黄全愈：知识是发明的，还是发现的？

严厉vs.趣事

“科学知识是发明的，还是发现的？”我与美国一位非常闻名的物理学家有过探讨。

讨论那么“严厉”的问题，还是先聊些我们的趣事。

50年前，我们在合山电厂已惺惺相惜——他电焊工，我机械工。我俩曾带笛子和口琴，欲挑战一地下演唱会。擂主太强，抱吉他自弹自唱……我等口琴掉地，惹人侧目。我们都考上77级，但他往了外省。他请其父把我推举给广西最闻名的剧作家。1982年，他突然出现在我面前：成了李政道的首届100名Caspea公派留美物理学博士候选人。我得过且过，他暨今已在世界顶级刊物，如Nature Materials等，发表了300余篇论文。

前些天，我发电邮：“有个问题想请教您这个物理学家：科学知识是发明（或说发明）的，还是发现的？知识可以发明吗？人文科学的知识可以发明吗？”

过一会，他回邮：“我的看法，自然科学研究客看法则和现象，只能是发现。牛顿没有发明万有引力，只是发现和描述了这一定律，其运行与是否被牛顿发现无关。人文科学属于主看熟悉的范畴，发明和想象空间无限……”

此问题我想了很久；他言简意赅，如当年的电焊，极具穿透力和凝聚力。

也怪不得都半个世纪了，我还惺惺相惜——说个“理”还拉上科学家背书！

要怪只能怪诺贝尔奖“重理轻文”——年年给科学家发奖，有教诲学、社会学、人类学、语言学、哲学、史学、法学……这学那学在诺奖外溜达的“门外汉”什么事？！

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迷惘了很久的争论

自然法则、科学知识是被人发现的，不是被人发明的。科学知识不是用来发明法则的，是用来发现法则的。水的分子式H₂O，人类出现前已存在，不是人类发明的，是人类发现的。

教学有三个层次：1.教思维；2.教方法；3.教知识。不澄清这个迷惘，我们就不知道该敬畏“发现知识”还是盲从“发明知识”？我们就不知道科学思维到底要“思维”什么？我们就会以为：科学教诲就是往传播被人类发明的科学知识，于是，教诲就可人为地闭门造车。

最近的热门话题：“一杯水能给你家提供一年的电力”——被科学家“发现”的新科学知识。

2022年12月13日，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室公布：首次在核聚变反应中实现能量的净收益（产出能量比输进多）。尽管过程不过一秒钟，但据说，不亚于第一次工业革命时瓦特“发现”蒸汽动力的井喷式“科学知识”。

是芝加哥大学或哥伦比亚大学首先发现核裂变？人们有争论，但人类发现的核裂变知识：不仅造出原子弹，还造出商用核电站。至于，核聚变怎么发电？需要探索和发现系列科学知识：如，核聚变发电的前提，必须有能承担瞬时达上亿摄氏度的容器；然而，人类尚未发现能制造这种容器的素材。再如，如何解决能量增益Q值大于1？LLNL在核聚变实验中，输进2.05兆焦耳的能量，产生了3.15的聚变能量，增益为135%，但尚未能将激光的耗能算进往，因此也有人认为：Q值只是理论上大于1。急需人类发现的科学知识还很多，很多……

我们常说“攻克科学难关”，其实，要“攻克”的是发现新的科学知识和新的科学法则，而不是发明科学知识往“攻克难关”。

有科学家估量：还要30年时间，核聚变才能造福人类。换言之，要30年，人类才能“发现”能用于商用发电的核聚变知识。就像万有引力恒古已有，所需要的能造福人类的核聚变科学知识早已存在，只不过人类尚未发现而已。

我也曾以为：通过知识碰撞可“发明”新科学知识，如，杂交出良种。但，良种是“良”不是“新”——往“发现”早已存在的可通过杂交合成“良种”的知识。看似“发明”，实为“发现”。

我多次强调：发明性无法教，只能培植，因为违犯教诲法则，越教孩子越没有发明性！同样，科学知识不能发明，只能发现，因为违犯自然法则，越“发明”越“山寨”！

科学教诲有个陷阱：以为科学知识是发明出来的，因此科学教诲就是教授可人为发明的科学知识，而不是培植科学思维和科学三要素往发现科学法则。何为反裘负薪：忘却具有“核”能量的科学思维可以追求、发现、获取、验证（证实或证伪）科学知识。

