人类终究有一天要走出地球

谈谈顿悟 精选

已有 4312 次阅读 2014-1-14 16:58 |个人分类:教育|系统分类:观点评述|关键词:思维

提起顿悟，不少人也许会不由自主地想起恍然大悟，不过，在我看来，顿悟和恍然大悟还是有一点区别的。顿悟一般是指自己冥思苦想某一问题而不得法的时候，突然脑海里面电光石火般一闪，浮现出一个绝妙的想法，从而使得眼前的难题迎刃而解，这般情境犹如“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫”之感。恍然大悟一般是指在别人的启发下，突然明白了曾不能明白的道理或原因。无论是对于科学研究工作还是技术发明创新，顿悟说成是价值连城，一点都不过分。科学史上最大的顿悟莫过于牛顿被苹果树上的苹果砸中脑袋，顿悟出万有引力定律；达尔文从加拉帕戈斯群岛众多生物的多样性顿悟出惊世骇俗的演化论；同样令人难以置信的是，爱因斯坦居然能够从电梯加速运动顿悟出“加速度所产生的惯性力和物体所产生的引力等效”，从而建立起广义相对论，为人类终究有一天要走出地球，奠定了最为坚实的基石。可以说，伟大的科学发现，一定伴随着伟大的顿悟。这些科学发现与顿悟等客观事实，就引出了一个话题：顿悟本身有规律可循的吗？

自欧洲文艺复兴诞生出来的科学，到当下的21世纪，科学经历了风风雨雨，从一粒种子，变成了漫山遍野的参天大树。科学研究不仅仅揭示了小到肉眼无法观察的原子世界的规律，而且也揭示了大到浩渺无垠的宇宙的规律，也许更能鼓舞人心的是，科学在揭示人自身蕴藏的科学规律方面，已经取得了丰硕成果。心理学家对顿悟研究取得的成就，就是这些鼓舞人心的科学成果之一。我们不妨先看看如下涉及顿悟思维的问题：^[1]

问题1、有一艘客船正以每小时20公里速度驶向码头，当船离码头50公里的时候，有一只海鸥从甲板起飞，飞向码头。同时，一艘快艇正以每小时30公里的速度从码头驶向客轮。海鸥以每小时40公里的速度在客轮和快艇之间来回飞，当客轮与快艇相遇的时候，海鸥一共飞了多少公里？

