非常神奇!德国人通过“提丢斯定则”发现了太阳系的奥秘

本节内容提要:论述数据、信息、知识和智慧的共生关系;剖析知识发掘的路径,德国人通过有趣的提丢斯定则,发现了太阳系的奥秘;显性知识和隐性知识是知识晶体的两面,隐性知识在商业社会功不可没。

知识就是力量

作者:黄权旺

▶ 数据、信息、知识和智慧的共生关系

提到知识管理,人们总会想到数据、信息、知识和智慧等概念。

从关联性来说,它们的层次关系是这样的:数据是最原始的信息表达和存储方式;信息是序列化、结构化的数据;知识是人脑中综合运用的信息。

知识经过大脑创造后,通过明确的表达形成显性知识,经过静态化尔后成为信息。信息按照一定的结构和顺序进行记录,形成数据。

“数据——信息——知识——智慧”,这是一个双向演进的共生过程。

我们经常会说“开水温度是100摄氏度,牛肉25块一斤,手机内存容量是60G,市中心大厦是120层”。通过诸如“温度、100摄氏度、价格、25元,容量、60G,高度、120层”等关键词,形成了我们对客观世界的感官印象,这些就是数据。

数据是对客观事物的特征(如数量、属性、位置、状态、性质等)及其相互关系进行抽象表示,保存、传递和处理,然后以此适应人类生存发展。

我们知道,数据也是非常零散的点,如果没有用一定的语言规则描述与客观事物之间的关系,那是孤立的数据资料,一旦有逻辑地处理成信息流,那么就是很好的信息内容。

信息即世界

比如说广州气温10摄氏度,这个信息对我们是毫无意义的,必须加上今天或是明天广州气温10摄氏度。因此信息具有时效性,针对对象来说的信息才是有价值的内容。

世界上充斥着无数的数据与信息,只要善于挖掘总能获取,比如森林里的一棵大树在午夜时分被人盗砍;你的钥匙在手上一分钟可以旋转80圈;大气层外面的流星以时速100公里与地球擦肩而过;你在阅读这本书的时候,大脑想到了一起新闻报道的安全事故……这些都是信息,只要能够用语言规则描述出来,总能划归到信息范畴。

这些没有研究价值的信息潜伏于客观世界,仅仅是毫无意义的信息流,如果信息流赋予了含义,进入认知范畴,经过大脑系统逻辑地加工处理,并且对人类认知有帮助,那情况就大不一样。

通常,人们对数据、信息的筛选与处理,用归纳、演绎、比较、推理等思维方式介入挖掘,将有价值的内容沉淀下来,结合人类实验数据,并且经过科学验证而形成体系。

有价值的信息便会转化成知识,比如广州每年的7月气温会比较高,12月气温比较低,并且有春暖夏凉的感觉,于是总结出一年有春夏秋冬四个季节。

▶ 有趣的提丢斯定则:发现了太阳系的奥秘

众所周知,地球公转形成了四季更替。

我们生活的地球是浩瀚星空中一颗相对很小的行星。太阳系除了太阳这个唯一的恒星外,至今已经发现还有8大行星以及许多矮行星、小行星、彗星和卫星,表中是太阳系行星的部分近似数据,如图:

太阳系行星的部分近似数据

通过分析表格中的数据,发现太阳系八大行星到太阳的距离,原来是由小到大的顺序排列的,再观察公转周期也是按从小到大的顺序排列的。

因此,我们可以定性地得出结论:距离太阳越远的星球,公转周期越长;而太阳系各大行星直径有大有小,它们的分布无规律可循。

但是,天体物理学家通过研究发现,太阳系中的星球到太阳的距离满足公式a=(0.4+0.3×2n-2)×a0 (其中a0为地球到太阳的距离)。

在此,有趣的“提丢斯定则”立马现身。

1766年,德国人提丢斯发现,行星到太阳的距离遵循一定的规律:如果以土星到太阳的距离为100,则水星到太阳的距离为4,金星到太阳的距离为4+3=7,地球到太阳的距离为4+6=10,火星到太阳的距离为4+12=16,木星到太阳的距离为4+48=52,土星到太阳的距离为4+96=100。如果计算的结果除以10,就是对应的天体和太阳的天文单位数(天文单位是地球到太阳的平均距离,1天文单位=1.49亿公里)。

