关于创新的思考
创新论

刘虎(科创论坛创新工程局)

人类之所以发展到现在的文明程度,如果要归结一些本质的东西,“创新”一定会名列前茅。的确,衣食住行用,没有几样原封不动的来自自然界,即便号称“纯天然”的农产品也很难例外。不论是所谓物质文明,还是所谓精神文明,皆出自于历代先贤的创新。

人们对创新产生系统的概念是近代以后的事情,晚近时期发展为“创新崇拜”,开始努力地探索创新的规律。创新到底有没有规律呢?在不同的尺度上,人们找到一些零散的“规律”。但系统的看来,距离弄清楚还很远。甚至应该思考:如果创新有规律,还叫创新吗?

1、对规律的自信

如果您驯养过宠物,也许有这样的经验:没有受过教育的猫,有时会跑到饭桌上偷吃东西。如果每次都给它一些惩罚,猫就会找到爬上桌子和接下来的不良体验之间的“因果关系”,某些聪明的猫甚至知道趁主人不在的时候上桌子。无疑,所有高等动物都具有发现因果关系,甚至想象和求证某些复杂因素链的能力。

因果结合在一起,出自佛教用语“三世因果,循环不失”。在佛教传入中国之前,“因”就作为一个非常重要的词代表一种逻辑解释法了。人类文明对因果的认识和追求,正是来自生物本能趋利避害的自然演化。同语言和文字的发展相同步,当经验可以通过抽象的概念进行高密度和低失真的传承以后,对因果关系的好奇和追寻便进入了蓬勃发展时期,最终本能的发展到凡事都以因果释之。

因果关系是人类最早有意识去认识的规律。紧随其后,人们发现有些事情没有确切的原因——例如划拳的时候如果连输五轮,并不等于第六轮就能赢。真正理解“运气”是怎么回事,就成为人类文明的一个阶段性进步。在西方,17世纪诞生了概率论,“随机”的概念也很快深入人心。在东方,“或然”虽然在古代用来表示“也许”、“随便”等不确定的意思,但直到近代似乎也没有普及的认识,各路诡辩家(思想家)都在试图用因果逻辑解释一切。从因果的必然,再到概率事件的或然,是人类认知的第二类基本规律。

近代以来,对于因果的认识获得了极大的发展。得益于笛卡尔时代开始的理论开拓,诞生了一整套反人性的方法,从而能够得到“可靠的”因果关系,而不是“因为吃乌骨鸡后感冒好了,所以乌骨鸡有治疗感冒的作用”这种蒙昧的因果关系,极大的加快了文明的发展速度。由于掌握规律的巨大成功,人们认为世间一切事物的规律都能够被揭示和利用,并将揭示规律作为人类最伟大的事业。历史上关于创新的论述也大量的建立在对规律的自信上,专司研究发明创造的规律和方法的学科——创造学,就是这种自信的产物。

但是,随着对混沌和幂律的揭示,人们认识了一类新的“随机”——它们在一定尺度上的概率是没有意义的,只能“总体而言”,却不论如何也找不出规律,比如无法提前两三天预测地震具体哪一秒发生。尽管没有规律也是“规律”,但是新的认识第一次不留余地的挫伤了人类掌控世间一切的信心。屋漏偏逢连夜雨,在选定一些坐标对专利进行计量研究之后,不少人发现创新也具有幂律分布的特点。

2、创新构思

创新的产生必然需要一些高级的想象能力。认识因果关系首先需要想象两个或多个事物的相关性,然后想象其中一部分的充分性或者必要性,后者是一个思维检验的过程。从现象来看,人比动物更具备这样的想象能力,特别是人可以将事物抽象为概念再进行想象。如果“发现自己曾经不知道的因果关系”属于创新,那么上述想象能力是可以产生创新的。事实上,揭示自然界的因果关系一直是科学创新的主要战场。

反过来看,当人们具备一定的知识和经验以后,利用同样的想象能力,可以把已经掌握的规律迁移运用。历史上的确有人不少人,包括一些创造学家,认为一切发明创造都是对已有事物、已有规律加以综合之后,按照某些确定的模式产生的,著名的TRIZ理论的基本意思就是如此。

