尤里卡时刻

我曾经收到美国物理学会寄来的一张明信片，画面上是一个装满水的浴缸，而有一些水溅到了浴缸之外。明信片上写着：阿基米德洗澡的时候想出了怎么测量体积，你的尤里卡时刻在哪里？

据说阿基米德曾受命判断一个王冠的比重，可是他不知道怎么精确计算王冠的体积。阿基米德一边想着这个问题一边去公共浴池洗澡，他一入浴缸，水正好溢出来——在这电光火石的一刹那，阿基米德福至心灵：王冠的体积就是王冠排出的水的体积！想到这里阿基米德大喊数声“Eureka!”

尤里卡，这个古希腊单词的意思是“我发现了”。从此凡是只能用神秘灵感来解释的重大发现就不只叫“发现”了，叫“尤里卡时刻”。

牛顿因为看到苹果落地而发现万有引力。魏格纳偶然看世界地图注意到南北美洲和欧亚大陆海岸线相似，提出板块漂移学说。门捷列夫梦见蛇咬住自己的尾巴——另一个说法是他梦见一张张的扑克牌被放进一个大表中——醒来制成元素周期表。尤里卡时刻，真是人类历史中最美好的瞬间啊。

这就是我们对“创造性思维”的传统认识。我们认为这是一种神秘的思维。悲观的人认为创造性根本就不能用常理解释，它可能是上天对幸运者的恩赐，浴缸中的阿基米德得到了天使的亲吻，一般人想学也学不会。乐观的人则认为“创造性”和“用性创造”一样，原本是人人都有的天性，只是我们后天所学的尘世俗物把这个美好的天性给掩盖了。不管是悲观派还是乐观派，都认为辛苦工作都是细节，那一刹那的灵感才是关键。

然而事实是，伟大发现其实都是“慢慢地”得出的。

阿基米德的故事已经不可考，但牛顿看苹果落地则完全可以说是个世人一相情愿的传奇。真实历史是早在牛顿之前就有多人有过万有引力的设想，而与牛顿同时期，则至少有哈雷和胡克都提出引力与距离的平方成反比。我们有充分的理由推测牛顿的引力思想是“学”来的——他借鉴了前人的想法，使用了前人的数据。然后他又做了无数计算验证，才能提出那看似横空出世的引力理论。

在门捷列夫做了那个著名的梦并提出元素周期表之前，给元素分类已经是当时的一门显学，很多人都在进行各种尝试。英国化学家纽兰兹甚至已经发现用原子量大小进行排序具有明显的周期性，并把这种周期性称为“八音律”，这已经非常接近门捷列夫的周期表了。门捷列夫不可能不知道纽兰兹的工作，因为他为了研究周期表曾经深入调查过当时给元素分类的所有文献。

至于魏格纳看地图的故事？连他自己一开始都没把这个想法当回事。后来有了更多证据，他才慢慢提出一个，要在很多很多年以后才能被证明的，大陆漂移理论。

在Steven Johnson的Where Good Ideas Come From: The Natural History of Innovation（《好想法从哪里来？》）一书中，作者提出一个叫做“slow hunch（慢直觉）”的概念。Johnson说，你考察那些伟大发现的真实过程，其实并不是来一个尤里卡时刻一蹴而就，而是一系列小想法慢慢连接起来积累的结果。你研究一个问题，一开始有个模糊的直觉，选择一个方向往下走。很多情况下一个好想法并不是一开始就好，它必须随着研究的深入能跟新想法连接起来，有新的事实支持，慢慢长大。

所谓“尤里卡时刻”，其实是慢直觉积累到一定程度导致突破的时刻。你必须脑子里一直想着这个问题，把所有有用的东西齐备了，才有可能发现这个关键的新连接。人们关注这个高潮，却没有注意这个高潮是怎么铺垫出来的。这有点像“渐悟”和“顿悟”，其实没有“渐悟”就没有“顿悟”。

如果你采访一个刚刚做出重大发现的科学家，他告诉你的很可能是其中最关键一步。事实上他为了这个发现做出过大量艰苦的努力，可是只有这令人兴奋的最后一步才值得一提。就算科学家不厌其烦地叙述了发现的全过程，记者们也会专注于最有戏剧性的一步。就算记者兢兢业业地描写了发现的全过程，读者们也会只记住尤里卡时刻。

