一、科学家与工程师的区别

冯·卡门教授有句名言：“科学家研究已有的世界，工程师创造未来的世界”。科学家与工程师的区别最先在于科学与工程两个概念的区别：科学在于探索客观世界中存在的客观规律，所以科学强调分析，寻求真理；工程是人们综合应用科学理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，所以工程强调综合，强调方案、比较、论证。工程师则遵照一般性法则，立足基础科学，解决具体技术问题。科学家们需要大胆的假设，同时也要对假设进行推理论证，而工程师们要训练成严谨的思维。科学家主要在回答“为什么”，在回答“为什么”时，我们往往需要将问题分解再分解，直到研究的对象成为一个简单到可以被认识的东西；而工程师则主要在回答“怎么办”，在回答“怎么办”时，我们往往不得不同时考虑各种外界条件的制约，把各方面的诉求和限制都综合起来，给出全套的解决方案，以使这个方案尽可能巧妙的处理各方面的矛盾。科学家的想法往往是宇宙的尺度，现有的技术条件只不过为其理论提供验证的基础；不幸的是，工程师则必须以现有的技术条件为起点，在此限制里实现自己的创意。如果把现有的技术基础当作一个圈，科学家往往是在圈外操作，工程师则在圈内操作。在实践中，科学家可以对自己的想法有多种多样的尝试，即使失败的方向亦可以作为反证，从而为科学家下一步的发现做出铺垫；而人们对工程师的要求相当苛刻，对工程师的失败可以说是零容忍，工程师们也因此承受着巨大的压力。

正因为这个原因，工程行业本质上并不非常鼓励创新。从某种意义上说，工程师是一个保守的行业。当新的技术，新思想带来冲击的时候，部分工程师们往往以一种封闭的思维面对新的思潮，最后被时代所淘汰。

柯达公司曾经是世界上最大的影像产品及相关服务的生产和供应商，但在2012年一月，有一百三十多年历史的柯达公司宣布破产保护。造成柯达危机产生有各方面的原因：首先，柯达长期依赖有世界绝对优势的传统胶片部门，而对于数字科技给予传统影像部门的冲击，反应迟钝。其次，管理层作风偏于保守，满足于传统胶片产品的市场份额和垄断地位，缺乏对市场的前瞻性分析，没有及时调整公司经营战略重心和部门结构，决策犹豫不决，错失良机。柯达早在1976年就开发出了数字相机技术，并将数字影像技术用于航天领域；1991年柯达就有了130万像素的数字相机。但柯达对传统胶片技术和产品的眷恋，以及对数字技术和数字影响产品的冲击反应迟钝，这在很大程度上决定了柯达陷入成长危机的必然。 在柯达的管理层都是传统行业出身，例如：现任运营系统副总裁Charles Barrentine 是学化学的，数字影像系统美国区总经理Cohen是学土木工程的等等。在现任的49名高层管理人员中有7名出身化学，而只有3位出自电子专业。当拍照从“胶卷时代”进入“数字时代”之后，昔日影像王国的辉煌也似乎随着胶卷的失宠，而不复存在。

人的思维边界是有限的，都是被历史经验、当今的物质条件等等因素所制约。如何让自己有限的思维边界尽可能的扩大，是我们必须思考和总结的问题。从柯达公司的例子可以看出，一个工程师要有与时俱进的思维方式，要用发展的眼光看问题，不要被保守的思想所束缚，如果只是一味的死盯住自己的技术优势，而对外来的新思潮、新方法拒之门外，最终的结果一定是被时代所淘汰。

二、突破思维障碍

现实中，许多问题无法解决或者解决得不好，人们往往抱怨外界环境和条件，其实人类遇到的最大障碍可能是思维方式上的束缚。技术上得限制会随着时间的改变而不断地改进，问题是工程师不一定会意识到这些改变的后果。不少按常理难以解决的问题，未解决之前是深不可测的，而答案一旦被点破，往往非常平常。从一定意义上讲，任何创新，不论大小、难易，都是相对于一种或多种障碍而言的，谁能突破思维定势谁就能取得创新的成果。

人的思维定势是通过教育、社会习俗及常规习惯长期形成的，有一定的保守性。这种定势思维在处理日常重复、熟悉的事物和一般性问题时，人们可以驾轻就熟，得心应手，但当面临新情况、新问题时，它就变成思维枷锁，限制了人们的思路。

