Hiệu quả Hall và vài suy nghĩ về tính sáng tạo của sinh viên đại học

Chia sẻ: Nguyen The Manh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

293
lượt xem 125
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu bao gồm nhiều bài viết, giúp người đọc hiểu và thực hiện tư duy sáng tạo theo phương pháp tư duy sáng tạo TRIZ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hiệu quả Hall và vài suy nghĩ về tính sáng tạo của sinh viên đại học

Hiệu ứng Hall và vài suy nghĩ về tính sáng tạo của sinh viên Ðại học Ở đại học việc tự học của sinh viên đóng vai trò rất quan trọng. M ột trong những nguồn kích thích sự tự học chính là việc nghiên cứu khoa h ọc. Không đâu xa, ngay trong chính những kiến thức chúng ta học hàng ngày v ẫn còn vô s ố nh ững đi ều c ần t ư duy, cần sự nghiên cứu. Thực tế không ít những gi ải thương Nobel bắt nguồn từ những câu hỏi “ngớ ngẫn” của sinh viên. Bài viết sau được phỏng d ịch m ột ph ần c ủa bài báo “ A Topological Look at the Quantum Hall Effect” đăng trên tạp chí Physics Today – August 2003. Hiệu ứng này các bạn được học trong môn “Nh ập môn v ật lý chât rắn” và chắc các bạn không ngờ là nó được tìm ra bởi c ậu sinh viên Hall, và gi ải thưởng Nobel năm 1985 đã trao cho hiệu ứng Hall lượng tử …. Câu chuyện về hiệu ứng Hall bắt đầu từ một sai lầm của James Clerk Maxwell (1831-1879) Trong cuốn “Luận về thuyết Điện từ” xuất bản lần đầu tiên năm 1873, Maxwell đã thảo luận về sự thay đổi dòng điện dưới tác dụng của từ trường. Trong đó ông cho rằng: “Cần đặc biệt lưu ý rằng lực (gây ra bởi điện trường) đặt lên dây dẫn sẽ không tác dụng trực tiếp lên dòng điện mà tác động lên dây dẫn mang dòng điện đó.” Năm 1878, Edwin Herbert Hall (1855 - 1938), một sinh viên của trường ĐH Johns Hopkins, đọc quyển sách trên trong một khóa học do giáo sư Henry Rowland (1848- 1901) dạy. Hall hỏi ý kiến Rowland về nhận xét c ủa Maxwell. Vị giáo sư này tr ả l ời rằng ông “nghi ngờ tính xác thực của kết luận đó của Maxwell và ông cũng đã t ừng vội vã tiến hành một thí nghiệm kiểm chứng… và đã không thành công.” Hall quyết định tiến hành một cuộc thí nghiệm khác theo cách khác nhằm đo lường t ừ trở (magneto-resistance), có nghĩa là đo sự thay đổi của đi ện tr ở theo t ừ tr ường đ ặt vào. Như ngày nay chúng ta đã biết, đó là một cuộc thí nghiệm phức tạp h ơn thí nghiệm của giáo sư Rowland nhiều, và cũng đã thất bại. Có vẻ như khẳng đ ịnh c ủa Maxwell là đúng. Tuy nhiên, sau đó Hall quyết định làm lại thí nghiệm của Rowland. Theo sự chỉ dẫn của người thầy giàu kinh nghiệm này, Hall thay thế dây dẫn kim lo ại ban đầu bằng một lá vàng mỏng. Việc này đã bù lại cho m ột thi ếu sót c ủa thí nghi ệm Rowland. Nguyên nhân ở chổ lúc đó chỉ có thể tạo ra từ trường yếu trong điều ki ện phòng thí nghiệm. Vì vậy hiệu ứng chỉ có thể quan sát được nếu kim loại dẫn điện rất tốt như vàng. Và đúng như vậy, điều đó đã làm nên chuyện. Bi ểu đồ do Hall lập ra đ ể kh ảo sát mà giờ đây được coi là hiệu ứng Hall được trình bày ở trong bất kỳ cu ốn sách giáo khoa nào về lý thuyết chất rắn.. Hall nhận thấy rằng trái ngược với khẳng đ ịnh c ủa Maxwell, từ trường luôn làm thay đổi sự phân bố điện tích, và vì vậy làm lệch kim của điện kế nối với các mặt bên của dây dẫn điện. Hiệu điện thế ngang gi ữa các m ặt được gọi là điện thế Hall. Độ dẫn điện Hall về bản chất chính là bằng cường độ dòng điện theo chiều dọc chia cho điện thế ngang này.
