創造創新理論與實踐12(1 / 3)

第三章.創造原理 第二節 類比原理

宇宙空間、世界萬物彼此之間有區別也有千絲萬縷的聯係。科學發展突破了原子不可分、不可入、不可轉化的觀點,深入到原子內部,建立了微觀粒子運動規律的量子理論,認識了微觀世界的層次結構及不同層次微觀粒子的運動規律。不僅使各個科學理論使物性體係建立了縱向的層次關係,也使物理學、化學、生物學找到了統一的基礎——微觀粒子運動規律,使人們可能從微觀層次來理解宏觀現象和規律。因此也可以認為萬物之間雖有很多相異之處,但是也必然有相關性,這就為類比原理的開拓建立了客觀的基礎。

橫斷科學的發展,特別是係統科學的發展,使各個科學領域與體係之間建立起橫向的聯係。係統科學從客觀世界抽象出要素、結構、係統、環境、功能、信息、控製等共同因素,研究它們之間的相互關係和運動變化之規律;使理論與技術體係成為縱橫交錯,根深葉茂,基礎堅實的龐大體係也為一切研究開拓了更為廣闊的空間,為技術發展構建了更加係統的結構(例如如圖3-1主導技術群落的結構)。

圖3-1.主導技術群落結構

科學體係的建立,係統理論的形成人們知識的深化和擴展,信息來源的充足與廣泛都為類比事物之間的共性、特性、相似、相關提供了應用的基礎和施展的空間,在此處類比的目的在於尋求兩種事物或現象之間的概念、原理、方法、規律之間的相同或相似之處,通過比較分析找到可以借鑒的或模仿的創造方法。

一、類比原理概述

類比原理就是通過類比對兩個事物或現象的概念、原理、性能、方法進行比較分析,尋求其相同或相似之處,並將某一個研究對象的已有成果或結論,運用於另一研究對象以取得創造成果的創造原理。

類比原理的理論基礎是異質同化和同質異化的辯證分析與運用。所謂異質同化是在發明創造中首先借助已有的知識與經驗對研究對象進行分析研究,加深對研究對象的本質與規律性的理解,盡可能抽象概括出需要解決問題的實質內涵。在此基礎上通過聯想、類比等思維形式尋求可以作為類比的對象或事物,並找出研究對象與現有事物之間的相同點或相似點,類比比較是建

