政府掌握著關于這個社區的人口結構、年齡結構、低保家庭戶數等所有基本信息，社工組織唯有與政府建立良好的關系，才能取得社區的一手資料，為以后開展社工服務提供便利。同樣的，在合法性方面，對于社工組織而言，當前最重要的合法性資源應當來自于行政(政府)、法律(司法部門) 和社會(公眾)⑥。社工組織作為以政府購買服務形式成立的非營利組織，它的合法性主要有賴于政府把自身的合法性讓渡或傳遞過來。

6 建立理想化模型

把所研究對象理想化，是創造性思維的基本方法之一，也是TRIZ 中一種強有力的思維工具，在創新過程中起著重要作用。 TRIZ 理論在解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化思想來定義問題的最終理想解，用以明確理想解所在的方向和位置，保證在問題解決過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解，從而避免了傳統創新涉及方法中缺乏目標的弊端，有效提升了創新設計的效率。TRIZ 理論的理想化形態及其含義[6]。

理想系統：沒有實體，不消耗能源，功能實現。

理想過程：只有過程的結果，而沒有過程本身。

理想資源：資源可以隨意使用，而且不必付費。

理想方法：不消耗能量及時間，獲得所需功能。

理想機器：沒有質量、體積，但能完成工作。

理想物質：沒有物質，功能得以實現。

在客觀世界中，除了理想資源以外，完全的理想化形態是不會有的。 但是，依靠科學技術的進步，技術系統逐步趨近于理想化形態還是可能的。 用理想化思想去衡量研究對象，就會不斷地發現技術或者管理方面需要進化的問題。 科學技術的進步和人類社會的發展將永不停步，勇往直前！ 例如：人民幣作為人們購物的一種必備“物質”形態，原本在購物關系中是不可或缺的，但是現在隨著“支付寶”“微信”等支付技術的出現，卻實現了不需要“紙幣”這種“物質”形態，同樣也可以實現購物的功能，而且更加便捷，實物形態的錢幣正在逐漸消失。特別是，銀行這種“實體”店面、柜員機等，也在逐漸淡出人們的日常生活中。

7 用方法來支持

用方法支持來發現問題和創新點，是指利用思維和創新方法來幫助發現問題以及創新點。 思維及其創新方法在這方面具有重要意義。 可以幫助發現新問題或者產生創新成果的思維形式有很多種，如推理、判斷、證明、歸納、概括、總結、聯想、發散、收斂、順向、逆向、求同、求異等。需要特別指出的是，并不是只有所謂的“創新思維”才可以產生發明創新成果。 科學研究所常用的歸納、概括、總結等等思維形式，也都可以產生發明創新成果。限于篇幅，以下列舉幾種常見的思維形式，供大家從中受到啟發，舉一反三。

（1）善于邏輯思維。

邏輯思維是科學領域，特別是數理領域最常用的思維方法。運用歸納、演繹、抽象、概括、論證等方法，可以實現對客觀事物的深刻揭示和正確認識。例如，原來醫學界盛行著一種錯誤的理論： 認為人的血液產生于肝臟，經動脈遍布全身后在體內完全消耗干凈。這是公元2世紀羅馬醫學家蓋侖提出來的。 然而英國醫生哈維發現，心臟就象水泵那樣工作，收縮時，把大約56.7g血液送到動脈。 脈搏每分鐘在72～90 次之間。 通過演算，他發現一顆心臟每小時竟然輸送大約245kg 以上的血液，然而人體絕不可能每小時制造并消耗這么多血液。 他斷定：從心臟流出的血液在體內循環，再通過靜脈返回心臟[7]。 從而誕生了血液循環理論。

（2）敢于逆向思維。

逆向思維與順向思維不同，它不是按原有的思路進行思考，而是向相反方向開展思維，往往會突破思維定勢，引發重大的突破性的創新成果。 例如，1901年，英國工程師布斯看到美國一種車箱除塵器用壓縮空氣把塵埃吹入容器內，用以除塵。 布斯認為此法并不高明，他反其道而行之，制成了吸塵器[8]。 1901年8月布斯取得專利，并成立了真空吸塵公司。 再比如，1820年丹麥物理學家奧斯特發現電流磁效應后，許多物理學家便試圖尋找它的逆效應，提出了磁能否產生電，磁能否對電作用的問題。 1821年英國科學家法拉第首先證明可以把電力轉變為旋轉運動[9]。

(3)勇于標新立異。

有一篇《標新立異——創造性思維的本質特征》[10]的文章，論述了標新立異在發現和發明創新中的意義。人類社會物質文明的進步性，一個重要指標，就是體現在不斷地“推陳出新”，也就是要不斷地“標新立異”。這在產品設計方面尤其是這樣，當然也并不局限于此。所謂“條條大路通羅馬”，每一個人，都可以用“標新立異”這個創新神器找到新發現、新問題，做出新的發明創造成果。