Phát hiện này đã mang lại cho Hall một chỗ làm tại trường Harvard. Công trình c ủa ông được xuất bản năm 1879, năm Maxwell m ất vào tuổi 48. Hai năm sau đó, sách c ủa Maxwell được tái bản lần hai vào năm 1881, trong đó có một chú thích lịch sự ở cuối trang của nhà xuất bản là: “Ông Hall đã phát hiện rằng một từ trường ổn định có thể làm thay đổi chút ít sự phân bố dòng điện trong phần lớn các dây d ẫn, vì v ậy tuyên b ố của Maxwell chỉ được xem như là gần đúng.” Ở đây chúng ta thấy rằng cường độ và ngay cả dấu của điện thế Hall phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu làm nên dây dẫn – lá vàng mỏng trong thí nghi ệm c ủa Hall. Điều này đã làm cho hiệu ứng Hall trở thành một công cụ dự đoán quan trọng trong việc khảo sát các hạt dẫn mang điện. Ví dụ như việc đưa đến lý thuyết về lỗ trống tích điện dương như là hạt mang điện trong chất rắn. Mặc dù Maxwell đã sai lầm, ông cũng đã khơi dậy một nghiên cứu thành công và có ý nghĩa vô cùng to lớn trong vật lý. Một thế kỷ sau, hiệu ứng Hall lại được chú ý như nguồn sinh lực cho các nghiên cứu vật lý mới. Năm 1980, tại phòng thí nghiệm từ trường m ạnh Grenoble t ại Pháp, Klaus Von Klitzing (sinh năm 1943, giải Nobel năm 1985) nghiên cứu điện dẫn Hall cho khí điện tử hai chiều ở nhiệt độ rất thấp. Ông ta tìm thấy rằng , xét v ề bản chất, thì đi ện dẫn Hall là hàm của cường độ từ trường vuông góc với mặt phẳng c ủa khí đi ện t ử và được mô tả dưới dạng đồ thị hình bậc thang của các đo ạn ngang liên t ục. V ới m ột đ ộ chính xác hoàn toàn bất ngờ, những giá trị liên tiếp tăng dần c ủa đi ện d ẫn Hall luôn là bội số nguyên của một hằng số cơ bản tự nhiên: e2/h = 1/ (25 812.807 572 Ω) bất kể những chi tiết hình học khác nhau của thí nghiệm hay những điểm không thu ần chất của vật liệu dùng làm thí nghiệm. Klaus Von Klitzing đã đo ạt gi ải Nobel v ật lý năm 1985 vì đã khám phá ra hiệu ứng lượng tử Hall và độ chính xác c ủa hi ệu ứng này đã cung cấp cho các nhà đo lường học một chuẩn cao cấp cho đơn vị điện trở. Hiệu ứng Hall lượng tử cũng dẫn đến một phương pháp đo lường tr ực ti ếp h ằng s ố cấu trúc tinh tế e2/hc với độ chính xác hiển nhiên cho ra giá trị 1/137.0360. 0300(270). Phương pháp khác dựa trên việc đo moment từ dị thường của điện tử thực sự cho hằng số cấu trúc tinh tế một kết quả chính xác hơn. Tuy nhiên ph ương pháp này đòi hỏi một nỗ lực tính toán khổng lồ - gồm hơn 1,000 giản đồ Feynman (Richard P. Feynman ([1918-1988], Nobel Vật lý năm 1965) và việc mắc sai lầm khi tính toán rất dễ xảy ra. Làm sao chúng ta có thể giải thích được độ chính xác đáng kinh ngạc c ủa s ự l ượng t ử hóa trong hiệu ứng Hall lượng tử khi mà độ chính xác này không ph ụ thu ộc vào ngẫu nhiên của vật liệu thí nghiệm ? Ở đây rõ ràng một điều là các mẫu vật khác nhau có các tạp chất khác nhau, cấu trúc hình học khác nhau và mật độ điện tử khác nhau. M ột trong những tiến bộ về mặt lý thuyết phát sinh từ câu hỏi này là việc phát hiện ra rằng điện dẫn Hall khi ở trạng thái bình ổn có liên quan đến tính chất tôpô c ủa không
gian..Hiện nay người ta đã tìm ra mối liên hệ gi ữa hi ệu ứng Hall lương t ử v ới b ất biến tôpô đặc trưng bằng các số Chern. Các bạn muốn hiểu sâu hơn về vấn đề này có thể đọc tiếp bài báo trên tạp chí Physics Today. Ở đây người viết chỉ muốn đế cập đến lịch sử tìm ra hi ệu ứng đ ể th ấy r ằng sinh viên có thể làm được nhiều điều ngoài việc gi ải các bài t ập ở l ớp. Xin k ết thúc bài viết này bằng một câu chuyện vui về sinh viên Một lần nọ ở cuộc thi vấn đáp cậu sinh viên nhận được câu hỏi: Hãy ch ỉ ra ph ương pháp dùng phong vũ biểu để đo chiều cao của một cao ốc. Tất nhiên ở đây giáo sư muốn sinh viên nhớ đến sự liên hệ giữa áp suất khí quyển v ới chi ều cao. Đo áp su ất suy ra được chiều cao. Tuy nhiên câu trả lới của sinh vịên như sau : Ta lấy sợi dây chỉ , đem buộc vào phong vũ biểu sau đó đứng trên cao ốc thả xuống d ưới, đo chi ều dài s ợi dây sẽ biết được chiều cao. Vị giáo sư : cần đưa ra cách đo có áp d ụng tính ch ất v ật lý. Sinh viên tra lời : Ta ném cái phong vũ biểu tứ trên cao ốc xuông đất. Dùng đ ồng h ồ bấm giây đo thời gian chạm đất ta tim được h = 1/2 gt² Giáo sư: cần có phương pháp sử dụng tính chất của phong vũ biểu. Sinh viên : ta co thể sử dụng chiều cao của phong vũ biểu bằng cách dựng đứng phong vũ biểu. Đo bóng của phong vũ biểu và bóng của cao ốc do mặt trới chiếu xuống. Biết chiều cao của phong vũ biểu ta suy ra chiều cao c ủa cao ốc. Cu ộc đ ối đáp