科学日新月异，但不变的是科学三要素：一、科学之目的（往发现各种法则）；二、科学的精神（质疑、独立、唯一）；三、科学的方法（逻辑化、定量化、实证化）。

我们往往重“术”轻“道”，重“技”轻“科”。看看洋务运动，只注重结果what（买什么武器）和how（怎么操作武器），至于，why（为什么武器能发射的原理），可漠视不计。这就是，自己能造火药，却往西方买枪炮的迷惘。有人认为第三要素属“技”，但三要素是三位一体的；第三要素是为第一和第二要素服务的手段。没有第一和第二要素的“道”作为导向（往发现科学法则，往质疑科学权威），只专注第三要素，充其量是个技术员，无法成为具有创见的科学家。

以为科学知识可以人为发明，就会对科学教诲，乃至基础教诲造成侵害！我们必须不断地拓展人类尚未“发现”的未知世界；而不是躺平地享受已知世界的固有“发明”。

人文科学的“发明”和“发现”

科学知识是发现的，不是发明的；那么，人文科学的知识呢？

DIKW体系为：数据(Data)、资讯(Information)、知识(Knowledge)及聪明(Wisdom)。每一层赋予下一层某些特质。其中，知识讲如何使用，聪明讲何时使用。

显然，“何时使用”——从被“发明”（而非被“发现”）的角度看，DIKW体系更适用于人文科学（社会科学）知识，因为它们往往既不唯一又唯一，既有确定性又有不确定性，既可发现又可发明，既可很常规也可很反常……

我曾参与迈大汉语教学的治理。某天，一位后往普渡大学读博的犹太裔学生埋怨：为找一个汉字，连夜翻遍三本课本均无果……

我问：“为啥不翻字典？”

他摇头苦笑：“……堪比翻天书！”

调查300多名学中文的学生，只有两人（一个是奇才，一人曾在日本待两年）用汉语字典，不到0.7%。在Ohio州立大学的23名汉语专业的研究生中，多在学汉语两年后才翻字典。

为啥初学者急需，但工具书不起作用？

华人习得汉语：音à义à形：孩子先知道“xuéxiào”的读音；然后理解“上学的地方”的定义；上学才学写“学校”二字。

外国人习得汉语：音à形à义：先学拼音“xuéxiào”和汉字“学校”，然后是其义。

“形”不仅是老外的难关，华人也狼狈不堪。我曾请三位姓“尹”的华人，通过“形”查自己的姓，因不知“尹”字属“乙”和“尸”字部，姓“尹”者均看“典”兴叹。查“形”，须熟知201个偏旁部首——这无异于强迫“门外汉”破门而进！这是初学者没有“工具书”的第一个原因。

笔画的困扰：在外国学生眼里“口”既可是一画，也可是两画，甚至三画或四画。然而，通过“形”查字典，共分六个步骤，其中部首又与笔画环环相扣，一错全错。这是初学者没有“工具书”的第二个原因。

即便历尽艰辛查到欲找的汉字，又会碰到另一难题：英语单词之间都有间距；但中文是紧紧相连的，学生必须进行词的分切：该字应跟左边或右边甚至左右两边构成词？这是初学者没有“工具书”的第三个原因。

能不能有一种查询系统，让中文基础一穷二白的人，也能便利地使用汉语字典？

我设计了突破此瓶颈的“断笔码”查字法，让只会26个字母的老外也能像查英语词典一样，在两三分钟内学会使用汉语字典。

这个极具发明性，能快、易、准查觅汉语的字、词的“断笔码”词典，分别由商务印书馆和美国McGraw-Hill出版公司，在中国和美国出版两个版本（并获冠以出版机构名称的殊荣：《商务馆学汉语字典》和《McGraw-Hill’s Chinese Dictionary》）。

