36.立體思維
立體思維的意思是:從點到線、從直線到平麵、從平麵到立體,開發創新思維,需要有不斷突破自我、不斷突破思維局限和思維障礙的精神。
什麼叫立體思維呢?讓我們先來試做一道題:兵營布哨,讓三個士兵按等邊三角站位。現在頭兒又想增加一個哨位,其位置也與其他人的間距一樣,該怎麼辦才好呢?
這個答案難也不難,那就是,在等邊三角中心位置豎一高度與三角邊長一樣的塔樓即可。
注意到沒有,這個問題解決的關鍵,是跳出平麵思維,這就是立體思維。
從點到線、從直線到平麵、從平麵到立體,開發創新思維,需要有不斷突破自我、不斷突破思維局限和思維障礙的精神。
立體思維之一:5平方毫米的矽片上怎樣排列27000個元件呢?一張郵票上怎樣集成幾億個電子元件?
答案是,變平麵思維為立體思維,讓元件在超薄的基礎上層層重疊。
在微電子技術領域,科學家們正是依靠這種從平麵思維到立體思維的突破,使得微電子技術在短短的20多年中就走過了大規模、超大規模、特大規模集成時代,20世紀90年代末已經進入了大規模集成時代,能夠在一張普通郵票大小(350平方毫米)的矽片上,集成幾億個元件,而且還在不斷向前發展和突破。這一次次的劃時代飛躍表明,從平麵思維到立體思維的突破具有非凡的創新威力。由此可見,善於突破平麵思維定勢,不斷拓展立體思維空間,才能充滿創造活力。如何突破平麵思維呢?先看這樣一個例子。
有位老師給學生出了道看似很簡單的測試題:在一塊土地上種植四棵樹,要求每兩棵樹之間的距離都相等。學生們在紙上畫了一個又一個圖形,有正方形、梯形、菱形、平行四邊形……大家感到百思不得其解的是,什麼四邊形都不行。這時,老師給大家點破“天機”:把其中一棵樹種在山頂上!因為這樣一來,隻要讓其餘三棵樹與山頂上的那顆構成正四麵體(等邊錐體),就能夠符合題意要求。這位聰明的幾何學老師,在講解四麵體即等邊錐體時,巧借“種樹”的道理啟發學生的空間想象能力,激發他們的立體思維,使學生加深對四麵體空間特征的理解。這種創新思維非常巧妙,效果也很好。引導學生掌握這一創新思維的關鍵是必須突破平麵思維的定勢,才能找到解決問題的答案。
運用立體思維進行創新,關鍵是要善於突破點、線、麵的框框限製,從垂直、側向等多方向地拓展;思維空間,讓思維的視野更加開放。
立體思維之二:成功的發明創造者,其創新思維往往善於變單向為多向、變直線思維為曲線思維,從而以迂為直、出奇製勝,創造出妙不可言的效果。
例如,英國工程師查爾斯·德萊帕設計的泰晤士河扇形防洪水閘,就是一項非常新穎奇特的創舉。在新型防洪水閘設計製造之前,漲潮的海水常常會沿泰晤士河逆流而上,形成海水倒灌之勢,特別是當遇到大潮或惡劣天氣時,潮水甚至會漫過防洪堤衝入倫敦市內,嚴重威脅著城市的安全。為了消除海潮倒灌的隱患,需要在泰晤士河下遊建造一座防洪閘。這座防洪閘的設計要求很高,既要保證平時船隻能夠順利通航,又要保證海水漲潮時能夠抵禦海潮倒灌。按照傳統設計方法,閘門必須設計得特別高大才能抵抗海潮倒灌,但其缺點是造價昂貴,而且施工困難。為解決這一難題,工程師德萊帕大膽提出一種全新的設計思想,變方為圓,即把閘門設計成扇形,其妙用是:平時這座半圓形閘門平躺水底,河上的船舶能夠自由通航,不受影響;海水漲潮時,用操作裝置轉動半圓形閘門,旋轉90度,讓閘門立起來,閘門的高度頓時比原來高出許多,巧妙地抵抗住下遊海水倒灌,德萊帕這一新穎別致的扇形創新思維的成功設計,巧妙地解決通航、防洪兩不誤的難題,收到了一箭雙雕的功效,不愧為創新思維的得意之作。