乔布斯被认为是计算机业界与娱乐业界的标志性人物，同时人们也把他视作Mac、iPod、iTunes、iPad、iPhone等知名数字产品的缔造者，这些风靡全球亿万人的电子产品，深刻地改变了现代通讯、娱乐乃至生活的方式。在上个世纪末期，人们便携式的听音乐方式主要还是来自CD，而光盘的存储容量决定了携带并不是十分的方便。虽然硬盘早已运用在计算机等大型的计算设备上，它的存储能力也是光盘无法企及的，但人们的定势思维认定，磁盘就一定是用在计算机上的。乔布斯以其敏锐的思维能力，突破了思维定势，将刚面世的1.8寸硬盘运用在消费电子产品上，在2001年研制出了iPod，并取得了巨大的成功。乔布斯凭借其敏锐的触觉和过人的智慧，勇于变革，不断创新，引领全球资讯科技和电子产品的潮流，把电脑和电子产品不断变得简约化、平民化，让曾经是昂贵稀罕的电子产品变为现代人生活的一部分。乔布斯曾经说过：“领袖和跟风者的区别就在于创新。你的时间有限，所以不要为别人而活。不要被教条所限，不要活在别人的观念里。不要让别人的意见左右自己内心的声音。最重要的是，勇敢的去追随自己的心灵和直觉，只有自己的心灵和直觉才知道你自己的真实想法，其他一切都是次要。活着就是为了改变世界，难道还有其他原因吗？”乔布斯也许不是一个优秀的工程师，但他绝对是一个优秀的发明家和企业家。

“知识就是力量”是哲学家培根的一句名言。当人类知识的总量有限时，获取知识的途径和机会极少时，这句名言或许才正确，今天是知识爆炸的时代，拥有知识但不知道如何从大量知识中去调用，不会灵活、巧妙地利用知识到实际问题中，知识同样不能形成力量。许多人盲目相信知识，没有怀疑精神。

随着时代的发展，房屋结构也从最初的木石结构发展到后来的钢结构。由于钢材在建筑领域的运用，摩天大楼成为了现实。其实早在18世纪末，人类就已经用钢轨承载火车，然而直到19世纪八十年代，钢结构的摩天大楼才诞生。为什么钢结构的产生比钢轨晚了近一个世纪？有了钢材，其实木石结构的技术限制已经被突破，主要是人们的先入为主限制了想象的空间，才没有将其创造性的运用在建筑上。

一个突破会带来新的问题，也就给工程师们提供了新的机遇。为了将人和货物运送到更高层楼里，很早以前，人们就设计出各种各样的升降梯，但它们都有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落到底层。最初，当升降梯问世时，人们并不敢尝试，认为其安全性无法保证。1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上，命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中。奥的斯发明的升降梯安全装置发挥了作用。站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。奥的斯没有发明电梯，但奥的斯公司确实当今世界最大的电梯公司。

能够把人限制住的，只有人自己。人的思维空间是无限的，也许我们正在被困在一个看似走投无路的境地，也许我们正囿于一种两难选择之间，这时一定要明白，这种境遇可能只是因为我们固执的定势思维所致，只要勇于重新考虑，一定能够找到不止一条跳出困境的出路。

三、敏锐地发现边界，突破边界

传统的知识传授所进行的解题，通过作业、考试等方式潜移默化地影响人们，使人形成习惯。书本中的问题多是要给足条件的，条件不多不少，条件和问题有直接的对应关系。事实上，生活中许多问题的条件可多可少，问题与条件并不是直接对应的。因此应对解题条件有更敏锐的认识，不要受条件的限制，学会摆脱问题条件的干扰。

在实际的研究中，我们要时刻注意边界条件发生的变化。因为边界条件的变化可能会给我们的研究创造极大地物质条件，给我们的创新带来巨大的机遇。在集成电路领域有一条非常著名的摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔24个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。其实摩尔定律就是给我们限定的边界条件，并且这个边界条件也在不停地发生着变化。而我们现在所使用的计算机体系结构几乎都是在上世纪60年代的基础上发展而来的，当时的物质条件决定了也许那种结构就是最适合的结构。而科学技术日新月异的今天，按照摩尔定律来算，我们所拥有的物质基础已经是当时的数百万倍，研究条件的边界已经有了极大地改变，边界条件已经大大地向外扩展了。如果我们还在死守六十年代的金科玉律，我们无法有更大的突破。

人们的思维总是受这样那样的条件所束缚，在研究中，我们极有可能站在边界的最前沿，摆在我们面前的将是一片未知的世界。当我们已有的专业知识已经无法更好地指引我们前进的时候，什么能引领我们继续向前，开拓未知的世界；也许在我们面前可选择的道路有千万条，但哪一条是适合我们的道路，哪一条是有可能成功的道路，这是我们需要抉择的，如何选择必将成为我们的一道难题。这个时候人文教育往往能成为我们前进路上的航标灯。古人云：功夫在诗外。所谓“功夫在诗外”，就是要强调“躬行”，到生活中广泛涉猎，开阔眼界。　当我们迷惘、彷徨甚至对未知的世界找不到方向的时候，人文艺术、文学这些人类几千年智慧的结晶也许会为我们的创新带来新的思路，新的也可能是最好的方向。在我们的学习中更多的读一些文学作品，多听音乐，多欣赏艺术，多看科普读物，多读科学史，让我们站在前人的肩上眺望未知的世界。以后回头来看，引领我们向前的不仅是在学校所学的技术知识，我们受到的人文教育也是创新的一大源泉。

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。要创新就要在平时勤于积累，不仅仅是我们的专业知识，也包括专业以外的技术趋势与人文素养；工作中要善于思考，了解变化中的技术边界；发现需求与现有技术存在矛盾时要勇于突破思维定势；以创新推动行业发展，促进国家进步。