灵感被高估了。
汗水重要还是灵感重要？

如果你对真正的科研工作感兴趣，我推荐一本讲科研方法的书，Becoming a Successful Scientist: Strategic Thinking for Scientific Discovery（《怎样成为成功的科学家：科学发现的战略思维》），作者是生物学家Craig Loehle。这本书名气不大，但是充满了第一线科学家的真知灼见。Craig提出的一个关键策略，就是别指望灵感，指望汗水。

爱迪生有句话说“天才就是99%的汗水加上1%的灵感”，有人对这句话的解读是那只占1%的灵感比占99%的汗水重要得多——然而事实却是，爱迪生真的是靠汗水搞科研。Loehle介绍，爱迪生大部分工作其实是试错和累积性的，他的秘诀在于使用简单的、步骤少的、并行的和可以反复修改的科研方案。

然后他在实验室泡很长很长时间。

然后他还有庞大的助手团队帮着干。

爱迪生发明电灯，并不是从梦境、音乐或者某个美女身上找到的灵感，他只不过花功夫测试了几千种材料而已。

爱迪生这样搞科研，发现电磁感应的物理学家法拉第也是这样搞科研。法拉第每周能做好几十个实验，其中大部分想法都被证明是错的——但这没关系——你架不住他做得多！

“上古竞于道德，中世逐于智谋，当今争于气力”。今天的科研工作不能指望才子佳人的浪漫情怀。Loehle说，在科研中依赖一两个关键的“创造性思维”，是错误的策略，会大大降低效率。正确的办法是多做实验，而且最好同时干好几个项目。跟过去相比，今天的物理实验费时费力，但很多物理学家仍然是这样工作。所有生物学家都是这样工作。科研，在很大程度上是个劳动密集型行业！

我在自己的工作中对这个策略深有体会。如果你仔细想想，读论文、综述理论、听报告、跟人讨论、写论文……这些日常工作都不是搞科研，只有“想法—验证”这个动作才是搞科研。这个动作做得越多越快，工作效率才能越高。我的工作是用计算机模拟物理过程，用不着整天待在实验室做实验，但我们这也是一种实验。我最喜欢的就是有个什么想法能快

速得到实验结果。我最怕的是提交一个计算任务，等好几天才能出结果——在这个等待期间内工作实际上完全没有进展。

灵感并不值钱。不管是科学家、艺术家还是创业的企业家，他们每时每刻都在产生各种想法，也许一百个想法里面只有一个想法最后能被证明是有用的。所以对创新者来说成功的反义词不是失败，而是平庸，是安全，是什么都不做。只要你愿意把想法一个个拿来尝试，失败就是你的日常生活，成功其实是失败的副产品。

然而历史将只会记住那些最后被证明是有用的想法。

只有最后成功的被记住了，这就形成了一种偏见。其实不但灵感是个偏见，天才也是个偏见。在科学史上几乎所有重大发现都是一代科学家共同努力的结果，往往一个理论或发明是同时有几个人提出，而历史却只记住了他们中一个幸运儿的名字。比如进化论，当时一个叫华莱士的植物学家，就几乎跟达尔文同时独立地提出了进化论的思想，只可惜华莱士身体不好动手慢。这就好比说现在世人只知道成吉思汗铁木真最能打仗，却很少有人知道在铁木真的时代，蒙古草原上尚有他的义父王汉，他的义兄札木合，都是特别能打的人物——铁木真的脱颖而出不能说完全没有偶然的因素。因为只有一个名字被记住，而其同时代的众多竞争者被忽略，使得公众进一步认为创新是一种只有极少数天才才有的稀缺能力。

天才和奇思妙想，被高估了。
汗水被低估了。
“普通”的想法，也被低估了。

小孩的创造性和专业的创造性

从“想法—验证”这个策略来看，创造性思维虽然不怕“离奇”，但也不应该以“离奇”为追求。因为越是离奇的想法，失败的可能性就越大。

离奇的灵感有更大的戏剧性。公众常常只记住那些最后被证明有用，而且还有点离奇的想法。于是人们误以为一个想法如果不离奇就不配被称为“灵感”。人们以为要想创新，就必须刻意追求各种离奇的想法。再加上小孩经常喜欢问一些不怎么合逻辑的问题，公众据此进一步以为宝贵的灵感，来自我们宝贵的“天性”——所以我们应该向孩子学习创新！

这就是为什么“创造性思维”现在已经被一些教育思想家给彻底庸俗化了。这些教育思想家把创造力归结于“能想”，能产生奇思妙想，只关注这个想法是不是够新颖，而不关注这个想法有没有道理。他们心目中的学术界存在着各种条条框框乃至“禁区”，他们以为职业选手都畏首畏尾不敢动作，只有天性未泯的孩子们才能趟出一条血路。