提取数据,请看: 0,3,6,12,24,48,96……

这个数列从第二项开始是一个等比数列,除了24之外,每一个数加上4都大致依次符合行星与太阳的距离,这个规律叫做“提丢斯定则”。

后来观测发现,位置更远的天王星到太阳的距离大致是196,也遵循这个规律,提丢斯定则得以初步验证。

于是科学家由“提丢斯定则”推断火星与木星之间距离约为28(即2.8个天文单位)的地方,存在新行星。

提丢斯和波得

“提丢斯定则”也称为提丢斯-波得定则(Titius-Bode law),简称“波得定律”,是关于太阳系中行星轨道的一个简单的几何学规则。1766年德国的一位最先由中学教师戴维·提丢斯(Johann Daniel Titius,1729~1796)发现,后来被柏林天文台的台长波得(Johann Elert Bode)归纳成了一个经验公式来表示。

天文观察依靠数据的帮忙,通过对数据分析,历史上天文学家还发现了小行星带和开普勒定律。

小行星带

小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域,由已经被编号的120,437颗小行星统计得到,98.5%的小行星都在此处被发现,由于小行星带是小行星最密集的区域有大约至少50万颗组成,如果远观太阳系,小行星带就像护城河一样守护者地球。

“开普勒定律”是德国天文学家开普勒提出的关于行星运动的三大定律,即开普勒第一、二、三行星运动定律。

开普勒通过观察那些记录星球的位置和出现的时间等原始数据,再对得到的数据进行分析和挖掘,就能够计算出星球运动的规律(信息),然后对信息进行总结和提炼,得到开普勒三个定律(知识)。

第一和第二定律发表于1609年,是开普勒从天文学家第谷观测火星位置所得资料中总结出来的;第三定律发表于1619年。这三大定律又分别称为椭圆定律、面积定律和调和定律。

天文学家开普勒

挖掘数据、信息处理和知识提炼,这是一个非常神奇的过程。人类通过聪明智慧收集的知识,能够使我们更加清晰地认识客观世界,预测事物的发展。

相比于牛顿定律,开普勒定律也有局限性,行星轨道可以呈抛物线运动或双曲线运动,这是开普勒定律无法预测到的。

知识在一定范围内适用。

回到刚才提到的例子,如果通过地区温度总结出一年四季的知识,如果在知识的基础上发挥理性认识的作用,领悟到每个季节都有它的美丽风姿,不同季节有不同的风景。

不因为春花的烂漫而窃喜,更不因为冬天的枯木而惋惜;认识到大自然的四季更替,万事万物总在运动变化,再进一步感知宇宙本来就处于永恒变化中,“万物皆流,唯有变化永存……”“学习是一回事,理解是另外一回事……”(古希腊哲学家赫拉克利特语录《论宇宙》),你自然而然就产生了深刻的哲思,这就是智慧。

从数据到信息、从知识到智慧总需要一定的时间历程,经过提炼才能诞生智慧。

在碎片化时代,我们往往错将信息当作知识,误以为知识就是智慧,导致的结果是,即使购买了无数的知识产品,仍然无法改变知识匮乏的现状;有人不得不感叹:“为什么你读了那么多书,还是过不好一生?”。为什么?暂时先搁置,将来还会探讨。

▶ 显性知识和隐性知识:知识晶体的两面

信息没有经过系统整理、内化、创造、记忆和运用就形成不了知识,更无法掌握显性知识和隐性知识。

不能排除成功人士的成功秘诀(隐性知识,并非公之于众的显性知识)发挥了大功效的可能性,正如鲁迅先生所言,“当我沉默的时候,我觉得很充实;当我开口说话,就感到了空虚。”

显性知识可以用文字、数字、图形等符号清楚表达的知识,通过语言、声音、视觉、模等方式加以组织表述,能够定义并与他人交流。

在现实生活中,显性知识最明显,人们所能够接触到的知识皆是此类知识。

隐性知识,往往是那些难以用符号编码或用语言表达的知识,往往比较私密的、个性化的,难以用文字和公式示众的知识,它是通过长期积累而拥有的知识,比如表现为思维结构、学习方法、技术技巧、判断力、经验、直觉、价值观、倾向等等。

这般分类,根据知识能否清晰地表述、有效的转移来划分的。从这个角度来看,即使读完一位教授学者所有的著作和论文,你就理解为什么仍然无法得到真传,而是考上他的研究生,在导师的指导做学问。

道理很简单,除了知识不断创造之外,学习他的显性知识还得学习隐性知识。

1978年,75位诺贝尔奖获得者在巴黎聚会。人们对于诺贝尔奖获得者非常崇敬,有个记者问其中一位:“在您的一生里,您认为最重要的东西是在哪所大学、哪所实验室里学到的呢?”

这位白发苍苍的诺贝尔奖获得者卡皮察平静地回答:“是在幼儿园。”

记者感到非常惊奇,又问道:“为什么是在幼儿园呢?您认为您在幼儿园里学到了什么呢?”