8 學會透過現象看本質

現象以及現象中隱含著的本質是一種客觀存在，但是人們對現象中隱含著的本質的認識，卻千差萬別，有的正確，有的卻謬之千里，說明了人們認識反映客觀的差異。

有一個管仲臨終薦隰朋的故事[11]，講的是管仲臨終時與齊桓公就其死后相位的人選問題的一段對話。齊桓公先后提出了鮑叔牙、易牙、開方、豎刁四個人選征求管仲的意見，認為易牙為了滿足國君的食欲不惜烹了自己的兒子以討好國君、 開方舍棄了做千乘之國太子的機會屈奉于國君、豎刁寧愿自殘身肢來侍奉“寡人”，足見對國君忠心耿耿。但是，管仲卻認清了深藏在這幾人心中的野心，告誡齊桓公遠離這些小人。

這個故事恰恰說明，科技工作者必須要善于透過現象，看清楚事物的本質。反之，就會被假象所蒙蔽，不能做出正確的判斷。 有鑒于此，作為科技人員，抑或社會工作者，就必須學會分析認識，學會從現象中正確認識內中隱藏著的真實本質。正確的認識，是做出正確的判斷和決策的前提。

9 堅持實驗與探索

實驗是一種有目的的科學驗證手段，是科學研究的基本方法之一。他根據科學研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門的儀器設備，而人為地變革、控制或模擬研究對象，使某一些事物（或過程）發生或再現，從而去認識自然現象、自然性質、自然規律。 所以，實驗其實是人們對發現或者認知的一種驗證。實驗不僅有助于驗證認知，還有助于矯正認知的偏差，產生新的發現。 例如，富蘭克林在1752年6月的風箏實驗，不僅使他認識了雷電的本質，還提出了制造避雷針的設想，使建筑物免遭雷擊。富蘭克林發明的避雷針，一下子風靡一時，并且傳遍歐洲和美洲[12]。

探索，是一種研究未知事物的特殊實驗手段，是對特定事物進行有目的搜查的行為。例如，愛迪生試制電燈，為了找到一種價錢便宜、 使用時間長的燈絲，他不懈地努力，終於找到了合適的燈絲，發明了電燈。 再比如，天上的星星由何構成？ 宇宙大小幾何？ ……從古至今，這類問題一直令人神往、墜入無盡遐想。 直到哥白尼之前，人類對宇宙的認識一直基于猜測和想象，是伽利略的望遠鏡和哥白尼的日心說，打破了蒙昧和迷茫。人類通過科學的觀測手段逐步認識到，我們的地球既不是太陽系的中心，更不是宇宙的中心，太陽系僅僅位于銀河系一個不起眼的角落里，由數千億顆恒星組成的銀河系也只是千億星系的一員。近百年來，科學技術的迅猛發展已使人類的探索視野伸向了更遙遠的空間。現如今，我國科學技術的發展突飛猛進，令人振奮。

10 敢于提出質疑

敢于質疑包括敢于挑戰權威，指的是敢于向錯誤的觀點、理論、結論，甚至是敢于向提出錯誤觀點、理論、結論的“權威”質疑。 當然，前提是自己首先發現了某種錯誤的觀點、理論、結論。但是，這里我們想強調的是，相對于自己的發現來講，挑戰權威不僅需要自信，還需要難能可貴的、更大的心理和品質的勇氣。

比如說，古希臘哲學家亞里士多德認為：不同重量的物體，從高處下降的速度與重量成正比，重的一定較輕的先落地。這個結論到伽利略時期，差不多誤導了人們近2 000年，并且從未有人公開懷疑過。 伽利略經過再三的思辨分析，發現這是錯誤的，于是他大膽地向被尊為圣人的亞里士多德的觀點進行了挑戰，并且通過比薩斜塔實驗，向人們證明了自己觀點的正確性[13]。

11 結語

綜上所述，其實人們有所發現進而有所發明，并不難。問題在于總有些人缺乏發現的意識，或者把發現問題以及發明創造看得太過高深而已。也有些人，不僅看不起身邊那些“顯而易見”的小問題，而且又不愿意發現和探討那些大問題，高不成低不就。 還有些人，本來發現了前人的錯誤，但是缺乏自信，不敢挑戰權威，不敢質疑，以至錯過了可貴的發現。 凡此種種，一身一事無成，也就在所難免了。總之，“發現是成功之母”。發現問題的能力在科學研究以及發明創新中具有重要意義，它是一切科學研究活動的前提。沒有發現就沒有選題，也就沒有科學研究。每一個人都應當從發現問題入手，經過不斷地發現過程，逐步走向成功。