本书是由管理和培育出世界上最大的机器人研究所的卡耐基·梅隆大学教授Takeo Kanade对其日常研究、生活和学习的经验进行收集整理而成的一本小册子。本书不仅用作者亲身经历的大量事例极具趣味地描述了许多有效的科研法则，如“海阔天空的构思”、“跳出现有的成功”、“KISS方法”、“用情景推动研究进展”、“智慧体力”、“从‘做不到’重新开始”、“在与他人的交流中完善自己的构想”，等等，而且更是用大量的篇幅、语重心长地为下一代即将承担未来的年轻人如何进行科研，如何进行创新，想得到一定成就应该具备什么样的能力提供了必要及时的指导。

本书不仅适合科研人士，应该说是适合任何读者阅读，因为它能对自己工作、学习和生活在解决问题方面会有许多参考价值。

本书尤其适合在校大学生、研究生在思考如何培养自身能力，如何发展自我的时候参考阅读。

在本书中，金出教授依据自己几十年科研和教学的体验，利用日常研究和生活中经常能够遇到的事例作为论据，深入浅出地向我们讲述了一种看似简单、却极其深奥的科研法则——像外行一样思考，像专家一样实践。

第一章 像外行一样思考，像专家一样实践

第1节 海阔天空的构思

美国的研究现场充满海阔天空的思维方式

三维国家全景图、灰尘传感器、苍耳子

好的构想正是来自于荒唐无稽的想法

第2节 有点幼稚、天真、牵强的想法

大陆漂移学说

海岸线长度不一致

内容宽泛的理论

第3节 跳出现有的成功

身为专家要有舍弃固有思想、大胆创新的魄力与勇气

要勇于反对别人的意见

没有抓住未来

第4节 创新，从省略开始

如果数量达到“阿佛加德罗数”，则计算机也不能全部检查

简单、省略、抽象化——“理所当然”的悬崖与审美感

省略到什么程度是关键

第5节 用情景推动研究进展

在超级碗的转播中露面的惟一一个大学教授

虚拟现实——其实，很久以前就在做相关的研究

做有意义的研究

第6节 情景的关键，是对人和社会有何作用

做得很好的人和做不好的人的区别

情景要通过提前构思进行描述

不要认为没有用的研究才算高级

第7节 所谓构想力是限定问题的能力

畅销小说的构思都很优秀

不可能为世界上所有问题找到共同的答案

构想力是一种智慧的能力

第8节 KISS方法——单纯的，简单的

我的研究方法——能真正接受这些的，就是像你这样的人

坚持到了最后，就会明白失败的原因

别想乱七八糟的方法

第9节 智慧体力——所谓的集中力，就是让自己成为问题本身

无论何时，都可能突然碰壁

我曾经连续74小时集中精力思考问题

让自己成为问题本身

第10节 越能干的人，越会迷茫

我的研究生时代——要尽量提早拿出漂亮的成果

具体目标与高层研究

不安感与成就感是智慧体力的基石

第11节 从“做不到”重新开始

科学的进步就是不断追求更高的极限

科学工作者说不可能的时候，他很可能错了

消极的结果也有积极的意义

第12节 在与他人的交流中完善自己的构想

“日本人缺乏创新思想”这种说法是不正确的

跟他人交流自己的构想时，突然发现没有想到的地方

把自己的构想跟他人交流，不会被他人盗用吗

第13节 加上一点我的亲身经历

小时候我什么东西都自己动手做

能变出钱的瓶盖

铜的气味

第14节  “像专家一样思考，像外行一样实践”就糟糕了

我的艰辛历程——过去的计算机

发明文字处理机的初衷是什么

每个程序不同的数字输入法

第15节 关于独创和创造的三种违反常识的说法

独创不是灵光闪现

有创造能力的人在学校里成绩也好

创造的基础是模仿

第二章 计算机向人类发出挑战——问题的解决能力与教育

第1节 计算机向人类发出挑战

四分卫拥有只有中心视野范围的视网膜

人是性能最优越的机器吗

人解决问题的能力

第2节 有点幼稚、天真、牵强的想法

计算机使用硅和铜计算

人用大脑计算

“绳子”也会计算

第3节 人类和计算机不同吗

人们有时闯红灯，这是一种计算

NP完全问题

人类的思考就是一种物理现象

第4节 计算机将变得比人更加聪明

我感受到新的智慧

可预知的不可预知性

超越人的机器人漫步于城市的时代

第5节 通过解决问题来提高思考力和判断力

我在大学时，讨厌做实验

美国的大学重视学习解决问题的能力

日本的学生，解决问题的能力明显要差得名

第6节 思考例题并加以解决是加深理解的最好方法

您怎么算得这么快啊

欧拉公式

逻辑学家、数学家、物理学家、工程学家

第7节 培养思考能力的编写教科书方法

首先通览公式

“实质到形式”还是“形式到实质”