问题2、每24小时池塘里面的水百合就长出一倍，在春天的第一天只有一朵水百合。60天后，水百合长满了整个池塘。哪一天有半池塘水百合？

问题3、如果你的抽屉只有白色短袜和黑色短袜，其比例是4 : 5（双），那么，拿出多少双短袜才能保证其中有两双同样颜色的袜子？

问题4、假设煮鸡蛋需要15分钟。用一个7分钟沙漏和一个11分钟沙漏为煮鸡蛋计时，如何计时既简便又准确？

问题5、房间只有两根长棍和一副夹具，要求在房间里面不借助任何工具，做一个可以挂衣服的衣架。

就像人长时间吃一类食品会形成口味偏好一样，人长期用一种思维模式思考问题，也会形成一种思维偏好。一般学习及练习欧几里得几何证明，往往会形成一种思维假象或者定式：解决问题都应该从公理和公设出发，一步一步遵循严密的逻辑来推论。这种思维称为正向线性思维，或者称为垂直思维。其实，顿悟的产生与问题的证明往往不是一回事。顿悟的产生往往是非逻辑的、非线性的，顿悟出来的思想是否正确才是需要用逻辑和客观事实来检验。为了解决正向线性思维（或垂直思维）的不足，美国著名数学家及数学教育家波利亚在《怎样解题》中介绍，帕普斯提出“倒着想思维”（Working Backwards Thinking），就是从结果为出发点，倒着往前回溯^[2]。英国著名思维大师爱德华.德.波诺在《水平思考法》中提出“转移问题的焦点”^[3]。这两种看似不同的思维方法，其实，其本质是一样的。对于上面的第1题来说，如果思维的焦点，始终是聚焦在如何计算海鸥每一次在客船和快艇之间飞过的距离，然后，将每次飞过的距离相加，从而求出当客轮与快艇相遇的时候，海鸥一共飞了多少公里这个问题。这种思维就是典型的正向线性思维（或垂直思维），从逻辑方面来说，显然这种解题想法是没有什么错的，但是，这种正向线性思维（或垂直思维）往往将会使得问题的解决更加复杂化，这是不言而喻的。一般说，遇到一个实际问题，习惯性采用正向线性思维（或垂直思维）来思考问题。不过，当采用这种思维不灵的时候，需要采用爱德华.德.波诺博士说的“水平思维”（Lateral Thinking），或波利亚老师说的“倒着想思维”（Working Backwards Thinking），主动转移问题的焦点，不再直接思考每一次海鸥在客轮和快艇之间飞了多远的距离，而是从事情的结局思考起：当客轮与快艇相遇的时候，客轮（或快艇）花费了多长时间，这个时间也是海鸥在客轮与快艇之间来回飞行的时间。用这个时间乘以海鸥的速度，就是海鸥在客轮与快艇之间来回飞行的距离。可以这样说，只要我们脑袋主动转移问题的焦点，这个顿悟还是比较容易获得。顿悟一旦获得，问题就好迎刃而解。第一题的正确答案是：40公里。

用同样的思维来思考第2题，也很容易获得顿悟：从最后水百合长满整个池塘开始倒推，根据题设，就会知道前一天水百合恰好长满半池塘。第2题的正确答案是59天。

我们再回到顿悟这个话题的本身，顿悟的本质是什么的呢？心理学家Robert  Sternberg和Janet Davidson（1982）研究后指出：“第一种能力是选择性编码（selective encoding），即选择与问题有关的信息，忽略干扰信息的能力；第二种能力是选择性组合（selective combination），即把看上去不相关的信息组合在一起；第三种能力是选择性比较（selective comparison），即把新问题与过去的信息或过去已解决的问题进行比较”。

对于上述第3题而言，如果没有发现已知信息4 : 5是多余的干扰信息，就很难顿悟出，只需要从抽屉拿出3双袜子，就可以保证有两双袜子是同一种颜色。解决这道题目，就要涉及到“选择性编码”（selective encoding）能力。

对于上述第4题，需要这样来组合已知信息：让7分钟沙漏和11分钟沙漏同时工作。当7分钟沙漏刚好漏完的时候，开始煮鸡蛋。当11分钟沙漏漏完的时候，时间刚好过去了4分钟，这个时候迅速将沙漏倒转过来，继续计时，再漏11分钟，就恰好是15分钟。解决这道题目，就要涉及到“选择性组合”（selective combination）能力。

对于上述第5题，如果曾经在建筑工地看到过现浇预制板的模具，需要脚手架顶着，并且能够适时地回想起来，就会产生顿悟：将两根木棍用夹具夹起来，棍子的一头抵住地面，一头顶住天花板，这样就能解决问题。解决这道题目，就要涉及到“选择性比较”（selective comparison）能力。如图1所示：

图1 运用“选择性比较”来解决实际问题 

在生活和工作中不难发现，一部分人缺少顿悟，另外一部分人相对来说，能够不断产生顿悟。那是什么因素阻碍人们产生顿悟的呢？1995年，心理学家Isaak & Just发表论文指出：“固着是问题解决的一个重要阻碍，它使人们给自己的思维加上了不必要的限制，坚持错误的问题解决方法，或根本不考虑其它可能的问题解决方法”。例如，怎样种植四棵树才能使得彼此之间的距离相等？如果思维被自己局限于平面的话，这个问题就没有办法解决。其实，堆一个小土堆就能解决这个问题。三棵树等距地在土堆的周围，第四棵树栽种在土堆的顶部^[4]。如图2所示：

图2 种植四棵等距的树 

心理学家对阻碍顿悟产生的原因进行了一系列研究，总结出有如下几类原因：^[5]