còn kéo dài và cậu sinh viên đưa ra trên mười cách đo khác nhau. Cuối cùng không chịu nổi, v ị giáo sư nói : cần đưa ra cách đơn giản nhất và sử d ụng tr ực ti ếp cái phong vũ bi ểu. Sinh viên : nếu thế thi mình đem cái phong vũ bi ểu này biếu cho người qu ản lý cao ốc và nhờ anh ta cho xem bản thiết kế chắc chắn sẽ có câu trả lời chính xác. …. Cậu sinh viên đó sau này trở thành nhà vật lý vĩ đại, n ếu tác gi ả không nh ầm thì đó chính là Niels Bohr, được giải Nobel Vật lý năm 1922 và câu chuyện do Ernest Rutherford (1871-1937) kể. Rutherford với thí nghiệm lừng danh bắn phá nguyên tử lá vàng bằng chùm hạt alpha và đã tìm ra cấu trúc nguyên tử nên đã được giải Nobel Hóa học năm 1910. Kết luận : hãy sáng tạo ngay khi còn là sinh viên Lê Văn Hoàng Tiến Sỹ Khoa Học ĐH Sư phạm Tp. HCM, khoa Vật lý
Email: hoanglv@hcm.fpt.vn Sáng tạo là gì? Bài 1: Là dám nghĩ khác và dám làm khác. Vậy thôi! 1. Ðùa với não bạn một chút! Bạn hãy trả lời trước khi nhìn giải đáp: "Jack được trả 5 đôla cho một lần cưa khúc gỗ ra làm đôi. Vậy Jack được trả bao nhiêu tiền để cưa khúc gỗ ra làm bốn?". "Có 2 người ngồi trước cửa siêu thị và chơi cờ tướng. Họ chơi 5 ván. Mỗi người đều thắng 3 ván. Sao lại thế?". Ðây là giải đáp: Câu 1: 15 đôla, vì để cưa khúc gỗ ra làm đôi thì chỉ cần một lần cưa, nhưng để cưa một khúc gỗ ra làm 4 thì cần 3 lần. Câu 2: Bởi vì 2 người này chơi với 2 người khác nhau. Ðây là 2 trong số nhiều câu "đố mẹo" đơn giản nhất. Chúng đánh lừa não bạn vì não bạn có xu hướng suy nghĩ theo kiểu "mặc định": 2 người chơi cờ thì "mặc định" là họ chơi với nhau, cưa khúc gỗ làm đôi được 5 đôla thì cưa làm 4 (2x2) thì "mặc định" là được trả 5x2=10 đôla... Trong khi đề bài không hề có những dữ kiện như vậy. Tại sao bạn lại "mặc định" như thế? Ðó chính là sức ỳ tâm lý làm cho não bạn bị mắc lừa ở những câu đố đòi hỏi nghĩ sáng tạo. Nghĩ sáng tạo là nhìn một vấn đề, một câu hỏi... theo những cách khác với thông thường. Tức là nhìn mọi thứ từ các góc độ, tầm nhìn khác nhau, "nhìn" theo những cách không bị hạn chế bởi thói quen, bởi phong tục, bởi tiêu chuẩn... 2. Nghĩ sáng tạo xa hơn Những câu chuyện về nghĩ sáng tạo không phải chờ đến thời kỹ thuật hiện đại. Từ những năm 1400, Nữ hoàng Isabella của Tây Ban Nha có lần yêu cầu mọi người tìm cách để quả trứng đứng thẳng trên một đầu của nó, mà không được dùng cái đế gì kê ở dưới. Tất cả các vị quan trong triều đình đều vò đầu bứt tóc chịu thua. Nhưng rồi một thuỷ thủ trẻ bước đến, đập vỡ một đầu của quả trứng và dựng nó lên bằng đầu đó. Tất
nhiên, ruột trứng chảy hết ra và các quan thì vô cùng tức giận. Nhưng Nữ hoàng thì không. Nữ hoàng chưa bao giờ nói rằng không được đập vỡ trứng, còn các quan đã nghĩ "mặc định" là như thế. Và Christopher Columbus - một thuỷ thủ - bằng cách nghĩ ra bên ngoài chiếc hộp (lần này có lẽ là bên ngoài cái vỏ trứng!), đã giải quyết được vấn đề. Ông được Nữ hoàng cung cấp tàu và tiền để bắt đầu chuyến phiêu lưu của mình. Thực ra, đây là một ví dụ rõ ràng về một con người không chấp nhận bị giới hạn bởi những suy nghĩ thông thường. Columbus lên tàu đi vòng quanh thế giới, trong khi tất cả mọi người lúc đó còn khẳng định là thế nào rồi ông cũng đi đến "rìa" thế giới và rơi tõm ra ngoài. 3. Ứng dụng của nghĩ sáng tạo Nếu sức ỳ tâm lý của bạn vẫn còn lớn, e rằng đến bây giờ bạn lại "mặc định" rằng vậy ra "nghĩ sáng tạo", nói vòng vo mãi, cuối cùng cũng chỉ để... giải các câu đố!!! Bạn hãy nghe câu chuyện này. Có 2 người làm bánh quế, với chất lượng và giá cả như nhau. Khi mọi người chán ăn bánh quế và không mua nữa, một người bán chẳng biết làm sao và bỏ nghề. Trong khi đó, người còn lại đã "thiết kế" bánh quế kiểu mới bằng cách cuộn tròn nó lại theo hình nón và tạo ra một sản phẩm mới hoàn toàn: ốc quế cho kem. Như vậy, người bán hàng thứ nhất đã không thể đi tiếp được, còn người thứ hai đã chuyển dịch ra ngoài giới hạn và những mặc định thông thường. Nếu không có sự "nghĩ sáng tạo" của người thứ hai, hẳn bây giờ chúng ta vẫn chỉ biết ăn kem que hoặc dùng thìa múc từ cốc (hoặc nếu không có ai nghĩ sáng tạo từ ban đầu thì có thể chúng ta thậm chí còn chẳng có kem mà ăn!). Khả năng nghĩ sáng tạo càng trở nên cực kỳ quan trọng trong thế giới kinh doanh thay đổi nhanh chóng như hiện nay. 4. Những phẩm chất của một người nghĩ sáng tạo - Ðộc lập. - Tự tin. - Chấp nhận rủi ro. - Nhiều năng lượng. - Nồng nhiệt. - Không gò bó. - Thích phiêu lưu. - Tò mò, hiếu kỳ. - Nhiều sở thích. - Hài hước.