可见，人文科学的知识是可以“发现”（华人与外国人习得汉字的法则），并“发明”（断笔码查字法）的。

反常的艺术手法：以美写凄——更凄美

文学的无常，经常让人叹为看止。有了一定年纪，对“夕阳西下，断肠人在天边”更有感觉。然而，文艺青年时，一个“以美写凄”的反常镜头没齿难忘。

艺术手法是中性的，没有国界的，可为我用，也可为他人所用。就像核裂变可造战争利器，也可造福人类。

70年代初，中国在干部内部放映了三部影片《三本五十六》《啊！海军》《日本海大海战》。

母亲一向谨小慎微，但知道我在静静地写电影剧本（后来，还差点上了北影，这是后话），就把票静静给我。等到电影院伸手不见五指，我才忐忑地摸进往……刚坐落，就有人亮着电筒来查票。我说：母亲生病，无法退票，我也算“以工代干”（没有干部编制的工人）……。也许不屑于举报，他没赶我出来。

影片的政治糟粕罄竹难书，但《啊！海军》中有些超常的艺术手法，在我心底烙下难忘的“镜头”：

平田一郎小时，常到地主家跟明子小姐姐写作业、蹭米饭……青梅竹马，暗生情窦。

战争爆发，平田一郎参军。许多年后，他因事返乡。

某日，风和日丽，一座吊桥在群山中悠荡。

平田一郎在桥上行走。

一妇女带着一小男孩迎面缓缓走来……

镜头拉近——特写、定格：竟是当年地主家的小姐姐！

平田一郎站住，明子也站住。

平田一郎默默地看着小男孩儿……

明子轻轻地：他……死在战争中了！

平田一郎清静地问小男孩：几岁了？

小男孩伸出三个胖乎乎的指头！

霞光和煦，吊桥悠长。

镜头拉远：三人在吊桥上缓缓远往……

许多年了，记忆中的细节不一定准，但没有一丝凄风苦雨，也没有怨天尤人，甚至没有一抹习习微风，只有美不胜收的镜头——以美写凄，更凄美！

反其道而行之的艺术手法，没有在常识中发现，却在反常中隐现发明。于我，静静的美更凄美……

艺术不需要客看的、不可逆的定律或定式（诸如，古藤老树昏鸦的伤感，鸟语花香的欢快），只需要主看的发现和发明。

指责性思维：“他强由他强，清风拂山岗”

我们说“科学之目的”是发现各种唯一的法则；那么，人文科学（社会科学）的知识就没有发现，没有唯一吗？

其实，外语教学就很特殊，无论是发音和语法，都有严厉的强迫性。可以说，这也是外语教学的唯一或发现。人们不能随心所欲地发明，而是顺应法则。

母语习得的模式：世界à语音à文字

孩子降临“世界”，耳闻、学舌许多语音，如，“学校”“好坏”等；然后，再学习象征这些语音的“文字”（文盲除外）。

外语习得正好相反：始于语音和文字，再到现实世界（有条件的话）。如，我先学hot dog（热狗）的发音和拼写，到美国的现实“世界”，我才知道hot dog与狗无关，也不是“热的狗肉”，而且在这个“世界”里，食狗肉违法，是要坐牢的。

总之，外语的习得，因没有语言环境，必须逼迫性地练习发音和规范语法。I am, you are, he is, we are, they are。多烦杂，多别扭，多不科学！为啥不说I is, you is, we is, they is？无论什么人称，不管单数或复数，都用is。多简明、多顺畅，多科学！但语法不讲道理，不行就是不行，别问为什么，问了也白问！其实，母语的约定俗成同样蛮不讲理！不信，你到街上说：“你就是不四不五！”路人一定说：“你才不三不四！有病吧！”对于语言学的霸道天条，指责性思维也得避“君”三舍。

问题是，有些答案不讲“唯一”，但文科教诲就不需要科学思维中的“质疑和独立”吗？人非草木，人有指责性思维。尽管面对语言学中的“王道”，有时不得不避“君”三舍；但究竟人非草木，就算“问了也白问”，也还是得问——只要不盲从，“全盘接受”也是Critical Thinking！

Critical Thinking译成指责性思维，让人以为是“红卫兵”式地反对一切。其实，“她”既需要“质疑”的勇气，又需要“独立”的精神；既要敢于否定，也要勇于肯定，有时还要善于折中。全盘肯定也可以是指责性思维，要害是理性地独立探求，不盲从。