1、功能性固着障碍

功能性固着阻碍是心理学家German 和 Barrett于2005年提出的一个概念，意思是不能看到熟悉的物体（或以特定方式使用的物体）的新用途或功能。如果你曾用一枚硬币拧过螺丝钉，说明你能够基本克服功能性固着。

2、情绪固着障碍

一些人不敢提出具有创造性的方案是因为害怕自己出洋相，害怕犯错误，不能容忍模棱两可的认识或者过度自我批评等等。例如，建造师由于害怕受到同行指责而不敢尝试突破传统的设计。

3、文化固着障碍

根据某些文化中的价值观，幻想是浪费时间，玩耍仅仅是儿童的权利，在问题的解决过程中强调理念、逻辑和数字的作用，而贬低情感、直觉、快乐和幽默的作用。例如，在讨论如何解决一个市场开发问题的时，公司经理听到市场调查小组成员们开玩笑似地提出一个又一个解决方案，他生气起来，严格地加以制止。

4、习惯固着障碍

人们对一些物品的用途、意义、可能性和禁忌有着习得的功能性固着观念。例如，厨师四处寻找一个干净碗放佐料，而没有意识到手边的煎锅也能用来做同样的事情。

5、知觉固着障碍

人们会因为一些知觉习惯而不能识别问题中的要素。例如，一个开始学习作画的人往往专注于画一瓶花，而不能意识到花瓶周围的空间也将是作品的一部分。

著名思维大师爱德华.德.波诺在《水平思考法》（The Use of Literal Thinking）一书中，介绍了如下方法来克服阻碍顿悟产生的某些因素；^[6]

1、转移看待问题的焦点

看待事物的方式哪怕只发生了微妙的变化，也会产生深远复杂的影响。用什么方法来根治天花，就是爱德华.杰纳把他的关注的焦点从人们为什么得天花，转移到为什么牛奶场的女工不得天花。正是转移了看待问题的焦点，科学家才找到通过种牛痘来避免得天花的方法，从而结束了天花在西方世界数个世纪的肆意横行。

2、避免僵化的分类和名称

新的创意能够更多地降临在那些能够摆脱僵化的分类和名称的束缚的人身上。有一个故事是这样的：在一次战争中，一名轰炸机飞行员在返回的路上发现飞机失控了。经过检查诊断，是水压系统发生了渗漏，而当时飞机上没有任何液体可以利用。但是最后，机上全体人员都获救了，因为有人想到用尿来加满水压系统。这是一个非常简单而且效果明显的解决方法，但是，很多人难以想到这个方法，其原因就是因为固定的名称和分类，使得尿和飞机的水压系统成了毫不相干的两个对象。

3、采用多种方式看待问题

有一个十分简单的技巧，就是在看待事物之前先规定自己要从几种不同的方式来进行对比分析。这个数目可以是3，5或者更多。每遇到一个问题，我们都应有意识地用一定数量的方式来加以分析看待。不论某种最显而易见的方式是多么具有说服力，我们都要坚持用自己规定数量的方式来重新看待问题。只要持之以恒地练习，我们将会发现解决问题的手段和方法会越来越丰富。还有一个很有效的技巧是有意识地颠倒事物之间的关系。例如，我们不把房子的屋顶看作是由墙支撑的，而是假设墙是从屋顶上悬挂下来的。与其通过飞机的机身移动带动机翼向上，不如让机身保持不动而只让机翼运动，例如，直升机就是。还有一个十分给力的思维技巧是采用类比，把一个待解决问题中的因素之间的关系，转移到另外一个比较熟悉和容易掌握的情况中去。

不论科学学习及研究，归根到底是思维问题。年轻的学子朋友，本篇博文希望能够给你们在科学学习及研究中助一臂之力。毕竟你们才是生力军，我们民族的未来掌握在你们手中，更在你们脚下！

参考文献：

1、[美] Dennis Coon，John O. Mitterer 著，郑钢等译，《心理学导论--思想与行为的认识之路》，中国轻工业出版社，2008，p382。