- Trẻ con, hiếu động. - Biết nghi ngờ. Thực tế cuộc sống không phải là một cái hộp, nên bạn đừng tự tạo ra rồi chui vào đó! 5. Bạn có thể học để nghĩ sáng tạo Ai trong chúng ta cũng có sự sáng tạo, và tin tốt là nếu bạn thấy mình "chưa" (chứ không phải là "không") sáng tạo, bạn có thể học. Công việc càng khó thì não bạn hoạt động càng tích cực. Theo nghiên cứu thì đến thiên tài cũng mới sử dụng có 15% hiệu suất não của mình! Cho nên, học nghĩ sáng tạo để não bạn đi xa hơn là hoàn toàn có thể. Thậm chí, có rất nhiều gợi ý cho cách học nghĩ sáng tạo. a. Phương pháp SAEDI - "SAEDI" không phải là từ gì quái dị, nó là từ "IDEAS" viết lộn ngược. Ðôi khi, nghĩ sáng tạo chỉ cần bạn nhìn mọi thứ theo chiều khác đi. S = State of mind (cách suy nghĩ): Tự nói rằng "Tôi chẳng sáng tạo chút nào" hoặc "Tôi chẳng bao giờ có ý tưởng gì hay ho đâu" sẽ huỷ hoại sức sáng tạo của bạn. Nghĩ sáng tạo đòi hỏi nghĩ tích cực. A = Atmosphere (không khí). Có những người thích ở nơi đông người mới nghĩ ra nhiều thứ. Có những người lại phải ngồi một mình yên tĩnh mới sáng suốt được. Bạn hãy tạo cho căn phòng mình có không khí tuỳ theo sở thích. Nếu bạn có nhiều ý tưởng khi đang... đi, hãy chăm đi dạo ở công viên, bờ hồ... Trang trí phòng bạn bằng những bức ảnh, ánh sáng... mà bạn thích. E = Effective thinking (Nghĩ hiệu quả). Nghĩ hiệu quả tức là hướng suy nghĩ của bạn đến những mục đích cụ thể. Không có mục đích thì bạn sẽ làm rối hết mọi việc lên. D = Determination (Quyết tâm). Sự sáng tạo đòi hỏi có luyện tập. Bạn nên tạo thói quen tưởng tượng. Những ý tưởng ban đầu của bạn có vẻ hết sức buồn cười và không ai chấp nhận, nhưng đừng bỏ cuộc. I = Ink (viết). Khi bạn nhìn vào những thứ bạn viết ra, bạn sẽ có nhiều ý tưởng hơn là chỉ nghĩ đến nó. b. TILS: T = Think it: Suy nghĩ. I = Ink it: Viết ra. L = Link it: Nối, liên tưởng. S = Sync it: Ðồng nhất.
6. Luyện tập Có những bài tập suy nghĩ sáng tạo mà bạn có thể thử: - Nếu bạn cần giao tiếp nhưng bạn không thể sử dụng từ ngữ, dù viết hay nói, thì bạn làm cách nào? Một người đã đưa ra những ý sau: ngôn ngữ cử chỉ, dùng trống, dùng đồ vật, dùng đèn nhấp nháy, vẽ... - Bạn hãy đặt ra những câu hỏi cho những đồ vật thường ngày, ví dụ: "nếu thang máy không chỉ đi lên và xuống mà còn từ đầu này sang đầu kia thì sẽ thế nào?", "nếu mỗi cơ quan yêu cầu mỗi ngày mỗi người phải cười ít nhất 30 phút thì sao?"... - Vấn đề của một công ty bán khoai tây chiên: khoai tây chiên thường rất dễ vỡ vụn khi đóng gói, vận chuyển..., vậy làm thế nào? Bạn có thể bắt đầu bằng việc nghĩ ra cách đóng gói và vận chuyển mà không làm khoai tây bị vỡ. Sau đó, suy luận: về bản chất thì cái gì giống miếng khoai tây chiên, chúng có dễ vỡ không?... - Một cuốn sổ tay thì bạn có thể sáng tạo theo cách nào? "Sức ỳ tâm lý" rất dễ làm cho đa số mọi người nghĩ rằng "sổ tay thì còn gì để sáng tạo nữa!". Nó rõ ràng đến phát bực mình! Nhưng vẫn có những ý tưởng của những người không chịu thua: Sổ tay đổi màu; Sổ biết đọc những thứ mình viết lên; Sổ sửa lỗi chính tả; Sổ hình tròn; Sổ có thể dán giấy lên mà không cần hồ dán; Sổ có thể dịch từ tiếng Việt sang tiếng Anh... 7. Kết Có một người cha giàu có với 3 người con trai. Ông muốn trao lại tài sản cho người con thông minh nhất. Thế là ông nghĩ ra một cách: đưa cho mỗi người một khoản tiền nhỏ và bảo những người con hãy mua thứ gì có thể làm đầy được nhà kho, càng đầy càng tốt. Ba người con cầm tiền và đi tìm thứ vừa rẻ vừa dễ làm đầy nhà kho. Người con cả nhìn thấy một cái cây rất to trên đường, và nghĩ rằng cành và lá cây rất cồng kềnh, sẽ tỏa ra được mọi ngóc ngách của phòng. Thế là anh ta mua hết cành cây và thuê người đem về nhà. Người con thứ hai thì mừng húm khi nhìn thấy đống cỏ khô. Cỏ vừa rẻ vừa nhẹ, lại nhỏ, dễ dàng làm đầy nhà kho. Thế là anh ta mua hết cỏ và thuê người đem về nhà. Người con út nghĩ đi nghĩ lại về cách làm đầy nhà kho sao cho vừa hiệu quả, vừa không tốn kém. Cuối cùng, anh ta chỉ mua một ngọn nến. Khi thắp ngọn nến lên, cả nhà kho đầy tràn ánh sáng. Người cha rất hài lòng và để lại tài sản cho người con út. Hàm ý của câu chuyện này là gì? Ðể thắp sáng được ngọn nến sáng tạo bên trong mỗi người, trước hết, đầu óc chúng ta phải đầy đã.