但是上述正反两方面并不是创新的全部。正常的想象总是限定在已有认识的范围内,对于世界上本没有的因或者本没有的果就无能为力。关于不确定性的认识,告诉人们有些事是偶然发生甚至不可预测的,但这些事必须是自然运行的产物,不论是地震、天气还是一台机器。总之,它必须基于已有思维材料进行深度加工,不论这种加工精确、模糊或者属于随机尝试,都不应无中生有。很可能,脱离现实进行想象,特别是抽象思维及其虚构能力是人类的一种特有的本能。大到国家、民族,细节到天使头上的光环、语言文字符号,大部分想象中的共识最初都来源于这种虚构。

抽象和虚构是离散事件,但是在长期的历史中看它则总体上是连续的。创新既源于抽象虚构,又被已有的思维材料所局限。通俗的讲,不论诸葛亮多聪明,也想不到原子弹,即便他善于无中生有。对于创新的这种连续性规律,也有人将其抽象为“技术进化论”。但是“进化论”的基础是随机变异,与创新并不相同。

由于具备发达的想象能力和抽象虚构能力,人们可以在思想中进行假设、试错、求证、仿真等探索。对于具备科学理性素质的人来说,严密的逻辑和稳定明确的概念体系(抽象思维工具体系)是思想探索的有力武器。这些思想探索的满意输出就成为创新的种子,称为创新构思。

对于个人而言,创新构思就是创新,但是对于人类世界则不一定,因为创新构思可能不靠谱或者不新颖。如果不满足社会衡量一个东西是否属于创新的实时标准,这个所谓的创新则只能停留在“精神可嘉”的范畴。假如人类世界毫无遮拦的接受一切“创新”,想必也会把自己折腾到崩溃。

3、从创新构思到创新

在不同的场合,“创新”可以用作动词、名词、形容词和副词,包罗万象。从创新构思到产出被称为创新的事物,同样属于创新的一个阶段。对于不同的创新,这个阶段的情形大不相同,但具有过程上的共性。通常而言,总是包括创新的固定、创新的分享和创新的认可等过程。对于科学研究等工作,在创新的固定之前,还需要进行检验。

创新构思仅仅存在于人的思维之中,离不开具体的人。将创新构思用脱离具体的人而存在的方法呈现出来的过程叫做创新的固定。例如用文字书写下来,用话语描述和记录,制作成样品、产品等。创新的分享是指让更多的人了解创新,通常的办法包括发表论文、销售产品、申请专利(兼具固定作用),也包括告诉朋友、发布在互联网上等办法。创新是客观的,但冠以创新之名却是一种文化现象。一项事物是否属于创新,取决于它在社会中的生命力,这就是创新的认可。一项构思可能以产品方式固定,通过销售产品而分享,在市场竞争中获得了大量的用户,被后人称之为创新。

在为创新歌功颂德的时候,人们经常忽略守旧和竞争。一项构思最终成为创新,不但要与其它构思竞争,同时还必须与守旧竞争。守旧和竞争可以排除掉大部分劣质的创新,有利于人类文化总体保持稳定健康。从这个角度来看,守旧并不是创新的对立面,而是创新的一部分。不过不是所有具有竞争优势的创新都一定带来好结果,尤其是优势主要依靠对人们直觉和情绪的调动的时候,倒退和折腾的风险就相对增加。

科学研究是以揭示规律为快感的一种活动。对于科学研究的精神,人们曾经提出一个名言,叫做“大胆假设,小心求证”。“大胆假设”是基于一定素材的想象和虚构,“小心求证”在思维阶段的主要内涵是结合已知的理论与事实,通过逻辑思维和思想实验来求证,它的满意输出即为创新构思。现代科学的结构极为复杂,以至于很多人研究一辈子,依然未能超出前人的知识范围。所以,并不是所有创新构思都能转化为科学成果,必须突破前人的认识边界并且被充分验证,才有可能成为科学成果或叫学术创新。这是从事科学研究需要的学历越来越高,需要的知识传播速度越来越快的一个原因。

科学研究和技术发明都需要进行检验,这一过程通常早于创新的固定就已经开始,然后贯穿后续的分享和认可过程。对于科学研究来说,理论检验是必须的,有相当一部分还要进行实验验证。科学家认为具有一定的可靠度之后再将其固定为论文,然后交由期刊进行同行评议,没有发现明显的缺陷,才进入发表或者分享阶段,此后还会经历长期的检验。如果一项成果从未被固定、分享、验证,实际上也无人认可,它就不成为社会意义上的创新。