想写一本好的教科书

第8节 创造力、规划能力的基础是记忆力

知觉、思考、行动都源于记忆

人类通过遗传留给下一代的记忆量只有

0.0000%

储存能力与应用能力

第9节 思考力和记忆力是靠不断实践培养起来的

直觉也是一种计算

不用万有引力定律人们也知道物体是往下落的

我从小时候起，就非常喜欢记一些东西

第10节 和不同研究领域专家的智慧对决

对未知事物与更优秀的人的感受性

抓住要点，在讲话和做研究上都是一样的

以专业知识为武器，跟不同研究领域的人进行对决

第11节 辩证地考察素质教育与填鸭式教育

能够自己学习的机器人可以使自己变聪明吗

圆周率等于3

“记忆、反复学习”和“重视思考能力”并不是相反的概念

第三章 表达“自己的想法”，说服别人实践！国际化现代的演讲、会话、写作能力

第1节 说服——好酒也怕巷子深

想法和结果被人了解才有价值

不需要语言吗

明白的，不明白的，让人听的，不让人听的

第2节 不做铺垫直切正题——这样的讲话会令人深思

日本的研究者和技术者不善于在国外讲演

听众最感兴趣的是开始的部分

“倒着使用准备的幻灯片”

第3节 用说明的方式陈述结果

不要以道歉开始

只要内容正确，介绍不精细也可以

英语不好就单刀直入

第4节 不是通过说明得到认可，而是在认可的基础上进行说明

讲话要从唤起听众的印象开始

复杂的理论也要让人理解

“说话通俗易懂的教授没有什么了不起的”

第5节 和别人说话时要看着对方的眼睛——要对自己说的话有自信

在国外要看着对方的眼睛说话

要对咱己有自信

自信来自于正面、积极的想法

第6节 称赞与论点鲜明的讨论

“Enjoy”文化与“极限”文化的区别

对待学生要真诚——讨论的时候要明确双

方意见的对立点

说话方式的恶习——“但是”

第7节 说英语时，要给人留下“作为一个外国人，说得不错”的印象

并不仅仅帮助我提高

我的英语会话失败谈

即使居住了20年仍然存有很大的语言障碍——最合适的英语会话熟练程度

第8节 实战!提高英语会话的秘诀——抢着说，大声讲，静下心来听

无论什么话都要快速说出来

金出(本书作者)式英语提高法——边打

扫边听英语

用“图像”计算

第9节 论文以及要说服人的文章就是一部推理小说

100个学术论文之中最为广泛阅读的是?

论文里也需要悬念和紧张感刺激

一篇论文只能论述一个主题

第10节  “起承转合”的结合(1)

“起”——用来唤起读者的好奇心

“承”——巧妙的设定假设

“转”——循序渐进地引导解答的关键

第11节  “起承转合”的结合(2)

“合”——将最重要的研究结果一并提出

评判作品论文优劣的标准不是语言，而在于构思能力和组织能力

日本人给美国人上英语课

第12节 提案是为论文增加投资的要求——当对象是上司的时候要明白易懂

研究生的学费、生活费都是由研究费供给的

有钱能使鬼推磨

美国大学里的研究是“研究起业”

第13节 关于演讲和英语的三个奇怪的建议

演讲还是别准备得太好

展示的资料不要做成让别人一眼就可以看明白

英语教育还是不要过早为好

第1节  日本需要的是思考的速度

发生多起恐怖袭击的一天

遭遇危机，就要快速行动——FBI打来电话

能用则用的现实实用主义

第2节 互联网的价值——更多更广泛的人和工作

“9 11”事件发生时惟一可用的通信手段

互联网突破了在技术开发上组织之间的壁垒

日本也逃不出互联网社会

第3节 “别人怎么看自己”——强迫观念与存在感

美国人不在意别人的眼光

很遗憾，美国人几乎没有意识到日本人的存在

“就这么做”的美国和“还是不做为好(以下无改动的地方同)”的日本

第4节 不要拿“日本独有”当做挡箭牌

“日本独有”的文化和习惯

“日本独有”“美国独有”的技术

好的东西谁思考出来都可以

第5节 吸引人的领导艺术

进行商业贸易的时候，美国人只来一个，日本人则要去三个

西部剧的警长、时代剧的地方官

很有个性的领导

第6节 无法顺利进行的时候，干脆就掉转方向

学生的“黑色星期五”

