人類終究有一天要走出地球

談談頓悟 精選

已有 4312 次閱讀 2014-1-14 16:58 |個人分類:教育|係統分類:觀點評述|關鍵詞:思維

提起頓悟，不少人也許會不由自主地想起恍然大悟，不過，在我看來，頓悟和恍然大悟還是有一點區別的。頓悟一般是指自己冥思苦想某一問題而不得法的時候，突然腦海裏麵電光石火般一閃，浮現出一個絕妙的想法，從而使得眼前的難題迎刃而解，這般情境猶如“踏破鐵鞋無覓處，得來全不費工夫”之感。恍然大悟一般是指在別人的啟發下，突然明白了曾不能明白的道理或原因。無論是對於科學研究工作還是技術發明創新，頓悟說成是價值連城，一點都不過分。科學史上最大的頓悟莫過於牛頓被蘋果樹上的蘋果砸中腦袋，頓悟出萬有引力定律；達爾文從加拉帕戈斯群島眾多生物的多樣性頓悟出驚世駭俗的演化論；同樣令人難以置信的是，愛因斯坦居然能夠從電梯加速運動頓悟出“加速度所產生的慣性力和物體所產生的引力等效”，從而建立起廣義相對論，為人類終究有一天要走出地球，奠定了最為堅實的基石。可以說，偉大的科學發現，一定伴隨著偉大的頓悟。這些科學發現與頓悟等客觀事實，就引出了一個話題：頓悟本身有規律可循的嗎？

自歐洲文藝複興誕生出來的科學，到當下的21世紀，科學經曆了風風雨雨，從一粒種子，變成了漫山遍野的參天大樹。科學研究不僅僅揭示了小到肉眼無法觀察的原子世界的規律，而且也揭示了大到浩渺無垠的宇宙的規律，也許更能鼓舞人心的是，科學在揭示人自身蘊藏的科學規律方麵，已經取得了豐碩成果。心理學家對頓悟研究取得的成就，就是這些鼓舞人心的科學成果之一。我們不妨先看看如下涉及頓悟思維的問題：^[1]

問題1、有一艘客船正以每小時20公裏速度駛向碼頭，當船離碼頭50公裏的時候，有一隻海鷗從甲板起飛，飛向碼頭。同時，一艘快艇正以每小時30公裏的速度從碼頭駛向客輪。海鷗以每小時40公裏的速度在客輪和快艇之間來回飛，當客輪與快艇相遇的時候，海鷗一共飛了多少公裏？