Minh Dung Báo Hoa Học Trò traitimvietnam.net Bài 2: Theo Bộ Lao động Mỹ, người lao động ở thế kỷ 21 cần có 13 kỹ năng, mà theo họ, kỹ năng tư duy sáng tạo là quan trọng nhất. Vậy sáng tạo và tư duy sáng tạo đang được hiểu như thế nào? Sự chiến thắng của "kỹ năng số 1" Có một chuyện vui thế này: Trong một chuyến đi dự hội nghị tin học, 3 kỹ sư của hãng Apple và 3 kỹ sư của hãng Microsoft gặp nhau tại ga tàu. Các kỹ sư của Microsoft rất ngạc nhiên khi các kỹ sư của Apple chỉ mua 1 vé duy nhất, làm sao họ có thể qua mắt được đội kiểm soát vé gắt gao của tàu? Khi người soát vé bước vào toa tàu, ba kỹ sư của Apple đồng loạt đứng lên đi vào toalet. Hành động của họ không thoát khỏi 3 cặp mắt tò mò của các kỹ sư Microsoft. Sau khi kiểm tra xong trong toa, người soát vé tiến về phía toalét và gõ cửa: "Cho kiểm tra vé!". Một giọng nói ở trong vọng ra: "Thưa đây!" Và một chiếc vé được luồn qua khe cửa. Người soát vé kiểm tra xong và bỏ đi. Các kỹ sư Microsoft ồ lên ngạc nhiên trước "công nghệ" của Apple. Và khi hội nghị kết thúc, 6 kỹ sư lại gặp nhau ở nhà ga. Như lần trước, các kỹ sư Apple chỉ mua 1 vé, trong khi các kỹ sư Microsoft lại chẳng mua vé nào. Đến lượt các kỹ sư Apple ngạc nhiên không hiểu làm sao ba người kia có thể thoát được. Tương tự, 3 kỹ sư Apple lại chui vào toalét đóng cửa lại. Ngay lập tức, 1 trong 3 kỹ sư Microsoft bước theo và giả giọng người soát vé, rút luôn chiếc vé vừa thò qua khe cửa và cả 3 bọn họ chui tọt vào toalét bên cạnh. Thật tuyệt vời vì trong bất kỳ hoàn cảnh nào, người thành công luôn là người biết tiếp thu những ý tưởng của người khác và áp dụng một cách thật sáng tạo. Thực chất thì sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần mới về chất. Nói cho dễ hiểu thì sáng tạo là hoạt động của con người tạo ra sản phẩm và sản phẩm này phải đáp ứng được hai yêu cầu sau: - Có tính mới (mới về chất) - Có giá trị so với sản phẩm cũ (có lợi hơn, tiến bộ hơn) Vì sáng tạo có thể là sản phẩm vật chất (như bóng đèn điện, bóng bán dẫn, tivi...) hay sản phẩm tinh thần (như tác phẩm hội họa, văn học...) nên có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi họat động của con người. Trước hết, chúng ta hãy gạt bỏ tư tưởng cho rằng sáng tạo chỉ có trong khoa học, kỹ thuật hay nghệ thuật. Người ta vẫn nghĩ sáng tạo phải thể hiện trong việc phát minh ra điện, ra vaccine phòng bệnh, hoặc viết một cuốn
tiểu thuyết... Tất nhiên, những việc kể trên đúng là sáng tạo, mỗi bước tiến để chinh phục vũ trụ của loài người đều là kết quả của sự sáng tạo. Nhưng sáng tạo không chỉ tồn tại trong một số nghề nhất định hay trong bộ óc của những người thông minh tuyệt đỉnh. Vậy thì sáng tạo là gì? Một bạn sinh viên học giỏi, mà nghèo đã đặt quyết tâm đi du học và thành công vì tìm được nguồn học bổng phù hợp. Bạn đó đã sáng tạo trong phương pháp học. Một SV biết sắp xếp thời gian để có thể vừa học tốt ở trường lại vẫn có thời gian đi làm để có tiền ăn học và còn giúp đỡ thêm cho gia đình. Bạn đó đã rất sáng tạo. Một nhân viên phải làm công việc tiếp thị sản phẩm trên đường phố. Anh ta đã có gắng tránh sự nhàm chán bằng cách mỗi ngày thay đổi một lộ trình, sau 1 tuần mới đi lặp lại. Anh ta đã biết sáng tạo trong công việc. Sáng tạo đơn giản chỉ là tìm ra một cách mới để làm việc hoặc làm cho công việc đó trôi chảy hơn, làm nên thành công. Trong câu chuyện vui về 6 chàng kỹ sư trên, chúng ta đều nhận ra rằng các kỹ sư Apple đã có một giải pháp sáng tạo để trốn vé tàu, trong khi các kỹ sư Microsoft lại có môt giải pháp sáng tạo nữ trên nền giải pháp cũ của Apple. Sáng tạo vì thế cứ nối sáng tạo như một cuộc đua tiếp sức để đời sống loài người ngày một văn minh, tiện lợi hơn. Khi đã hiểu sáng tạo là gì và sáng tạo có tầm quan trọng như thế nào thì rõ rằng, tư duy sáng tạo luôn là phẩm chất số 1 của người lao động trong bất cứ xã hội nào. 13 kỹ năng cần có của người lao động trong thế kỷ 21 (theo Ủy ban Đào tạo và phát triển Mỹ) 1. Tư duy sáng tạo 2. Đặt mục tiêu, tạo động cơ 3. Quan hệ (giao tiếp, ứng xử) 4. Lãnh đạo 5. Học hỏi 6. Lắng nghe 7. Thương lượng 8. Thuyết trình và diễn giải ý tưởng 9. Đảm bảo tính hiệu quả 10. Phát triển cá nhân trong công việc 11. Giải quyết nhanh vấn đề, tìm giải pháp 12. Lòng tự tôn về bản thân 13. Làm việc theo nhóm Các Phương Pháp Suy Luận và Sáng Tạo Võ Bài I: Tập Kích Não