·第三章.創造原理·

立在兩個不同事物之間的即所謂異質,而同化則是在兩個不同事物之間找出

相同或相似之點。

同質異化則是把現有事物與待研究對象之間的相同或相似的原理、結構、

形狀、性能或其他對應因素,作進一步比較分析;在尋求共性同時找出差異(不同點)並在對共性分析的基礎上找到各性的解決或補償方案。以相同或相

似為基礎創造中,具有(包含)該相同或相似點但卻又不完全相同的新事物,

相同或相似的基礎部分即為同質,不同的創造部分即為異化。

在類比原理實施過程“異質同化”與“同質異化”二者缺一不可。異質

同化是前提和基礎,同質異化是創造發明的關鍵環節。一個新事物的創造發明,

必須把兩個方麵結合起來,運用辯證統一的觀點,分析、解決問題。相同或

相似的同質部分,即為被借鑒的部分,作為創造的基礎,異化則是在同質基

礎上的創造。

前麵談到事物之間的某些相同或相似的可能性,但是客觀事物除非同類

同種,完全相同的兩種不同事物是根本不存在的。因此,類比除非是在比較

簡單情況下,很難出現完全轉移的情況。所以類比創造過程,也是一個分析

與綜合的過程。通過分析尋找出兩事物的相同相似和相異的因素,再通過綜

合決定借鑒和移植的範圍與創造的方案。此時,還應當考慮方案與引用原型

部分的相關性與相容性,使各新舊部分能形成有機聯係與作用,以取得良好

的創造成果。

二、類比原理應用的主要方式方法

1.綜攝法

綜攝法是指在進行創造活動時,注意觀察前意識心理結構的運用情形,

並對此做出解釋,做到有意識地運用它為目的。

這個技法同智力激勵法相反,不是以自由聯想為基礎,而是以類比作為

它的基本方法。就是在思考問題時找出與課題“本質上相似的是什麼”,用這

個作為啟示誘發出創造性的設想。

1609年,伽利略發明了天文望遠鏡,使當時的天文學有了長足的進步。

月球的山穀、木星的四個衛星、太陽黑子以及金星的盈虧現象等都是在隨後

的一段時間裏發現的。但是望遠鏡的色差問題始終困擾著人們:在望遠鏡中

物體的像總會出現顏色幹擾,使像模糊不清,越是鏡的邊緣就越嚴重。

白光是由七種不同顏色的光線組成的,這些光線的折射程度各不相同,

因此,一束白光通過透鏡後就成了一條色帶。望遠鏡是由一係列透鏡所組成,

所以星光經過透鏡到達人眼就會有色差。牛頓經過研究後,斷言透鏡的色差

不能消除。於是,他本人轉向研製反射式望遠鏡。另外一些人繼續改進由透

鏡組成的望遠鏡。為了使白光經過透鏡時色散得不太厲害,就采用了折射率

較小的透鏡。這樣一來,望遠鏡的尺寸必須加長,有的竟長達3.66 米。

數學教授格雷戈裏把望遠鏡與人的眼睛作對比:光線在眼睛裏反複折射,

人眼看到的物體沒有色差。所以,如果處理得當,望遠鏡也應該能夠達到色

差為零。人眼由角膜物質、水晶體、玻璃體等幾種不同折射率的物質所組成,

望遠鏡也應該用折射率不同的幾種玻璃透鏡搭配起來。

在這樣的思想指導下,發明者進行了多次計算,提出了用兩種折射率不

同的玻璃適當配合以製成無色差望遠鏡的方案。又過了一些年,業餘科學家

霍爾於1733 年第一個製成了無色差的折射望遠鏡。

從天文望遠鏡的改進過程看,發明者不僅從結構組成方麵把望遠鏡和眼

睛作了類比,而且從眼內各部分的不同折射率得到啟發,證明隻要各部件的

折射率搭配適當就可以製做出無色差的望遠鏡來。這一思維過程正是綜攝法

思維的典型表現。

2.移植法

移植法就是將某個領域的原理、方法等引用或滲透到其他領域用以革新

舊事物或創造新事物的創造方法。前麵概述中已經對類比原理的理論基礎進

行了分析,移植方法就是在此基礎上的應用。通過類比分析找到兩個事物的

共同點之後,將原有事物已經成熟的方法與技術轉接到待創造的新事物中,

不僅簡化了創造過程,也增加了新成果可行性與可靠性。移植建立在知識與

經驗的基礎上,也包括機遇的作用。移植的前提是強烈的創造欲望驅使及麵

臨問題的促動。移植方法的具體方式是:

第一步,對創造對象或問題進行分析概括,抽象出核心問題的本質與技

術關鍵。

第二步,尋求類比對象。用發散思維找到盡可能多的相關事物,進行初

步分析和篩選。

第三步,對選定對象進行分析,並與創造對象進行原料、性能、技術方

法等的比較分析,明確相同、相似與差異點。

第四步,明確移植範圍,並對移植部分的相關理論、結構、性能、特點

等進行分析,確定具體的移植結構。

第五步,明確創造目標,將移植結構整體作為已知納入創新活動過程。

構成“灰箱”結構,按創造程序開展創造活動。

·第三章.創造原理·

移植方法主要表現為如下幾種:

(1)材料移植

材料是構成產品最基本的要素,對產品的性能、功能、使用價值和製造成本具有決定性的影響,通過將不同材料移植於特定產品,可以達到創新的目的。

水泥是石灰石和黏土粉碎後高溫下煆燒製成的,其成分是矽酸二鈣、矽酸三鈣、鋁酸三鈣和鋁酸四鈣的混合物,具有遇水很快凝固、抗壓力強、堅硬如石的特性,耐腐性強但是抗拉能力很弱。1820年便研製成功了,主要代替泥土來使用。

水泥的第一次移植是由塞納河畔楓丹白露鎮的園藝師蒙尼亞實現的。蒙尼亞以經營溫室種植名花為業,一直為泥土花盆易碎而困擾。蒙尼亞首次移植方案是用木材代替泥土製成木盆並加鐵箍,雖然解決了易碎的問題,卻又為木盆易腐爛而傷腦筋;於是他又作第二次移植創造,改用水泥替代木材製作花盆,克服了易腐蝕的困擾,雖然比泥土花盆強度要高,但是仍然容易破碎;他再次把鐵箍移植到水泥盆上,並用纏繞的鐵絲代替鐵箍。為了美觀又在鐵絲外塗了一層水泥,使鐵絲包覆在水泥中間,鐵絲與水泥有很好的粘合力成為骨架,利用其抗拒能力克服了水泥易碎的弊端。後來他又把花盆做成各種形狀,並在表麵刻上花紋,作商品出售,深受歡迎,這便是鋼筋混凝土的雛形。