問題2、每24小時池塘裏麵的水百合就長出一倍，在春天的第一天隻有一朵水百合。60天後，水百合長滿了整個池塘。哪一天有半池塘水百合？

問題3、如果你的抽屜隻有白色短襪和黑色短襪，其比例是4 : 5（雙），那麽，拿出多少雙短襪才能保證其中有兩雙同樣顏色的襪子？

問題4、假設煮雞蛋需要15分鍾。用一個7分鍾沙漏和一個11分鍾沙漏為煮雞蛋計時，如何計時既簡便又準確？

問題5、房間隻有兩根長棍和一副夾具，要求在房間裏麵不借助任何工具，做一個可以掛衣服的衣架。

就像人長時間吃一類食品會形成口味偏好一樣，人長期用一種思維模式思考問題，也會形成一種思維偏好。一般學習及練習歐幾裏得幾何證明，往往會形成一種思維假象或者定式：解決問題都應該從公理和公設出發，一步一步遵循嚴密的邏輯來推論。這種思維稱為正向線性思維，或者稱為垂直思維。其實，頓悟的產生與問題的證明往往不是一回事。頓悟的產生往往是非邏輯的、非線性的，頓悟出來的思想是否正確才是需要用邏輯和客觀事實來檢驗。為了解決正向線性思維（或垂直思維）的不足，美國著名數學家及數學教育家波利亞在《怎樣解題》中介紹，帕普斯提出“倒著想思維”（Working Backwards Thinking），就是從結果為出發點，倒著往前回溯^[2]。英國著名思維大師愛德華.德.波諾在《水平思考法》中提出“轉移問題的焦點”^[3]。這兩種看似不同的思維方法，其實，其本質是一樣的。對於上麵的第1題來說，如果思維的焦點，始終是聚焦在如何計算海鷗每一次在客船和快艇之間飛過的距離，然後，將每次飛過的距離相加，從而求出當客輪與快艇相遇的時候，海鷗一共飛了多少公裏這個問題。這種思維就是典型的正向線性思維（或垂直思維），從邏輯方麵來說，顯然這種解題想法是沒有什麽錯的，但是，這種正向線性思維（或垂直思維）往往將會使得問題的解決更加複雜化，這是不言而喻的。一般說，遇到一個實際問題，習慣性采用正向線性思維（或垂直思維）來思考問題。不過，當采用這種思維不靈的時候，需要采用愛德華.德.波諾博士說的“水平思維”（Lateral Thinking），或波利亞老師說的“倒著想思維”（Working Backwards Thinking），主動轉移問題的焦點，不再直接思考每一次海鷗在客輪和快艇之間飛了多遠的距離，而是從事情的結局思考起：當客輪與快艇相遇的時候，客輪（或快艇）花費了多長時間，這個時間也是海鷗在客輪與快艇之間來回飛行的時間。用這個時間乘以海鷗的速度，就是海鷗在客輪與快艇之間來回飛行的距離。可以這樣說，隻要我們腦袋主動轉移問題的焦點，這個頓悟還是比較容易獲得。頓悟一旦獲得，問題就好迎刃而解。第一題的正確答案是：40公裏。

用同樣的思維來思考第2題，也很容易獲得頓悟：從最後水百合長滿整個池塘開始倒推，根據題設，就會知道前一天水百合恰好長滿半池塘。第2題的正確答案是59天。

我們再回到頓悟這個話題的本身，頓悟的本質是什麽的呢？心理學家Robert  Sternberg和Janet Davidson（1982）研究後指出：“第一種能力是選擇性編碼（selective encoding），即選擇與問題有關的信息，忽略幹擾信息的能力；第二種能力是選擇性組合（selective combination），即把看上去不相關的信息組合在一起；第三種能力是選擇性比較（selective comparison），即把新問題與過去的信息或過去已解決的問題進行比較”。

對於上述第3題而言，如果沒有發現已知信息4 : 5是多餘的幹擾信息，就很難頓悟出，隻需要從抽屜拿出3雙襪子，就可以保證有兩雙襪子是同一種顏色。解決這道題目，就要涉及到“選擇性編碼”（selective encoding）能力。

對於上述第4題，需要這樣來組合已知信息：讓7分鍾沙漏和11分鍾沙漏同時工作。當7分鍾沙漏剛好漏完的時候，開始煮雞蛋。當11分鍾沙漏漏完的時候，時間剛好過去了4分鍾，這個時候迅速將沙漏倒轉過來，繼續計時，再漏11分鍾，就恰好是15分鍾。解決這道題目，就要涉及到“選擇性組合”（selective combination）能力。

對於上述第5題，如果曾經在建築工地看到過現澆預製板的模具，需要腳手架頂著，並且能夠適時地回想起來，就會產生頓悟：將兩根木棍用夾具夾起來，棍子的一頭抵住地麵，一頭頂住天花板，這樣就能解決問題。解決這道題目，就要涉及到“選擇性比較”（selective comparison）能力。如圖1所示：

圖1 運用“選擇性比較”來解決實際問題 

在生活和工作中不難發現，一部分人缺少頓悟，另外一部分人相對來說，能夠不斷產生頓悟。那是什麽因素阻礙人們產生頓悟的呢？1995年，心理學家Isaak & Just發表論文指出：“固著是問題解決的一個重要阻礙，它使人們給自己的思維加上了不必要的限製，堅持錯誤的問題解決方法，或根本不考慮其它可能的問題解決方法”。例如，怎樣種植四棵樹才能使得彼此之間的距離相等？如果思維被自己局限於平麵的話，這個問題就沒有辦法解決。其實，堆一個小土堆就能解決這個問題。三棵樹等距地在土堆的周圍，第四棵樹栽種在土堆的頂部^[4]。如圖2所示：

圖2 種植四棵等距的樹 

心理學家對阻礙頓悟產生的原因進行了一係列研究，總結出有如下幾類原因：^[5]