针对老师的评价制度

在美国，换工作是了解自己实力的机会

第7节 评价本来就是主观的东西

评价是很难的

为什么日本不能取消大学入学考试

“客观”评价的危险性和欺骗性

第8节 “自己决定”是一种勇气

个人拥有决定权的机构变没了

为什么日本人不希望自己来决定

美国的官员都希望贴上“是我做的”这样的标签

结束语 愉快地解决问题

我从小就十分乐观，自从到美国生活后，更加磨炼了我这方面的性格。在美国的这二十多年来，我在美国的研究现场有很深的体会，与日本相比，研究过程更加自由，更加豁达，思路更加开阔。

在美国，研究者是通过竞争为自己争取研究经费的。负责分发经费的组织给出研究资金募集的条款，我们则根据这些条款提出研究的方案和完成所需要的金额，并进行申报。如果被采用了，便会获得研究经费。

在这些提供经费的组织当中，首当其冲的则数国防部的DARPA组织，它为用于技术开发的大学和企业提供的资金是最多的。DARPA组织几年前曾经提出过一个奇怪的招募事项——“征集只有用现在不知道的方法才能解决的项目提案”。

对于这样的提案，首先是要论证用现在已经知道的方法不能解决，要是自己有什么新的想法，则要写上“可能解决”等这样的字眼。

曾经有人问：用数学方法解决的问题算不算呢?得到的答案是：数学是一种现在已经知晓的方法，所以不能接受该提案。这样的征集简直就像是在骗人。

国防总部都是这样的。但是他们提供的资金却相当可观。一个项目的经费是以几亿日元为单位的。

不仅国防总部，就连我的大学，卡耐基·梅隆大学也是这样，每年也都要进行像“Wild Idea Fund”这样的项目征集。所谓“Wild Idea”，就是不寻常的，甚至可以说是一些听起来很荒谬的想法。学校将向这一类的想法提供研究资金。

然而在美国社会，对这些荒谬、可笑，甚至荒诞无稽的想法，如果仔细考虑的话，会发现其中有值得认真去做的地方。

P2-3

1991年，当我还在卡内基·梅隆大学读博士的时候，就结识了金出武雄(Takeo Kanade)教授。作为一位研究机器人的科学家，金出教授在学术上的成就，令许多人高山仰止。我还记得他的很多精彩演讲，特别是他关于写论文要像写侦探小说那样引人入胜的独特观点。金出教授严谨治学的精神，更是我们学习的榜样。每天深夜我开车回家，途经他的办公室，总能见到他还在忙碌的身影。

在本书中，金出教授依据自己几十年科研和教学的体验，利用日常研究和生活中经常能够遇到的事例作为论据，深入浅出地向我们讲述了一种看似简单、却极其深奥的科研法则——像外行一样思考，像专家一样实践。

在看似枯燥的科学研究的工作中，有许多思想和方法值得我们去关注，比如，要勇于舍弃固有的思想、最大程度地发挥构想能力、积极主动地与同行交流等。这就需要我们的年轻学生在他们的科研道路之初，就能了解和掌握科研成功的一些最根本的道理和技巧，这也正是本书的真正价值所在。

金出教授在美国研究教学多年，对美国科研创新文化有自己独到的见解。在本书中还有很多关于日本学生与美国学生的比较。他更大胆批评日本学生沟通技巧的不足及创新精神的欠缺。他的很多建议对于今天的中国和我们中国学生，也非常有参考价值。中国正面临着在全球经济、科技、人才的一体化进程当中，如何找到自己的长项和弱处，以保持创新发展进步的课题。

科学研究是一项严谨的工作，但又是一项非常有趣的工作。科学研究的成果将潜移默化地影响着我们未来的生活。因此，我希望未来能有更多的人从科学研究中找到快乐，在快乐中发现人类未来文明的希望。