4、创新的动力

为什么人类酷爱创新?这可以从人的本能和社会文化两个角度来探索。就本能而言,目前主要有两类假设,其一是人类对创新体验有欣快感,比如创新能让人获得意外的紧张刺激感或好奇满足感,如果能制造这种感受便能在进化中得到优势。另一种假设认为创新来源于模糊处理,而模糊处理能够降低大脑的能耗,也能在进化中取得优势。就社会文化角度而言,则可以笼统的认为创新自古以来都是一件有逼格的事情,可以在熟人中炫耀,可以作为名片结交陌生人,可以获得金山银海,以及可以取悦妹子。以个人对创新产生积极预期为基础,加上社会运转总体上赋予创新更多的回报,形成了创新的社会动力。

创新的产量基本服从于一些非常原始的基础条件,比如全社会主动追求创新的协作人口总规模及其资源配置水平。在工业时代来临之前,创新不属于社会主流文化,规模很小同时也缺少有效的资源配置。人们大规模有意识的主动追求创新,以至于把创新作为一个独立的工作,是从近代才开始的。

近代最重要的变化是:对规律的认知不再需要通过漫长的“生产生活实践”来积累。科学的诞生使得认识自然规律与生活生产实践彻底分离(理论创新与实用创新分线发展,前者领先于后者),可靠的知识迅速增加,远远超过古代自然生息能达到的知识产出速度。这会带来什么后果呢?

在古代,铜和铁的发现纯属意外,又经过很长时间才得以批量的生产——此后漫长的时间里,人们围绕这两种材料做出了数量巨大的创新,从兵器到日用器皿,凝结了所有能开动的智慧,工艺也达到了叹为观止的程度。科学诞生以后,虽然科学理论的产生依然需要借助运气,但科学理论大大超前社会经验,因此能够为后续的创新提供明确的方向。元素周期表很快被填满,不论是铁的冶炼还是合金等新材料的开发都不再是一件“纯属意外”的事情。

假设没有科学的古代,一个文明(比如每千万人规模)在无数的臆想、生产实践和意外事件中脱颖一件较为重要的创新(相当于青铜的发明)的概率为千年一遇,那么沿着科学指明的方向并遵循科学方法,这个概率就会高达一年一遇。换句话说,不论对于古代的个人或是整个国家而言,创新的预期得利非常低,不会有人把创新作为独立追求,延续古法或稍有改进是最稳妥的策略。而到了近代,这项工作的得利已经足以创造所有时代的世界首富(不论是财富还是名誉)并成为民族繁荣富强的基础,创新就成为了一件人们必须主动追求的事情,从而形成了极大的规模和比较有效的资源配置。此时,物质文明不再是“副产品”,相反可以被真实地掌握。

现代的情况则对上述过程有所逆转。一方面得益于工业和信息技术发展,工程技术(实用创新)效率很高,填(科学的)坑的速度加快,另一方面科学在大部分领域的进展相对放缓,因此实用创新又进入了青铜器时代那种精雕细琢的境界。

综上所述,来自人类本能的创新动力不是那么容易改变,但社会动力却在科学诞生和工业化以后迅速加强。保持自由市场经济,扩大创新协作规模和投入自然科学研究(包括相关人才培养)将继续成为未来推动创新高速发展的基本方法。

5、用创新产生创新

“用机器制造机器”是工业时代最响亮的口号。随后,“用机器产生创新”自然被提上日程,成为当今最紧迫、最前沿的课题。如果想让机器像人一样产生创新,就需要弄清楚人类创新的规律,至少弄清楚这项本能的产生机制。然而正如上文所见,想很快弄清楚不太现实,用机器来做出像人一样的创新,恐怕短期内也不会有可行的办法。

要解决这个问题,需要先提出一个问题:创新是否只有“人类创新”这一种,人类创新又是否只有上文描述的这一种?事实上人类创新的方法和形式一直在变化,不但有多种内涵,而且每种本身也在不断更新。机器创新并不必须按照当今的人类创新来设定,完全可以有另外的形式和内容。宇宙中如果有其它智慧生物的话,很可能也有不同的“创新”,不是我们可以理解的。

如果认为发现新的相关性和因果性就属于创新的话,用机器相对容易实现。对于未知领域,只要有足够多的基础数据,都有可能发现规律。比如我们需要使卫星在能耗和业务量之间优化配置,完全可以用机器来求得最佳的管理策略并直接实施。如果由人来统计分析,可能创造出一套“×××控制法”的东西,还能发论文,在社会意义上已经属于创新。用机器也可以得出这样的东西,只不过,创造这个机器(包括程序)被称为创新,而机器产生的效果往往就不被认为是机器产生的创新了。将来这种情况会越来越多,大规模的人口会去创造这样的机器,为什么不能认为这是在用创新产生创新呢?