1、功能性固著障礙

功能性固著阻礙是心理學家German 和 Barrett於2005年提出的一個概念，意思是不能看到熟悉的物體（或以特定方式使用的物體）的新用途或功能。如果你曾用一枚硬幣擰過螺絲釘，說明你能夠基本克服功能性固著。

2、情緒固著障礙

一些人不敢提出具有創造性的方案是因為害怕自己出洋相，害怕犯錯誤，不能容忍模棱兩可的認識或者過度自我批評等等。例如，建造師由於害怕受到同行指責而不敢嚐試突破傳統的設計。

3、文化固著障礙

根據某些文化中的價值觀，幻想是浪費時間，玩耍僅僅是兒童的權利，在問題的解決過程中強調理念、邏輯和數字的作用，而貶低情感、直覺、快樂和幽默的作用。例如，在討論如何解決一個市場開發問題的時，公司經理聽到市場調查小組成員們開玩笑似地提出一個又一個解決方案，他生氣起來，嚴格地加以製止。

4、習慣固著障礙

人們對一些物品的用途、意義、可能性和禁忌有著習得的功能性固著觀念。例如，廚師四處尋找一個幹淨碗放佐料，而沒有意識到手邊的煎鍋也能用來做同樣的事情。

5、知覺固著障礙

人們會因為一些知覺習慣而不能識別問題中的要素。例如，一個開始學習作畫的人往往專注於畫一瓶花，而不能意識到花瓶周圍的空間也將是作品的一部分。

著名思維大師愛德華.德.波諾在《水平思考法》（The Use of Literal Thinking）一書中，介紹了如下方法來克服阻礙頓悟產生的某些因素；^[6]

1、轉移看待問題的焦點

看待事物的方式哪怕隻發生了微妙的變化，也會產生深遠複雜的影響。用什麽方法來根治天花，就是愛德華.傑納把他的關注的焦點從人們為什麽得天花，轉移到為什麽牛奶場的女工不得天花。正是轉移了看待問題的焦點，科學家才找到通過種牛痘來避免得天花的方法，從而結束了天花在西方世界數個世紀的肆意橫行。

2、避免僵化的分類和名稱

新的創意能夠更多地降臨在那些能夠擺脫僵化的分類和名稱的束縛的人身上。有一個故事是這樣的：在一次戰爭中，一名轟炸機飛行員在返回的路上發現飛機失控了。經過檢查診斷，是水壓係統發生了滲漏，而當時飛機上沒有任何液體可以利用。但是最後，機上全體人員都獲救了，因為有人想到用尿來加滿水壓係統。這是一個非常簡單而且效果明顯的解決方法，但是，很多人難以想到這個方法，其原因就是因為固定的名稱和分類，使得尿和飛機的水壓係統成了毫不相幹的兩個對象。

3、采用多種方式看待問題

有一個十分簡單的技巧，就是在看待事物之前先規定自己要從幾種不同的方式來進行對比分析。這個數目可以是3，5或者更多。每遇到一個問題，我們都應有意識地用一定數量的方式來加以分析看待。不論某種最顯而易見的方式是多麽具有說服力，我們都要堅持用自己規定數量的方式來重新看待問題。隻要持之以恒地練習，我們將會發現解決問題的手段和方法會越來越豐富。還有一個很有效的技巧是有意識地顛倒事物之間的關係。例如，我們不把房子的屋頂看作是由牆支撐的，而是假設牆是從屋頂上懸掛下來的。與其通過飛機的機身移動帶動機翼向上，不如讓機身保持不動而隻讓機翼運動，例如，直升機就是。還有一個十分給力的思維技巧是采用類比，把一個待解決問題中的因素之間的關係，轉移到另外一個比較熟悉和容易掌握的情況中去。

不論科學學習及研究，歸根到底是思維問題。年輕的學子朋友，本篇博文希望能夠給你們在科學學習及研究中助一臂之力。畢竟你們才是生力軍，我們民族的未來掌握在你們手中，更在你們腳下！

參考文獻：

1、[美] Dennis Coon，John O. Mitterer 著，鄭鋼等譯，《心理學導論--思想與行為的認識之路》，中國輕工業出版社，2008，p382。