Các bạn thân mến, Ngày nay, trong các xứ tiên tiến thì các phương pháp để giải quyết mau lẹ và hiệu quả các khó khăn về tư duy được nghiên cứu và giảng dạy khá kỹ trong nhiều "course" ở các truờng. Tuy nhiên, khi "trở về xứ Việt" thì chúng ta hầu như không thể tìm thấy một hướng dẫn nào khả dĩ giúp trang bi cho chúng ta một số phương tiện để có thể "qua cầu" (mà không bị gió bay). Chúng tôi đã cố găng sưu tầm, dịch thuật và trình bày lại với các bạn một số phương pháp quan trọng. Hy vọng các phương pháp này sẽ cung cấp thêm những "ánh sáng cuối đường hầm" có thể giúp các bạn giải quyết được các vấn đề khó khăn gặp phải trong môi trường nghiên cứu cũng như trong học vấn. Trong lúc đọc các bạn không nhất thiết phải "bám" theo một phương cách nào hết mà chỉ cần rút tỉa ra xem phương pháp nào có duyên với bạn để có thể xử dụng thích hợp nhằm giải quyết vấn đề các bài toán của mình và do đó, bạn cũng không nhất thiết phải nghiền ngẫm hết tất cả các phương pháp được trình làng ở đây. (Trừ khi bạn thấy có hứng thú muốn tìm hiểu cặn kẽ). Tuy nhiên, các phương pháp này cũng có thể sử dụng kết hợp với nhau để giúp ta tìm đến những lời giải đẹp. Đầu tiên xin đề cập đến các phương pháp tận dụng được khả năng tổ chức và làm việc của cá nhân hay một nhóm các nhà chuyên môn (có thể không cùng một lãnh vực và có tầm nhìn khác nhau trong cách tiếp cận vấn đề). Vì các phương pháp này còn nhiều mới lạ so với những phương pháp đã được dạy trong trường nên các bạn hãy cố gắng đọc, hiểu và làm quen với cách xử dụng chúng. Chắc chắn các phương pháp này sẽ đem lại nhiều ích lợi cho việc suy nghĩ và giải quyết khó khăn cho các bạn. 1. Brainstorming: (Tập kích não): Đây là một phương pháp suất sắc dùng để phát triển nhiều giải đáp sáng tạo cho một vấn đề. Phương pháp này hoạt động bằng cách tập trung trên vấn đề, và rút ra rất nhiều đáp án căn bản cho nó. Các ý niệm/hình ảnh về vấn đề trước hết được nêu ra một cách rất phóng khoáng và ngẫu nhiên theo dòng suy nghĩ càng nhiều càng đủ càng tốt. Chúng có thể rất rộng và sâu cũng như không giới hạn bởi các khiá cạnh nhỏ nhặt nhất cuả vấn đề. Trong "tập kích não" thì vấn đề được đào bới từ nhiều khía cạnh va nhiều cách (nhìn) khác nhau. Sau cùng các ý kiến sẽ được phân nhóm và đánh giá. Phương pháp này có thể tiến hành bởi từ 1 đến nhiều người. số lượng người tham gia nhiều sẽ giúp cho phương pháp tìm ra lời giải được nhanh hơn hay toàn diện hơn nhờ vao nhiều góc nhìn khác nhau bởi các trình độ, trình tự khác nhau cuả mỗi người. Lịch sử phát triển: Chữ tập kích não (brainstorming) được đề cập đầu tiên bởi Alex Osborn năm 1941. Ông đã mô tả tập kích não như là "Một kĩ thuật hội ý bao gồm một nhóm người nhằm tìm ra lời giải cho vấn đề đặc trưng bằng cách góp nhặt tất cả ý kiến cuả nhóm người đó nảy sinh trong cùng một thời gian theo một nguyên tắc nhất định (mà sẽ được mô tả trong phần tiếp theo). Ngày nay, phương pháp này không nhất
thiết phải cần có nhiều người mà một người cũng có thể tiến hành (Một mai một cuốc một cần câu -- Thơ cuả cụ Tam Nguyên ) Các đặc điểm chính khi sử dụng tập kích não: a) Định nghiã vấn đề một cách thật rõ ràng phải đưa ra được các chuẩn mực cần đạt được cuả 1 lời giải. Trong bước này thì vấn đề sẽ được cô lập hoá với môi trường và các nhiễu loạn. b) Tập trung vào vấn đề. Tránh các ý kiến hay các điều kiện bên ngoài có thể làm lạc hướng buổi làm việc. Trong giai đoạn này người ta thu thập tất cả các ý niệm, ý kiến và ngay cả các từ chuyên môn có liên quan trực tiếp đến vấn đề cần giải quyết. (thường có thể viết lên giấy hoặc bảng tất cả) c) Không được phép đưa bất kì một bình luận hay phê phán gì về các ý kiến hay ý niệm trong lúc thu thập. Những ý tưởng thoáng qua trong đầu nếu bị các thành kiến hay phê bình sẽ dể bị gạt bỏ và như thế sẽ làm mất sự tổng quan cuả buổi tập kích não d) Khuyến khích tinh thần tích cực. Mỗi thành viên đều cố gắng dóng góp và phát triển các ý kiến e) Hãy dưa ra càng nhiều ý càng tốt về mọi mặt cuả vấn đề kể cả những ý kiến không thực tiễn hay ý kiến hoàn toàn lạ lẫm sáng tạo. Các bước tiến hành: a) Trong nhóm lựa ra 1 người đầu nhóm (để điều khiển) và 1 người thư kí (để ghi lại tất cả ý kiến) (cả hai công việc có thể do cùng 1 người tiến hành) b) Xác định vấ đề hay ý kiến sẽ được tập kích. Phải làm cho mọi thành viên hiểu thấu đáo về đề tài sẽ được tìm hiểu. c) Thiết lập các "luật chơi" cho buổi tập kích não. Chúng nên bao gồm Người đầu nhóm có quyền điều khiển buổi làm việc. • không một thành viên nào có quyền đòi hỏi hay cản trở, đánh giá hay phê bình • hay "xiá mũi" vào ý kiến hay giải đáp cuả thành viên khác Xác minh rằng không có câu trả lời nào là sai! • Thu thập lại tất cả câu trả lời ngoại trừ nó đã được lập lại. • Vạch định thời gian cho buổi làm việc và ngưng khi hết giờ. • d) Bắt đầu tập kích não: Người lãnh đạo chỉ định hay lựa chọn thành viện chia sẻ ý kiến trả lời (hay những ý niệm rời rạc). Người thư kí phải viết xuống tất cả các câu trả lời, nếu có thể công khai hóa cho mọi người thấy (viết lên bảng chẳng hạn).