在这些人眼中，创造力被等同于想象力，又被进一步等同为“what if？”式天真烂漫的低水平想象力了。

低水平想象力非常容易测量。一个典型的办法是“砖头有什么用”测量法。在这个广泛流传的测验中，孩子们被要求在两分钟之内写下自己所能想到的砖头（或者曲别针，或者别的什么常见物品）的各种用途。如果你想了半天只写下砖头能用来砌墙、垫脚和砍人，你就会被判断为没有想象力。如果你进一步写下砖头可以用来写字，雕刻，作为古董收藏，甚至吃（！），你就会被判断为有想象力。我曾经听一位想象力大师说，砖头当然可以吃，因为你题目又没说砖头不能是巧克力做的。这位大师认为，对于真有想象力的人来说两分钟能写下多少种砖头的用途，完全取决于他写字的速度。

没错。如果你每次都写可以吃喝，可以当武器，可以当工具，可以当艺术品，你肯定每次都写不完。只不过这样一来你对“曲别针有什么用”的答案想必会跟“砖头有什么用”的答案几乎相同。这就叫有想象力么？还是让我来贡献一个砖头的独特用途吧——砖头可以用来给这帮“砖家”当脑子。

真正的创造力不但要求新颖，更要求正确和有用。新颖有时候要求发散性的思维，而正确和有用则一定要求汇聚性的思维。从砖头测验中我们看到，所谓的发散性思维其实没有多少技术含量。可是就好比平淡的日子使得每个宅男都崇拜上梁山落草的生活一样，循规蹈矩的教育使得每个教育专家都崇拜发散性思维。

但也仅仅是崇拜而已。基层教师更关注考试成绩，大学科研和企业研发的第一线则更关注能不能做出实质的工作。这样一来我们的局面就是“创造性思维”成了一个教育思想家和媒体整天呼吁，实际上却没有人真正去为之付诸实践的口号。

真正的职业选手是怎么创新的呢？

现代世界中大部分日常的创新，不管是科学家的研究，企业的科技进步，音乐戏剧的创作，都是在当前水平基础上的一个改进，是“量变”。比如说英特尔公司把计算机处理器架构从Haswell升级到Skylake，微软把操作系统从Windows 8升级到Windows 10，这些改进都不是开天辟地式的突破。可能一般人都觉得像第一次发明互联网这样的“质变”创新更了不起，但事实是量变创新要求投入的资金和高端人才的人力都比质变创新要多得多。质变创新往往是少数几个人冒险的结果，一般反而花不了多少人力物力。

所以对现代人来说，创新其实是个普通工作，并不是什么神秘的东西。各种新产品，新技术，甚至科学上的新学说，都是暂时的。今天这个东西出来大家都说牛，可能过不了两年就会有一个更好的东西出来取代它。像这样的创新思想怎么可能是神赐的呢？神真要赐怎么也得赐个能用一百年的吧。一个合格的科研人员每天都要有新想法去验证。

即便是那些看似横空出世的“质变”创新，其实也是当时技术条件孕育的结果。生物进化学说有个新概念叫“adjacent possible（邻近的可能）”，现在经常被用来比喻创新。真正对创新有意义的新想法，其实都是在现有的各种已经被证明实用的好想法基础之上生长出来的，它必然与当前现实“邻近”，否则就不“可能”。爱因斯坦能提出相对论，是因为当时刚刚有人做了证明光速不变的实验，刚刚有人准备好了洛伦兹变换这个数学工具。如果爱因斯坦根本不看最新物理论文，一个人坐在专利局办公室里瞎琢磨，他怎么可能搞出相对论来呢？

所以有价值的创造性思维，必须是“生之有根，长之靠谱”——它必须是现状的一个邻近的可能，它必须被付诸验证。

在计算机编程领域，因为有很好的工具和教学手段，技术门槛比较低，高中生创业并不荒唐。但是高端科技研发的门槛要高得多。一个没有受过专业训练，没有机会接触到第一线研究结果，不了解当前技术水平的“民间科学家”，又怎么能发现“邻近的可能”？他根本就产生不了靠谱的想法，更不用说对这些想法进行验证了。

鼓励创新的正确做法是鼓励入门，鼓励尝试，鼓励失败，而不是鼓励天马行空的妄想。

至于说今天拿几个高大上的科学名词组合一番，幻想一个根本无法实现的“新东西”，等若干年后万一别人真做出来了就说“哈，这其实是我发明的”——我觉得这不是有荣誉感的人会做的事儿。