问题

科学家遇到的思维瓶颈与普通人有何不同?

回答
科学家遇到的思维瓶颈,与普通人遭遇的困境,看似都是“想不通”,但其本质、表现形式以及突破的方式,却有着天壤之别。普通人的思维瓶颈往往源于对眼前事物的理解不足,或是受限于已有的经验和情感,而科学家的瓶颈,则更深邃,更具挑战性,直抵事物运作的底层逻辑和宇宙的未知边界。

一、瓶颈的性质与根源:

普通人的瓶颈:
感性与经验的局限: 更多的是基于个人的生活经历、社会认知、情感偏好来理解世界。比如,一个人可能无法理解为什么别人会对某个不熟悉的人慷慨解囊,因为他的经验里“帮助别人没有直接好处”。
信息处理能力: 有时是信息量不足,或是无法有效地组织和分析已有的信息。比如,面对复杂的账单算不清,是基本的数学能力或信息梳理能力的问题。
固化思维模式: 习惯于一种固定的解决问题的方式,当遇到需要打破常规的情况时,就容易卡住。比如,一个习惯用Excel做表格的人,面对一个需要实时数据更新和共享的项目,可能会感到无所适从。
恐惧与回避: 对于不确定或可能失败的事情,会产生心理上的抵触,从而避免深入思考。

科学家的瓶颈:
认知边界的触碰: 科学家追求的是理解事物的本质和规律,他们的工作是将人类的认知推向未知。因此,瓶颈往往发生在现有理论无法解释的现象面前,或者需要构建全新的理论框架来描述现实时。这是一种“我们不知道我们不知道什么”的困境。
模型与现实的脱节: 科学家用数学模型来抽象和描述现实世界。当实验结果与理论模型严重不符,或者模型本身存在内在矛盾时,就是巨大的瓶颈。这不仅仅是“算不清”,而是“现有的计算方式本身可能就是错的”。
概念的创新与重塑: 科学的进步往往伴随着概念的革新。比如,从经典力学到量子力学,对“粒子”、“波”、“能量”的理解发生了翻天覆地的变化。科学家可能需要颠覆自己数十年形成的认知基础,才能跨越这个瓶颈。
逻辑推理的深度与原创性: 科学家的思考需要极高的逻辑严谨性和原创性。瓶颈可能出现在一个精妙的证明过程中,需要找到一个全新的公理,或者一个全新的推理路径,而所有已知的路径都已被证明行不通。
数据与解释的鸿沟: 当实验产生了海量而复杂的数据,但现有理论无法对其进行有意义的解释时,科学家就会面临巨大的瓶颈。这需要他们不仅要解读数据,还要创造出能够承载这些数据的理论体系。

二、瓶颈的表现形式:

普通人:
“脑袋空空,什么都想不出来。”
“绕来绕去,总是回到原点。”
“感觉问题很复杂,不知道从何下手。”
“尝试了几种方法都失败了,感觉无计可施。”
“情绪化反应,比如焦虑、沮丧,影响思考。”

科学家:
“现有理论无法解释这个实验现象。” (经典例子:黑体辐射与紫外灾难,爱因斯坦的光电效应解释)
“这个数据模式与我们预期的完全不同,有什么潜在的规律我们没有看到?” (比如,对粒子物理实验数据的异常解读)
“我们现有的数学工具不足以描述这个现象,需要发展新的数学。” (比如,黎曼几何对广义相对论的重要性)
“我似乎在某个关键假设上错了,但又找不到错在哪里,或者找不到新的假设。” (比如,牛顿在思考引力时遇到的困境)
“我反复检查了我的逻辑和计算,都找不到错误,但结果就是不成立。” (这往往意味着需要重新审视整个理论框架)
“我无法想象一个与现有认知截然不同的模型。” (比如,早期的天文学家难以接受日心说)

三、突破瓶颈的方式:

普通人:
休息和放松: 暂时放下问题,让大脑得到休息。
寻求他人帮助: 和朋友、家人讨论,获得新的视角。
学习新知识: 扩大知识面,可能会触类旁通。
改变环境: 换个地方,有助于激发灵感。
“顿悟”: 在不经意间突然想通了。

科学家:
系统性地梳理与质疑: 从最基础的公理、定义开始,逐一审视,寻找薄弱环节。这需要极大的耐心和批判性思维。
跨学科的借鉴与融合: 寻找其他学科中解决类似问题的思路和方法,进行“化学反应”。比如,物理学家借鉴数学的抽象工具,生物学家借鉴计算机的建模方法。
全新的实验设计: 如果是实验结果与理论不符,就设计更精确、更全面的实验来验证或否定现有理论,或者揭示新的现象。
数学工具的创新: 当数学无法描述时,就需要发展新的数学语言和工具。例如,张量分析对于描述时空弯曲至关重要。
抽象与类比的升华: 尝试用更高级、更抽象的视角来审视问题,或者寻找看似不相关的领域中的类比来启发思路。爱因斯坦通过思考“在电梯里下坠的感觉”来理解引力。
长时间的沉淀与坚持: 很多科学突破需要漫长的时间来孕育,科学家们会在一个问题上投入数年甚至数十年的精力,不断尝试、失败、再尝试。他们可能需要等待技术成熟、理论基础完善,或者等待灵感的“汇聚”。
建立虚拟模型并进行推演: 在脑海中或借助计算机构建复杂的模型,模拟各种情况,观察其行为,从而发现潜在的规律或错误。
敢于推翻已知: 科学的本质就是不断自我修正和超越。当一个理论被证明存在根本性缺陷时,顶尖科学家需要有勇气和智慧来构建一个全新的理论体系,即使这意味着放弃很多已有的成就。