Không cho phép bất kì một ý kiến đánh giá hay bình luận nào về bất kì câu trả lời nào cho đến khi chấm dứt buổi tập kích e) Sau khi kết thúc tập kích, hãy lượt lại tất cả và bắt đầu đánh giá các câu trả lời. Một số lưu ý về chất lượng câu trả lời bao gồm: Kiếm những câu ý trùng lặp hay tương tự • Nhóm các câu trả lời có sư tương tự hay tương đồng về nguyên tắc hay • nguyên lí Xóa bỏ nhũng ý kiến hoàn toàn không thích hợp • Sau khi đã cô lập được danh sách các ý kiến, hãy bàn cãi thêm về câu trả lời • chung Ví du: Một ví dụ đơn giản dùng tập kích não là vấn đề "thiết kế máy chuyển ngân của nhà băng" (ATM -Automated Teller Machine) Thành viên mời tham dự buổi tập kích não có thể bao gồm: 1 người có gửi tiền nhà băng, 1 nhân viên làm việc chuyển ngân hàng ngày, 1 nhà thiết kế phần mềm, một người không có gửi tiền trong nhà băng. Câu hỏi chính được cô lập lại thành: "Thao tác nào máy chuyển ngân có thể phục vụ được cho khách hàng?" (hay máy chuyển ngân đảm đương nhiệm vụ gì?) Sau khi tập kích thì các ý kiến đã được thu thập về máy ATM đưọc đặt trong hình vẽ sau:
Sau khi có bảng các ý niệm thì nhóm làm việc sẽ phân loại theo "góc nhìn" cuả người dùng máy. Như vậy một số ý kiến như là "khám máy từ xa", "nâng cấp cho máy từ xa" hay "bảo trì máy" chỉ dùng cho người kĩ sư bảo trì. Nếu đứng trên quan điểm các dịch vụ mà máy cung cấp thì có thể rút thành 3 nhóm dùng máy:
Như vậy dựa vào các thông tin thu nhập được người thiết kế có thể nắm được những tính năng chính cuả một ATM mà tiến hành. Xem bài II: Thâu Thập Ngẫu Nhiên Bài II: Thâu Thập Ngẫu Nhiên Random Input (Thâu Nhập Ngẫu Nhiên): Phương pháp này rất hữu ích khi bạn cần những ý kiến sáng rõ hay những tầm nhìn mới trong quá trình giải quyết vấn đề. Đây là phương pháp bổ xung thêm cho quá trình tập kích não. Xu hướng chung về sự suy nghĩ cuả con người là tư duy bởi sư nhận ra các kiểu mẫu (hay hiểu nôm na là "phương pháp" hay "nền nếp suy nghĩ"). Chúng ta phản ứng lại các mẫu đó dưạ trên những kinh nghiêm trong quá khứ và mở rộng các kinh nghiệm này. Mặc dù vậy, đôi khi, chúng ta sẽ bị giam bên trong lối tư duy cuả mình. Với một nền nếp (phương pháp) tư duy đặc thù có thể sẽ không đủ để kiến tạo một lời giải tốt cho một loạt các vấn đề đặc trưng. Một ví dụ điển hình là trường hợp cuả các học sinh PTTH, chúng ta biết rất rõ, đa số khi giải các bài toán tích phân hay các bài toán hoá học định tính, các em dã được "gạo sẵn" các dạng toán theo một loại "công thức hay mẫu mã" đã được cung cấp bởi các thầy dạy (ở các trung tâm luyện thi) và cứ như thế "nhắm mắt" mà giải các đề bài cho đến khi gặp những bài tưởng chừng dùng công thức này hay công thức nọ có thể làm ra nhưng lại lay hoay mãi mà không tìm ra được 1 giải thuật đúng đắn Random Input là kĩ thuật cho phép liên kết một kiểu tư duy mới với kiểu tư duy mà chúng ta đang sử dụng. Cùng với sự có mặt cuả kiểu tư duy mới này thì tất cả các kinh nghiệm sẵn có cùng sẽ được nối vào với nhau.