思考事物的本质

这本书的标题是“像外行一样思考，像专家一样实践”。

在思考的阶段，“究竟可以研究什么呢?““人们究竟想需要什么呢?”这一类的问题大家不要思考太多，只要像普通人那样进行一般的思考就可以了。但是，一旦确定了想法，真正要做的话，就不能妥协了，就要像专家一样缜密、彻底地进行调查和研究。

我们自己思考一些想法时，应该做到像和朋友在一起讨论那样，尝试思考探讨解决的方法。好像是“那样的情况应该是对的，换成这种情况下会怎么样呢?换成那种情况下又会怎么样呢?”就像是在玩智力游戏一样，快乐地去思考。

如果我们养成了这种“快乐思考”的习惯，就会大胆地怀疑现在已经被人们接受的知识或是常识。于是我们就能看清事物的本质，加上坚持不懈的思考，一定能有所作为。

此外，在本书中引用的一些人物轶事或是谈话，都稍微做了些改变，就是把一些真实的话用一种开玩笑的语气介绍给大家。但是，对于所说的这些故事，我们应该换个角度去看，而不要用挑剔的眼光去琢磨。说到底，简单而真挚的思考才是根本。

中国学生的热情

去年，我应微软公司的邀请，参加了在北京举行的名为“21世纪的计算”的学术研讨会，一共有五个人作为演讲者出席了这次会议。当时，我们五个演讲者并排坐在一起，看起来十分气派，台下坐满了学生，北京大学可以容纳2000人的会议中心可以说是座无虚席。

学生们都是认真地听演讲，非常配合，并向演讲者提出问题。演讲者也就学生所关注的问题做解答，有时大家还十分适宜地开开玩笑，可以说当时会场的演讲者和其听演讲的学生融为了一体，气氛非常好。要是到了提问的时间，提问的学生就会站在指定的麦克风前面提出自己的问题，都是用十分流利的英语进行发问的。提问的内容也不仅仅限于技术性的问题，例如，有学生就十分认真地提问道：“某某教授，以后要是想像您一样从事重要的计算机技术的研究工作，作为学生时代的我们，应该怎么学习呢?”在日本，像这种问题，就只能从小学生的口中听见，到了大学或是研究生阶段，学生就被宠坏了，不会提出这种问题了，所以，我觉得这些学生十分不错。

在那之后，我又去拜访了微软亚洲研究院，很多大学研究生水平的学生都在那里从事着各种各样的研究。每当走到一个学生面前的时候，他们就会立刻向我解释他们的研究。例如，“我是从事这方面的研究的”，“我打算从事那样的研究”，他们的目光很坚毅，而且，我感到他们都在努力地学习，还有的学生说道：“我知道您，我拜读过您的论文，关于您的研究，我觉得这点可以改善”，等等。

我真是十分感叹，从学生们身上，我看到了他们那种简单的思考方法，积极向上的热情。我认为培养这种解决问题的热情，也正是教育的意义所在。

“金出教授(本书作者)，您一定很快乐吧”

加利福尼亚大学圣旧金山分校的P·艾克曼教授是有名的心理学专家，是这方面的权威人士，他的研究领域是有关于人类表情及达尔文研究等一些课题。不仅仅是针对“欢笑，悲伤，愤怒”等这些宏观的表现，而是要定义面部细小的肌肉功能单元，后来他定义出了一套被称为FAcs的用于描述面部表情的符号。顺便说一下，艾克曼教授有个拿手的绝活，可以让脸上各部分的肌肉独立地运动。

我博士论文的研究对象也是要自动对人类面部表情进行识别，然后自动进行分析，最后对这些面部解析的表情符号化并让计算机程序进行处理。所以，可以说我和艾克曼教授有共同的研究，我们的关系也非常不错。

有一次他来访问我的研究所，我就向他介绍我的研究成果：自动汽车、自动直升飞机、Eye Vision、表情识别系统、虚拟化现实，等等。他当时就问我：“金出教授(本书作者)，你一定很快乐吧。我常对别人说，我自己做研究就好像在做游戏，但是，我觉得我不如你。你一定非常的快乐吧。”他就这样重复地说了好几遍。这个问题我并没有仔细思考过，好像是快乐的吧。但是对于研究本身来说，我的确觉得是非常有意思的。

回顾本书，大部分是在向大家介绍我在美国快乐地研究机器人的过程中发生的种种趣事，但是，这本书要是能多少给大家一些启发或者帮助，我就非常高兴了。