王大洲
当前，中国正处在从“技术追赶”迈向“技术领跑”的关键阶段。在这一进程中，创新文化的培育与探源，日益成为决定创新后劲的深层因素。我们习惯于谈论“卡脖子”技术、关注研发投入、聚焦人才引进，但往往忽视了一个根本性问题：创新的源头活水从何而来？
笔者认为，创新本质上是发现、提取并重组各类结构—功能关系。探索和激活这些关系，一方面要从历史传统中汲取智慧，中国传统文化中的取象比类方法论正是一种高效的结构—功能关系提取机制；另一方面要紧跟当代科学前沿，关注物理、化学、生物等基础科学中不断揭示的新的结构—功能规律。二者相互交融，便是创新的源头活水。
取象比类是中国传统创新智慧
中国古代工程技术长期领先世界，奥秘就藏在“取象比类”四个字里。这是一种通过观察自然之“象”、类比迁移为人工之“用”的方法论。古人所说的“观象制器”，正是这一方法论在实践中的生动体现。
传说鲁班被草叶割伤，发现草叶边缘有齿，于是发明了锯。主持修建都江堰的李冰，通过细致观察山形水势，设计出“鱼嘴”分水、“飞沙堰”排沙等精妙结构，因势利导造就了千古工程奇迹。宋代的工匠观察到竹节一处破损不会蔓延到其他竹节的特性，便“取象”于竹筒的结构，发明并改良了多种重要器具，体现了古代工匠对自然现象的深刻洞察与创造性应用。
取象比类的实质，是一种高效的结构—功能关系提取机制。所谓结构—功能关系，是指事物的构成要素及其组织方式与所发挥的作用之间的内在映射。鸟翼的流线型结构与飞行功能之间，莲叶的微观乳突结构与自洁功能之间，榫卯的半刚性连接结构与抗震功能之间，都属于此类映射关系。这些结构—功能关系犹如创新基因，等待着在未来创新活动中得到表达的机会。
取象比类不需要复杂的科学理论，而是通过“观物取象—立象尽意—比类推理”，将自然界物质的形态、结构、规律直接“搬”到人工物的设计中，这套方法让中国工匠实现了对自然之“象”的高效提取，创造了无数令人惊叹的成就。
取象比类在今天过时了吗？当然没有。
现代科学乃是在更深层次上对自然界中结构—功能关系的发掘。物理学揭示物质结构与力的关系，化学揭示分子结构与反应活性的关系，生物学揭示细胞结构与遗传功能的关系，这些不是对取象比类的否定，而是其深化与扩展。它将“取象”从宏观尺度推向微观、介观、纳观尺度，将“比类”从隐喻类比推向机制还原与定量建模。
取象比类提供了灵感方向，现代科技提供了精确机制和可操作性。今天的仿生学，正是这种结合的典范。例如荷叶效应仿生材料的研发，始于对荷叶“出淤泥不染”的“取象”，成于对微观超疏水结构的科学解析与精确制备。二者结合，才是“向自然学习”并成就创新的最高境界。
让创新的“基因库”活起来
千百年来人类掌握的各类“结构—功能关系”，汇集成创新的“基因库”，这是先贤留给我们的宝贵遗产。要让创新基因库活起来，包含双重任务：一是不断激活沉睡的经典基因，二是借助现代科学不断发现和创造新基因。两者并举，创新的源头活水才不会枯竭。
经典基因需要被活态守护。这种守护，不是把老物件放进博物馆，而是让传统技艺在现代生活中延续生命。景德镇的陶瓷匠人、苏州的刺绣传人、东阳的木雕师傅，他们手中的技艺本身，就是一座座活态的结构—功能关系宝库。与冰冷的展柜不同，活态传承保留了技艺背后的“问题—解法”脉络，这是创新最珍贵的“上下文”。支持传统工艺传承，鼓励年轻人拜师学艺，让“师徒相授”的链条不断裂，就是为创新守护最本真的火种。
但仅仅守护经典基因还不够。新基因的发现同样重要，而这恰恰是现代科学的长项。物理学揭示量子材料中的奇异电子结构，化学合成出前所未有的高效催化剂，合成生物学编辑出全新的基因回路，每一组新揭示的结构—功能关系，都是创新基因库的增量。没有这些新基因，创新就只能反复组合旧元素，难以产生真正的范式突破。
而经典基因与新基因的“相互激荡”，将会生发新的研究假设、新的设计约束、新的跨界问题。古建筑的抗震智慧可以启发地震工程的新假设，传统靛蓝染色工艺中的pH调控机制可能为新型传感器设计提供线索；而量子力学可以解释为何某些古代合金具有奇特性能，计算流体力学可以优化都江堰“鱼嘴”分水比例，基因组学或可揭示古法酿造中微生物群落的协同原理。它们虽不是新产品，但却是新产品诞生的前奏。
经典基因与新基因的“相互激荡”，最终要转化到用上。屠呦呦发现青蒿素的过程，为此提供了最好的注脚。她从古籍《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的记载获得启发——古人为何“绞取汁”而非“水煎”？她敏锐地“取”到“低温提取”之“象”，推测高温可能破坏有效成分。正是这一取象比类，引导她改用乙醚低温萃取，成功获得青蒿素。但发现分子还不够，后续的药理学、化学、临床试验，是需要科学检验的漫长征程；而青蒿素最终走向市场，拯救了千万人的生命，则是“用”的终极体现。这一过程并非一蹴而就，而是在反复的“反馈再类比”中不断优化。在这个循环中，每一种被提取的结构—功能关系都要经受实验的拷问和场景的磨砺，最终扎根于现实世界。其核心正是“取象比类—科学检验—反馈再类比”的迭代循环。
我们要正视当前创新文化中的盲点——对传统智慧的轻视、对科学功能的片面理解、对信息孤岛的熟视无睹。它需要我们去建立制度化的机制，打通历史、科学与创新之间的联系；需要我们去拥抱人工智能等新工具，将分散的创新基因转化为公共的创新资源。当全社会形成尊重传统、善用科学、共享知识的创新文化，中国科技创新便拥有了取之不尽、用之不竭的源头活水。
（作者系中国科学院大学人文学院教授）
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