Các bước tiến hành: Nếu thấy các bước này có phần khó hiểu, thì xin hãy đọc tiếp phần ví dụ sau đó. Chọn ra ngẫu nhiên một danh từ trong một tự điển hay trong một danh mục các từ vựng đã được chuẩn bị từ trước. Thường danh từ được chọn là danh từ cụ thể sẽ giúp ích hơn (tức là những danh từ chỉ vật mà mình có thể nhận biết bằng giác quan hay sờ mó được ) hơn la chọn một danh từ trừu tượng hay một khái niệm tổng quát. Dùng danh từ nay như là diểm khởi đầu cho giải quyết vấn đề bằng tập kích não. Bạn có thể thấy ra mình có thêm nhiều tri thức sáng suốt nếu như chữ được chọn không nằm trong phần chuyên môn cuả bạn Nếu như đó là chữ thích hợp, bạn sẽ thêm được một dãy những ý kiến và khái niệm vào quá trình tập kích não. Trong khi một số từ lưạ ra trở nên vô dụng, thì hy vọng bạn sẽ tìm ra chút ánh sáng cho vấn đề. Nếu bạn kiên trì nhiều lần, thì ít nhất bạn có thể tìm ra bước đột phá. Ví Dụ: Giả sử vấn đề muốn giải quyết là "giảm ô nhiểm từ các loại xe lưu động". Theo lối nghĩ thông thường chúng ta đều thấy cách giải thông thường là xử dụng thiết bị "xúc tác để chuyển hoá các chất thải gắn trong ống khói xe hơi" và dùng các loại xang "sạch" hơn (và có khả năng cháy gần như hoàn toàn trong buồng đốt) Bay giờ lưa ngẫu nhiên một danh từ trích từ tưạ cuả những cuốn sách trên tủ, bạn có thể tìm thấy chữ "cây cỏ" (thực vật). Tập kích não từ chữ này bạn có thể "đào" ra một "mớ" ý mới: Cây xanh trên các vệ đường có thể chuyển hoá CO2 thành O2. • Tương tự, nếu thổi khí thảy ra từ máy xe một dung môi cuả tảo (algae) thì • cũng chuyể hoá được CO2 sang O2. Và có lẽ, bộ lọc không khí từ các phi thuyền không gian dùng cách này? Chưá vi trùng "sulfur-metabolizing" vào bộ chuyển hóa khí thảy để làm sạch • chúng. Có phải hợp chất cuả Nitơ (Nitrogen) sẽ làm "giàu" giống vi trùng này? Sản phẩm cuả các loại cây cỏ là giấy. Giấy có thể dùng làm màng lọc cuả các • bộ lọc không khí (air filter) ở các máy điều hoà nhiệt độ, các động cơ nổ (xe hơi, xe gắn máy) Sản phẩm cuả cây cao su là nhưạ có thể làm nguyên liệu chế tao bộ lọc không • khí thaỷ ra. ... • Trên đây là những ý kiến thô thiển nảy sinh. Một số có thể sai và không thực tế. Tuy nhiên, một trong chúng có thể dùng làm cơ sở cho những phát triển lợi ích.
Xem bài III: Nới rộng khái niệm Bài III: Nới Rộng Khái Niệm Concept Fan (tạm dich Nới Rộng Khái Niệm): Concept Fan là một cách để tìm ra các tiếp cận mới về một vấn đề khi mà tất cả các phương án giải quyết hiển nhiên khác không còn dùng được. Phương pháp này triển khai nguyên tắc "lui một bước" (khi hổ vồ mồi thì chúng cũng lui lai để có thế nhảy vọt?!!!) để nhận được tầm nhìn rộng hơn. Như vậy, phương pháp này không khác gì một người khi đứng quá gần với một bức tranh thì sẽ khó lãnh hôi đươc toàn bộ nội dung cuả nó mà cách tốt nhất là đứng lui ra xa hơn để tầm ngắm nhìn được xa và rộng hơn. Lịch sử cuả Khái niệm: Khái niệm về concept fan đầu tiên được nêu lên bởi Edward de Bono trong quyển sách "Serious Creativity: Using the Power of Lateral Thinking to Create New Ideas" (tạm dịch -- Sáng tạo thực sự: Xử dụng Tư Duy Dịnh Hướng để Tạo các Phát Kiến) xuất bản lần đầu tiên vào tháng năm 1992 ấn bản Anh ngữ) Các bước tiến hành: Khi bắt đầu, vẽ 1 khung khép kín ở giưã cuả một miếng giấy khổ lớn. viết xuống (một cách ngắn gọn) vấn đề mà bạn đang tìm cách giải quyết. Bên phải cuả khung vẽ ra những nửa đường thẳng (nối với khung và hướng ra xa như các rẽ quạt -- đây cũng là lí do tên gọi cuả phương pháp là concept fan). Mỗi nửa đường thẳng như vậy sẽ đại diện cho một lời giải khả dĩ cho vấn đề này. (Xem ví du bằng hình)
Hình1: Bước thứ nhất Có thể rằng các ý kiến mà bạn có thì không khả thi hay chưa hoàn toàn giải quyết triệt để vấn đề. Nếu thế, có thể lùi lại một bước để tạo cái nhìn tổng quát hơn cho vấn đề Bước này tiến hành bằng cách vẽ thêm 1 khung khép kín ở ngay bên trái cuả vòng tròn đầu tiên, và viết vào đó định nghiã rộng hơn. Liên kết hai khung bằng một mùi tên chỉ vào khung mới lập nên Hình2: Nới rộng định nghiã cuả vấn đề dùng concept fan Sử dụng ý mới này như là điểm xuất phát cho các ý kiến mới
Ngưng thải dầu & rác đổ ra từ các hải cảng Nâng cấp xử lí nước thải Kéo dài thời gian các thứ này được thaỉ ra giám sát nước sông đổ ra
Hình3: Phát triển các ý mới từ định nghiã được nới rộng hơn cuả vấn đề Nếu như ý niệm mới này cũng chưa đủ, bạn có thể bước lui thêm một lần nưã để nới rộng hơn ý kiến (và có thể lập lại nhiều lần,...) Ngưng thải dầu & rác đổ ra từ các hải cảng Nâng cấp xử lí nước thải Kéo dài thời gian các thứ này được thaỉ ra giám sát nước sông đổ ra