2、[美]G.波利亞著，徐泓，、馮承天譯，《怎樣解題》，上海科技教育出版社，2007，p186。

3、[英]愛德華.德.波諾 著，馮楊譯，《水平思考法》，山西人民出版社，p100。

4、[美] Dennis Coon，John O. Mitterer 著，鄭鋼等譯，《心理學導論--思想與行為的認識之路》，中國輕工業出版社，2008，p383。

5、同上。

6、[英]愛德華.德.波諾 著，馮楊譯，《水平思考法》，山西人民出版社，p84。

 

本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-39840-759088.html  此文來自科學網張能立博客，轉載請注明出處。 
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[17]邱嘉文  2015-2-5 15:44

 

我要寫篇博文科普下，對“頓悟”的頓悟——TRIZ理論。

[16]邱嘉文  2015-2-5 15:42

 

看來，科學網上研究過TRIZ理論的人不多。

[15]邱嘉文  2015-2-5 15:40

 

如果您研究一下TRIZ理論，可能觀點會有所變化。

[14]fangfeng1979  2014-3-1 15:46

 

張老師不做哲學研究可惜了。
僅僅看了題目，就想到慧能，菩提本無樹，明鏡亦非台，本自無一物，何處惹塵埃。這個境界不是看上去那麽簡單明了，這個是多年參悟下來的結果，在參悟到最後的那一刹那，就叫“頓悟”。

博主回複(2014-3-1 16:42)：   ，多謝點評。我所言的頓悟，不僅僅是明理，而且是要解決現實中的問題的那種頓悟。

[13]李天成  2014-1-20 17:55

 

思維方式（包括固化了的）是可以訓練的~~
生活中，要善於讓自己換個思維考慮問題，多找些別的方法途徑

博主回複(2014-1-20 18:54)：是的，思維要像鍛煉身體那樣，有意識地每天自我訓練一下。

[12]李天成  2014-1-20 17:54

 

非常好。。。可惜第一時刻第4第5道題我沒想到，值得借此反思一下自己的思維。

[11]程代展  2014-1-15 12:55

 

好文章,學習了!

對第2題的歪批: 到第60天,池塘裏有 $2^{59}$ 朵百合. 就算一朵麵積 5 平方厘米, 池塘麵積大約為中國領土的25-30倍. 這是什麽池塘呀?

博主回複(2014-1-15 17:43)：程老師的指導，我又想起這個問題本身就應該引起警覺，因為這個問題與“棋盤上放麥子的故事”是一樣的，但是，我也因為“固著”沒有覺察出來，慚愧，還需要繼續不斷修煉。

博主回複(2014-1-15 14:31)：嗬嗬，程老師明銳的眼光和思維，讓我恍然大悟了，而不是頓悟。謝謝程老師指正，順祝程老師冬安。

博主回複(2014-1-15 14:27)：謝謝程老師鼓勵。顯然我認真寫這篇博文，但是，也仍然被自己的博文所局限。程老師的質疑，非常給力，讓我的又多了一些進步。向程老師的思維學習！

[10]劉全勇  2014-1-15 11:29

 

學習了，確實是一篇難得的好文章！

“頓悟和恍然大悟還是有一點區別的。頓悟一般是指自己冥思苦想某一問題而不得法的時候，突然腦海裏麵電光石火般一閃，浮現出一個絕妙的想法，從而使得眼前的難題迎刃而解，這般情境猶如“踏破鐵鞋無覓處，得來全不費工夫”之感。恍然大悟一般是指在別人的啟發下，突然明白了曾不能明白的道理或原因。”

關於這段話的理解，是否可以作如下推測（看是否有道理？）：

“頓悟”通常“發生在不是刻意去解決一個具體問題時、而又恰好在另外一個完全不同的場合下”突然獲得了解決這個問題的線索或方法”，其“頓悟”過程或許表現為“放鬆休息--敏銳觀察-聯想類比-突破問題-沉重歡喜”，在科研成果的表現上或許可稱之為“發現”。

“恍然大悟”通常“發生在刻意去解決一個具體問題時、而又恰好存在眾多其它前提的引導下”突然獲得了解決這個問題的線索或方法”，其“恍然大悟”過程或許表現為“存在問題-深入思考-聯想類比-突破問題-放鬆歡喜”，在科研成果的表現上或許可稱之為“發明和創造”。