诺贝尔奖获得者微笑着回答:“在幼儿园里,我学会了很多很多。比如,把自己的东西分一半给小伙伴们;不是自己的东西不要拿;东西要放整齐;饭前要洗手;午饭后要休息;做了错事要表示歉意;学习要多思考,要仔细观察大自然。我认为,我学到的全部东西就是这些。”

苏联物理学家卡皮察

所有在场的人对这位诺贝尔奖获得者的回答报以热烈的掌声。事实上,大多数科学家都认为,他们终生所学到的最主要的东西,就是幼儿园老师教给他们的良好习惯。

当Google的创始人赛吉布林和拉里佩奇在电视上接受访问时,记者问他们的成功应归功于哪一所学校,他们并没有回答斯坦福大学或密西根大学,而回答的是“蒙台梭利小学”自由自在的学习。

在那里,没有任何消极输入方式,在蒙台梭利教育的环境下,他们学会的知识是:自己的事,自己负责、自己解决。

在这样的积极教育方式赋予了他们鼓励尝试,积极自主,自我驱动的习惯,因而带来了他们的成功。我国教育家陈鹤琴先生说:“习惯养得好,终生受其益,习惯养不好,终生受其累。” 所谓的习惯就是隐性知识的一种,也是一种知识衍生的智慧。

▶ 现代商业社会,隐性知识功不可没

现代商业社会竞争激烈,企业如果要想立于不败之地,重视隐性知识不可或缺。

事实上,隐性知识功不可没。

众多知名企业的产品创造,源于隐性知识的获取与利用,如本田公司的城市王子汽车、佳能公司的一次性铅制墨盒和松下公司的烤面包机等。

松下烤面包机

明治维新后,对日本带来的深远影响,使得日本的普通市民对西式生活很憧憬。

20世纪80年代的时候日本经济飞速发展,随着大规模集成电路的广泛应用以及成本降低,基于“西式生活+集成电路成本降低+西方美食”这样的商业组合,让松下公司感到一点窃喜:在这样的前提下,可以研发出新的产品。

经过市场调查,发现日本人的早餐中,面包和米饭大概各占一半的比例,面包像米饭一样随吃随做,有了这样的结论后,他们想要开发一款家用面包机便水到渠成。

基于这个市场需求的驱动,松下开始通过融合现有的电饭锅、旋转机构、发热机构等技术,他们辛辛苦苦开发出一款面包机,可是机器无法掌握烤面包的“手艺”,更没有面包的良好口感。

研发人员甚至动用X光透视对机器揉制的面团与手工面包师揉成的面团进行对比分析,还是不能获得任何有意义的数据。

就在这时,研发人员田中郁子想了一个办法,她决定拜大阪国际饭店一位闻名遐迩的大厨为师,大厨做面包的,向大厨学习“揉面”的手艺。

在身体力行的实践中,田中逐渐掌握了这位师傅的揉面诀窍。

经过一年的反复实验,田中郁子与项目工程师们合作,在机器内增添了特殊的肋骨状凸纹,成功再现了她在饭店学得的揉面技艺,保证了面包的风味。这种独特的面包机在问世一年里,创下了新型烹饪器具销售的新记录。

事物的发展总是螺旋上升式的,面包机的例子完整体现了知识管理的螺旋过程。

大阪国际饭店

首先,田中学到了大阪国际饭店那个面包师的隐性秘诀(隐性知识);其次,她将这些秘诀转换为能够与松下公司员工进行交流的心得体会(显性知识);

然后,开发团队把揉面团的知识、机器设计知识综合起来,进行标准化加工,最终形成了新的设计方案,并且体现在产品上,丰富了各自的隐性知识。

2000年后,面包机进行第二代技术优化 ,融入中文界面,面包机正式进入中国家庭;2009年, 第三代面包机问世,结合面包制造功能,将面包机融入了更多中国风味元素,如米酒、酸奶、果酱等功能。

目前,松下面包机仍然是消费市场主力产品。

可见,隐性知识的产生、传递、利用对于企业创新有着不可忽视的作用,研究企业隐性知识学习要素对于自身学习创新至关重要。

知识管理的过程是一个动态的过程,包括知识的识别与获取、存储、共享、传播、应用及创新。

如果拥有系统的知识结构,持续长期的思考,学习各类知识,如果没有提炼出智慧,你将会对理解这个世界的真相有帮助,虽然无法透彻地认识到事物的本质。

我们认识世界,不仅仅只有记忆、理解和应用,还有一些非理性因素的参与,比如猜想、推理、预测、直觉、想象、顿悟、冥想都能让知识联通起来,体会到知识的魅力和思考的力量,为人类走向高阶思维奠定基础。【待续】

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