总而言之,普通人的思维瓶颈更多是解决“已知世界”中的具体问题,而科学家的瓶颈,则是探索“未知世界”的边界。前者是对已有知识和技能的运用与调整,后者则是对人类认知疆域的开拓与重塑,其难度和深度是截然不同的。科学家的瓶颈,是智慧的极限在碰撞,是理解的边界在被试探。

网友意见

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普通人:

1、我的电脑坏了!

2、有谁知道怎么解决吗?

3、好的,听你的,输入format c:试试

4、它卡住了

5、什么啊一套一套的,我不听我不听

6、太难了

7、我还是放弃吧

8、再买一台电脑得多少钱

9、我不想再见到它(陷入瓶颈


工程师:

1、电脑坏了?

2、它报告的错误号是E00288991235

3、我搜!

4、我知道了,这个错误和硬盘文件系统相关

5、据说格式化能解决

6、我得制定个方案

7、先使用数据恢复工具恢复,尽量抢救有用数据

8、坏了数据也被破坏了?先想办法修复分区表结构!

9、奇了怪了,怎么无法修复?

10、分析原因

11、原来是病毒破坏,我反编译它……

12、坏了,它把数据加密了,我不知道密码,这没法处理

13、有人能对付它吗?

14、查资料查资料以及查资料……(陷入瓶颈


科学家:

1、电脑坏了?

2、病毒破坏?

3、它使用了一套自制加密算法

4、咦?这个算法倒还有点水平……

5、不行,我要告诉他,自制加密算法是没出路的!

6、这套算法可等效于如下变换

7、等等,这个单向函数似乎存在缺陷……

8、要利用这个缺陷,我需要……

9、……或许我可以换个思路(陷入瓶颈


若干天后。


科学家:证明了xx猜想,并据此给出了一套逆变换算法伪代码;理论上,硬盘被破坏的固件以及损失的数据可利用这个算法完全复原。

(然而科学家并不打算把它写出来因为太没意思了!)


工程师:科学家真厉害!但他这个代码真是一言难尽……

我得帮他干掉bug,还得再加一些安全检查。

好的,解决了我的问题。

现在嘛……让我给它弄个傻瓜界面……

就叫XX病毒专修程序,支持一键修复!!!


科学家:谢谢!很好用。


普通人:你们说的都是啥?出一台9成新旧电脑,有要的报个价!


再来一个。


老师:数学归纳法的证明分下面两步:

  1. 证明当n= 1时命题成立。
  2. 假设n=k时命题成立,那么可以推导出在n=k+1时命题也成立。(k代表任意自然数)


level 0: 我得背下来……shuxue guina fa……shuoxue gunne fo……suxun gene fou……


你今天学了什么?

——锁穴啃能风!

那是啥?

——我也不知道,反正不能吃!


level 1:哎呀重点我得记!


你今天学了什么?

——数学归纳法!

哦?来,证明这道题!

——不会!那个明天背!

妈蛋养头猪!你学了数学归纳法不就应该能做这道题了吗?

——哪能!数学归纳法说的是n,这个是大写的N……还有人家说k,这个是M,没法用!

似乎也有道理……


level 2:数学归纳法的要点,先证明n=1时成立,再证明若当n=k时也成立、且可以推导出n=k+1时也成立,则命题成立……


来,用你今天学到数学归纳法做做这道题!

——好了!

嗯?

——哎呀忘证初始条件了……


level 3:哦哦,原来如此……我明白它的思路了!一个基础,一个推导……那么,我可以把它推广到整数域……嗯,其实实数域可以用,证明当它对于某个实数K成立时,K±a也成立即可,其中a为一个任意小的数字……


level 4:广义归纳法对程序性质的证明能力探究 - 百度文库


一般来说,level 0~1是普通人。

普通人理解能力堪忧,基本上做不到举一反三(甚至基本语义理解都经常出问题)。

在如此瘠薄的基础上,别的什么还是别指望了吧。


level 2~3可以做工程师。

当然,工程师也分高低。有的只能正确理解文献每一句话的字面意义、只能按部就班亦步亦趋;有的却能够理解思路,自己推陈出新——后者才存在举一反三的可能。


起码要level 3以上才可以做科学家。

他们不仅可以轻松读懂诘屈聱牙的学术文档,还可以一眼看穿作者的逻辑思路;在这个思路的启发下,他们能“变”出一系列完全不同的魔术来——不是举一反三,而是举一反万:你看他眼花缭乱不知所云,他说这不过是“万变不离其宗”。


当然,这只是一个玩笑式的、粗糙朦胧的比喻而已。

如果真的要全面比较的话,可能从理解能力到思维质量(严谨性、覆盖面等)再到意志、心理等等方面都有很多很多的东西要列——光列出来都比这个答案要长的多的多。

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