指责性思维是美国孩子从小就培植的童子功！

首先，孩子要学会运用指责性思维的区分“事实”或“看点”的 “清道夫”。

这是我从朋友（庞沁梅）那里“盗”来的图。德国哲学家路德维希·维特根斯坦用此图表达“看到”（事实）和“看作”（看点）的区别。

美国小学一年级也用“童画”的图，来培植孩子辨认“事实”或“看点”的教学活动。

左边的说：Hey, look! A duck!（看呐，鸭子！）

右边的反驳：That’s not a duck. That’s a rabbit！（那不是鸭子，是兔子！）

对话极有意思：角度不同，结果不同。

要拿起指责性思维的利器，首先要分清“事实”和“看点”；否则，指责性思维非得乱成一锅粥。

事实：能证实是真还是假的陈述：如，烟台是海滨城市。

看点：表达某种信心、感觉和看法的陈述：如，烟台太美了！

很“真实”和“感觉很真实”，很能迷惘人。

我曾在直播中，列出七个陈述，请家长辨认“事实”和“看点”。他们的弹幕，让人有“乱云飞渡”的感觉……

“事实”有真实或虚假之分；“看点”也有正确或谬误之别。

指责性思维难以一文尽释；但在指责性思维中，到底“知识”是“事实”或“看点”，这是本文的文眼，不得不阐释。

自然法则或科学知识既可看作“事实”，也可看成“看点”。但人文科学（社会科学）的“知识”，不能一概而论。

科学知识和人文科学的知识涉及“真善美”三方面。

科学知识讲“真”——真实的事实，或能验证的“真”知识；人文科学的“善”讲道德念中善良、值得称道的东西；至于“美”则是价值推断和审美理念中值得人们追求、欣赏的东西。

关于“真”是可通过一定手段反复验证的科学知识。如“一个水分子由一个与两个氢原子共价键合的氧原子组成”——这可以是指责性思维的看点，也可以是事实。但，无论是“看点”和“事实”，两者只能被发现，不能发明！我们可以向真诚的犹太人学习：鼓励孩子对上帝进行指责性思维——鼓励孩子通过指责性思维往独立探求、往理性质疑、往镇静分析：为什么这些科学知识（看点和事实）是正确和真实的。

关于人文科学的“善”和“美”，人们可以发明“看点”；但“事实”则是既可“发现”也可“发明”的。如，（发明）看点——改革开放非常伟大；（发明或发现）事实——如数家珍地列举改开的伟业。

人文科学（社会科学）很复杂，需要考验学生的指责性思维。

若隔壁老王坚称：“烟台是现代化城市”。我们就要搜集有关“现代化”的证据，往证实他的陈述是不是“真实”的“事实”。

如隔壁老王又说：“烟台是漂亮的海滨城市”。这就是参杂了“看点”和“事实”的陈述。

老王这个看点可见仁见智。“漂亮”否？可争论！但“海滨城市”是事实陈述的要害，也是指责性思维的落脚点。

看点可见仁见智，但若质疑隔壁老王的“看点”，指责性思维的聚焦点应是“事实”的真伪，从而辨认其看点是否真的值得“见仁”或“见智”。哪怕隔壁老王一派胡言，《九阳真经》曰：“他强由他强，清风拂山岗”——用“事实”鉴证他的“看点”。

参杂“看点”和“事实”的陈述，才是考验孩子指责性思维的“磨刀石”。

自然科学的知识不是我们想发明就能发明的，必须经年累月地培植孩子的科学精神往发现各种法则。

人文科学的知识（或看法）往往可见仁见智：有时是既不唯一又唯一（如，发音和语法），既有确定性又有不确定性（如，摇滚版京剧），既可发现又可发明（如，断笔码查字法），既可很常规也可很反常（如，以美写凄）……

最后，给喜爱STEAM的孩子的指责性思维抛砖引玉：假如S（科学）T（技术）E（工程）布满了被“发现”的科技知识，A（艺术）M（数学）则布满了可“发明”的知识。然而，M（数学）知识是被“发现”还是被“发明”的？为什么诺贝尔奖没有数学奖？诺奖该不该设数学奖？T（技术）E（工程）除了被“发现”的知识，是否也有能“发明”的知识？

当然，不管是自然科学或人文科学，指责性思维都是孩子“逢山开路，遇水架桥”取经路上的“金箍棒”！