机器也可以具备抽象能力,我们可以让机器产生一些空概念,并且经过大量的数据分析为这些概念赋予某些特定的意义。本文对于人类创新的定义是建立在社会意义上的,它需要走完从构思到认可的全部过程。在这种语境下机器很难符合人类创新的定义,必然被嘲笑“有多少人工就有多少智能”。事实上对于机器而言,能抽象概念,能发现规律就可以视为创新了。将来还会有更多的机器被创造,而他们产出的不论概念还是规律,都不需要被人类理解。

[修改于 9 个月前 - 2019-01-23 15:01:04]

来自 科学技术学
2016-1-21 14:39:15
虎哥(作者)
1楼
引用 novakon:
我认为文章没有非常准确地定义创新,或者没有作出明确的表述。

我就代为定义一下:创新,就是对事物及其之间的联系产生新的认识,这个新的认识部分源自以往的认识,部分源自本能,但能比以往的认识更加有效地对事物加以利用,以实现某些以往较难实现的...
还没写完,这个是草稿。作为一个理论探讨,的确应该有较为明确的定义,然而这是有难度的。
关于新认识和创新的关系,通常这是同时发生的,或者他们本来就是同一件事(假设不约束创必须“经过筛选之后”)。
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2016-1-22 03:26:11
虎哥(作者)
2楼
引用 novakon:
既然楼主问创新的规律,而我又论述了创新没有充分条件,那么剩下可以作文章的,便是创新的必要条件。创新的必要条件是什么呢?首当其冲便是新的认识。然而认识的来源太多了,“做个噩梦就觉得隔壁老王要杀我”也是认识的一种,但对社会进步没什么好处,因而不...
我再次观看了您的大作。您在文章中提到的核心观点,在我理解而言,是“创新是对新认识及其产物的价值判断”的输出,化简以后得到“创新包含价值判断”。这应该是目前关于创新的比较与众不同的定义,它把传统观念中的创新(我认为是须经人的思考而诞生的一切未曾出现过的物质或精神领域的东西)分解为两个部分,即创新的思维活动阶段,和创新的固定阶段(关于创新的固定,参考《论科创产业》)。或者在创新的固定阶段以后,再加上了创新的检验阶段(价值检验)。您认为须经过后两个阶段,证明为有利于满足人类的需求,才能算作创新。目前我暂时认为,将思维活动阶段剥离出来可能是有效的,把价值检验作为前提是否有效,要看理论构架是否需要。
关于同行评议是否类似于您提出的创新的标准或必要条件,在我看来这是两个范畴的东西。我倾向于创新是人类的特有的擅长点,而同行评议是获得靠谱的知识和创新的一种具体文化活动,两者是在不同的层面。同时我在考虑机器创新时,也遇到了类似的问题:假设机器穷举方案,结果发现了比现有更好的方案,以及优化设计等方法,严格说来它并不(直接的)需要人类智慧,这些机器的产出能否算作创新?我们考虑创新的规律,应当把人机结合、人人结合的情况的考虑进去,更进一步,也许还需要把机器或机器的组合考虑进去。
您的理论如果精确厘定边界,是十分圆满的。我还需要比较几种理论的解释性和简洁性。
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2016-9-16 17:44:42
2016-9-16 17:44:42
虎哥(作者)
3楼
经过再次修订,终于凑成了一篇完整的文章。不过对于机器创新只做了泛泛的陈述,因为我也没想清楚。楼上提出的机器创新维度可能是一个方向,不过很可能将来有N种维度,创新本身也会由人类创新一元,变成一个非常多元的事情。还有一个趋势是越有逻辑的事情越容易被提前搞清楚,比如物理学前沿,如果从完成度来说,已经比神经和脑科学这样的复杂性学科高好几个数量级了。复杂领域将是目前和将来的主战场,而传统的逻辑体系和思维方式(人类创新)是否适用于这个战场,恐怕也将成为一个问题。
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2019-1-23 14:45:00
2019-1-23 14:45:00
虎哥(作者)
4楼

《反对方法》费耶阿本德

 

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