随着我们综合国力的上升，科技创新得到了越来越多的重视。然而，由于思维习惯和教育方式的不同，有时候会给创新造成一定障碍。今天我想谈一下创新的内在含义及必要条件，并和大家探讨创新的实践方法，以期抛砖引玉。
一、创新是一个犯错-纠正的过程
创新，从其词义上说，就是推陈出新。而新方法、新技术往往不是凭空产生的，而是不断试错的一个过程。所谓试错，本身就代表了创新的一大特色：它需要“不走寻常路”，需要犯错误。然后在错误中，总结经验与教训，才能在创新的道路上走得更加顺畅。
“人要学会走路，也要学会摔跤。 而且只有经过摔跤，才能学会走路。 ”---马克思
但是，犯错误其实是一个大家都很痛苦的过程：在既定的时间里得不到想要的结果，成功看上去又那么遥遥无期。这时，如果没有一个强大的自我内心，没有一个宽容失败、共同承担、激励讨论、鼓励再试的外部环境，人很难坚持下去。在这一点上，很多科研实验室的PI是家长式的管理风格，他们希望学生做出创新性成果，但是如果学生不能够在老方法计划的时间框架内得到结果，老师就会沉不住气。这无疑对于创新是一种扼杀。
同样，很多同学为了得到更好的结果，往往只是不断重复以往的方法。这看上去很勤奋，但是如果不加上对实验的思考，和需求及方法的分析总结，那么这种重复只能优化现有流程，对于创新并没有帮助。创新需要改变，而且是有目的、有理由的改变。
二、创新需要扎实的理科功底
创新的工作，往往是在总结传统方法对于某问题的不足上，或者1从另外一个维度引入全新的解决思路，或者2改进现有的解决问题的工具来实现的。因此，创新工作首先是需要对需求有清晰、准确的把握，以及对传统方法的性能和局限有准确的认识。
在此基础上，1 “灵光一闪”得到一个全新的解决问题的思路，需要对相关的新的解决问题的方法有比较好的认识。这需要对数理化等基础工具有良好的功底，才能产生新的想法，否则就是缘木求鱼。
2改进现有的解决问题的工具，或者用他人刚发展出来的新工具（可能是其他领域的工具）来解决老问题，就需要对新工具有足够的认识。对于研究生，我鼓励大家多参加展会并参观不同公司的产品，了解不同产品的特性；同时多和销售人员聊，他们往往最关心用什么技术能解决什么问题，从而把产品卖出去。所谓“工欲善其事必先利其器”，而干将、莫邪这些利器，是仪器开发人员心血的结晶，其价格往往不便宜。如何能够把这些宝刀用在killer application上，既是大家都关心的问题，也是能够产生重大影响的问题。
描述了上边的创新客观条件，我发现也可能给很多不愿意创新的人一些非常客观的借口。其实，世上没有十全十美的人，和十全十美的环境。所谓“千里之行，始于足下”，你需要做的，首先是从自己开始，养成自省和创新的思维习惯。
所谓创新的思维习惯，或者自省，其实说白了，就是多问自己几个问题。比如我现在手里拿着鼠标。我可以问：
1. 为什么鼠标能让光标移动？
2. 为什么鼠标能够检测人手的移动？
3. 为什么图像发生变化就可以检测到移动？
4. 这个移动速度由什么来决定？
5. 这里面有哪些光学元器件？有哪些电学元器件？
6. 它们的性能是什么？怎么转化为像素移动向量的？
7. 它可以被应用到什么场景？
你会发现，任何一样事物，只要你刨根问底，用Why, How, What来多找几个问题，就能获得非常多的答案。而这些答案，有可能在将来你的科研当中，获得触类旁通的灵感。
最后，引用Elon Musk关于第一性原理的经典名言作为结尾：“不要只追随潮流。你们可能听我说过，用第一原理的物理方法来思考是很好的。也就是说，你不是通过简单的类比推理，而是把事情拆解为你能想象到的最基本的事实，然后从这里开始提出问题，演绎推理。”