舉例：

例如，文中張老師列舉的5個問題，你可以采用一般的思維方法來解決，但是，如果你是隨著張老師文中的思路和引導，最終突然找到了一個最為簡潔的解題方法，同時，你還有能力將所體驗的方法隨心用到相同領域其它類似問題的解決，或許就較接近於“恍然大悟”。

再如，文中張老師列舉的5個問題，你可以采用一般的思維方法來解決，但是，如果你不隨著張老師文中的思路和引導，而是在另外一個完全不同領域或者場合中觀察到一個相似解決問題的線索和方法，最終突然找到了一個最為簡潔的解題方法，同時，你還有能力將所體驗的方法隨心用到不同領域其它類似問題的解決，或許就較接近於“頓悟”。

博主回複(2014-1-15 14:14)：劉老師對於頓悟和恍然大悟的解讀，很精妙，學習了。謝謝劉老師交流。

[9]lrx  2014-1-14 22:31

 

問題1的第二問:
當兩船相遇時,海鷗頭朝哪個方向?

[8]jpx720  2014-1-14 22:20

 

一沙一世界， 一花一天堂。
雙手握無限， 刹那是永恒。
一沙一世界， 一花一天堂，
一樹一菩提， 一葉一如來。
天真的預言， 頓悟的偈語。

[7]ch555  2014-1-14 20:35

 

達爾文不去那個島，會有頓悟嗎？所以頓悟前一定有些線索，否則跨度太大了，不可信。楊振寧李政道的爭論也集中在這一點，楊認為不需線索，就可以頓悟；李認為不可信，頓悟前一定有線索。

[6]梁禮銘  2014-1-14 19:01

 

又看到頓悟，以前看到的頓悟，大部分是關於道之類的頓悟，讓我隻能遠觀，而不可近得，比如王陽明的龍場悟道，還有。。不記得了（囧），張老師的頓悟則更具體更實際也更有操作性。

博主回複(2014-1-14 19:18)：小梁好，本博文就是想把洋人說的有關如何防止不利於頓悟產生的原因，或者如何有效產生頓悟的方法分享出去，助你們年輕學生一臂之力，不斷提升自己的創新性和創新力。

[5]刁空非  2014-1-14 18:07

 

詞源學上講，頓悟來自佛教禪宗。

[4]印大中  2014-1-14 17:47

 

好文！問好！在哪裏發表？歡迎參看我的科學網博文“置頂2”——科學靈感產生的生物學原理。

博主回複(2014-1-14 18:25)：謝謝印老師鼓勵。此博文沒有在其它媒體上發表，科學網是首法。印老師的博文我已經認真拜讀了，謝謝印老師。

[3]李紅雨  2014-1-14 17:43

 

對頓悟的技術性方法做了描述，而非頓悟的生物學機理，可惜頓悟本身的複雜性，意味著技術性的東西都不具有普遍意義，更多的是提供一些思考的視角

[2]DXY1234  2014-1-14 17:34

 

嗬嗬 抄的不錯  

博主回複(2014-1-14 17:36)：謝謝質疑和批評。

[1]戴世強  2014-1-14 17:32

 

此文極其精彩！其顯著特色是：
1）用淺顯易懂的語言闡釋了頓悟的概念：“頓悟一般是指自己冥思苦想某一問題而不得法的時候，突然腦海裏麵電光石火般一閃，浮現出一個絕妙的想法，從而使得眼前的難題迎刃而解，這般情境猶如‘踏破鐵鞋無覓處，得來全不費工夫’之感。”而後又從哲學的角度分析了頓悟。
2）著重介紹了與頓悟相關的“水平思維”、“倒著想思維”，推介了大學問家的觀點，並用生動有趣的實例加以說明。
3）有理有據地講述了阻礙頓悟產生的原因以及如何克服這種阻礙。
後兩點在一般介紹頓悟的文章裏較少涉及，頗有啟發性。
留言者正在撰寫一篇有關頓悟的文章，讀了此文，獲益匪淺。請朋友們認真讀一讀這篇好文。

博主回複(2014-1-14 17:36)：謝謝戴老師一直以來對我的鼓勵和鞭策。您我同心：就是盡最大力量幫助年輕學子盡快成長，為中國科學教育及研究當一塊鋪路石。