2、[美]G.波利亚著，徐泓，、冯承天译，《怎样解题》，上海科技教育出版社，2007，p186。

3、[英]爱德华.德.波诺 著，冯杨译，《水平思考法》，山西人民出版社，p100。

4、[美] Dennis Coon，John O. Mitterer 著，郑钢等译，《心理学导论--思想与行为的认识之路》，中国轻工业出版社，2008，p383。

5、同上。

6、[英]爱德华.德.波诺 著，冯杨译，《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  此文来自科学网张能立博客，转载请注明出处。 
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[17]邱嘉文  2015-2-5 15:44

 

我要写篇博文科普下，对“顿悟”的顿悟——TRIZ理论。

[16]邱嘉文  2015-2-5 15:42

 

看来，科学网上研究过TRIZ理论的人不多。

[15]邱嘉文  2015-2-5 15:40

 

如果您研究一下TRIZ理论，可能观点会有所变化。

[14]fangfeng1979  2014-3-1 15:46

 

张老师不做哲学研究可惜了。
仅仅看了题目，就想到慧能，菩提本无树，明镜亦非台，本自无一物，何处惹尘埃。这个境界不是看上去那么简单明了，这个是多年参悟下来的结果，在参悟到最后的那一刹那，就叫“顿悟”。

博主回复(2014-3-1 16:42)：   ，多谢点评。我所言的顿悟，不仅仅是明理，而且是要解决现实中的问题的那种顿悟。

[13]李天成  2014-1-20 17:55

 

思维方式（包括固化了的）是可以训练的~~
生活中，要善于让自己换个思维考虑问题，多找些别的方法途径

博主回复(2014-1-20 18:54)：是的，思维要像锻炼身体那样，有意识地每天自我训练一下。

[12]李天成  2014-1-20 17:54

 

非常好。。。可惜第一时刻第4第5道题我没想到，值得借此反思一下自己的思维。

[11]程代展  2014-1-15 12:55

 

好文章,学习了!

对第2题的歪批: 到第60天,池塘里有 $2^{59}$ 朵百合. 就算一朵面积 5 平方厘米, 池塘面积大约为中国领土的25-30倍. 这是什么池塘呀?

博主回复(2014-1-15 17:43)：程老师的指导，我又想起这个问题本身就应该引起警觉，因为这个问题与“棋盘上放麦子的故事”是一样的，但是，我也因为“固着”没有觉察出来，惭愧，还需要继续不断修炼。

博主回复(2014-1-15 14:31)：呵呵，程老师明锐的眼光和思维，让我恍然大悟了，而不是顿悟。谢谢程老师指正，顺祝程老师冬安。

博主回复(2014-1-15 14:27)：谢谢程老师鼓励。显然我认真写这篇博文，但是，也仍然被自己的博文所局限。程老师的质疑，非常给力，让我的又多了一些进步。向程老师的思维学习！

[10]刘全勇  2014-1-15 11:29

 

学习了，确实是一篇难得的好文章！

“顿悟和恍然大悟还是有一点区别的。顿悟一般是指自己冥思苦想某一问题而不得法的时候，突然脑海里面电光石火般一闪，浮现出一个绝妙的想法，从而使得眼前的难题迎刃而解，这般情境犹如“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫”之感。恍然大悟一般是指在别人的启发下，突然明白了曾不能明白的道理或原因。”

关于这段话的理解，是否可以作如下推测（看是否有道理？）：

“顿悟”通常“发生在不是刻意去解决一个具体问题时、而又恰好在另外一个完全不同的场合下”突然获得了解决这个问题的线索或方法”，其“顿悟”过程或许表现为“放松休息--敏锐观察-联想类比-突破问题-沉重欢喜”，在科研成果的表现上或许可称之为“发现”。

“恍然大悟”通常“发生在刻意去解决一个具体问题时、而又恰好存在众多其它前提的引导下”突然获得了解决这个问题的线索或方法”，其“恍然大悟”过程或许表现为“存在问题-深入思考-联想类比-突破问题-放松欢喜”，在科研成果的表现上或许可称之为“发明和创造”。

举例：

例如，文中张老师列举的5个问题，你可以采用一般的思维方法来解决，但是，如果你是随着张老师文中的思路和引导，最终突然找到了一个最为简洁的解题方法，同时，你还有能力将所体验的方法随心用到相同领域其它类似问题的解决，或许就较接近于“恍然大悟”。

再如，文中张老师列举的5个问题，你可以采用一般的思维方法来解决，但是，如果你不随着张老师文中的思路和引导，而是在另外一个完全不同领域或者场合中观察到一个相似解决问题的线索和方法，最终突然找到了一个最为简洁的解题方法，同时，你还有能力将所体验的方法随心用到不同领域其它类似问题的解决，或许就较接近于“顿悟”。

博主回复(2014-1-15 14:14)：刘老师对于顿悟和恍然大悟的解读，很精妙，学习了。谢谢刘老师交流。

[9]lrx  2014-1-14 22:31

 

问题1的第二问:
当两船相遇时,海鸥头朝哪个方向?

[8]jpx720  2014-1-14 22:20

 

一沙一世界， 一花一天堂。
双手握无限， 刹那是永恒。
一沙一世界， 一花一天堂，
一树一菩提， 一叶一如来。
天真的预言， 顿悟的偈语。

[7]ch555  2014-1-14 20:35

 

达尔文不去那个岛，会有顿悟吗？所以顿悟前一定有些线索，否则跨度太大了，不可信。杨振宁李政道的争论也集中在这一点，杨认为不需线索，就可以顿悟；李认为不可信，顿悟前一定有线索。

[6]梁礼铭  2014-1-14 19:01

 

又看到顿悟，以前看到的顿悟，大部分是关于道之类的顿悟，让我只能远观，而不可近得，比如王阳明的龙场悟道，还有。。不记得了（囧），张老师的顿悟则更具体更实际也更有操作性。

博主回复(2014-1-14 19:18)：小梁好，本博文就是想把洋人说的有关如何防止不利于顿悟产生的原因，或者如何有效产生顿悟的方法分享出去，助你们年轻学生一臂之力，不断提升自己的创新性和创新力。

[5]刁空非  2014-1-14 18:07

 

词源学上讲，顿悟来自佛教禅宗。

[4]印大中  2014-1-14 17:47

 

好文！问好！在哪里发表？欢迎参看我的科学网博文“置顶2”——科学灵感产生的生物学原理。

博主回复(2014-1-14 18:25)：谢谢印老师鼓励。此博文没有在其它媒体上发表，科学网是首法。印老师的博文我已经认真拜读了，谢谢印老师。

[3]李红雨  2014-1-14 17:43

 

对顿悟的技术性方法做了描述，而非顿悟的生物学机理，可惜顿悟本身的复杂性，意味着技术性的东西都不具有普遍意义，更多的是提供一些思考的视角

[2]DXY1234  2014-1-14 17:34

 

呵呵 抄的不错  

博主回复(2014-1-14 17:36)：谢谢质疑和批评。

[1]戴世强  2014-1-14 17:32

 

此文极其精彩！其显著特色是：
1）用浅显易懂的语言阐释了顿悟的概念：“顿悟一般是指自己冥思苦想某一问题而不得法的时候，突然脑海里面电光石火般一闪，浮现出一个绝妙的想法，从而使得眼前的难题迎刃而解，这般情境犹如‘踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫’之感。”而后又从哲学的角度分析了顿悟。
2）着重介绍了与顿悟相关的“水平思维”、“倒着想思维”，推介了大学问家的观点，并用生动有趣的实例加以说明。
3）有理有据地讲述了阻碍顿悟产生的原因以及如何克服这种阻碍。
后两点在一般介绍顿悟的文章里较少涉及，颇有启发性。
留言者正在撰写一篇有关顿悟的文章，读了此文，获益匪浅。请朋友们认真读一读这篇好文。

博主回复(2014-1-14 17:36)：谢谢戴老师一直以来对我的鼓励和鞭策。您我同心：就是尽最大力量帮助年轻学子尽快成长，为中国科学教育及研究当一块铺路石。