| 聯(lián)想類比創(chuàng)造方法——它山之石,，可以攻玉 |
| 來源:中國發(fā)明網(wǎng) 時間:2008年10月07日 |
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事物間的聯(lián)系是普遍存在的,。正是這種聯(lián)系，我們的思維得以從已知引向未知,，變陌生的為熟悉的,。這時，我們腦內(nèi)發(fā)生的聯(lián)想和類比過程可以看作是事物間的普遍聯(lián)系在思維中的一種體現(xiàn),。聯(lián)想和類比法則是這類思維形式在人的創(chuàng)造活動中經(jīng)驗的總結,。
（一）聯(lián)一聯(lián)：聯(lián)想創(chuàng)新
1．魅力的由來
請用“踏花歸云馬蹄香”構思一幅畫。
文藝創(chuàng)作的魅力多是借助于聯(lián)想而形成的,。
聯(lián)想在文學作品中亦是常用的手法,。李商隱的“春蠶到死絲方盡，蠟燭成灰淚始干”及李白的“床前明月光,，疑是地上霜”皆乃聯(lián)想的佳句,。
2．引人入勝的廣告
聯(lián)想用之以廣告，不僅有藝術性,，還富有人情味,。
當時中國人口為4億。
3．創(chuàng)新的連鎖反應
（二）類推的魔力：類比創(chuàng)新
1．科學研究
法國物理學家歐姆把關于電的研究與法國數(shù)學家傅立葉關于熱的研究加以類比：傅立葉假設熱流量與溫度梯度成正比,，用數(shù)學方法建立了熱傳導定律,；歐姆則用電流量對應熱流量，用電位對應于溫度,，并用實驗證明兩者有著相似的關系,，終于發(fā)現(xiàn)了電流與電壓成正比的歐姆定律。
2．創(chuàng)造新學科、新理論
控制論的創(chuàng)始人維納等人,，通過類比,，把人的行為、目的等引入機器,，又把通信工程的信息和自動控制工程的反饋引進了活的有機體,，從而產(chǎn)生了控制論的理論與方法。1678年荷蘭物理學家惠更斯將光和聲進行比較,，發(fā)現(xiàn)光和聲有一系列的共同屬性,，如直線傳播、反射,、折射、干涉等,。而聲是由于物質振動而產(chǎn)生的波,，于是類推光也是一種波，從而提出了光的波動說理論,。
3．小發(fā)明
石家莊市中學生王學青感到地球儀不如地圖取拿方便,，但地球儀有立體感，容易看懂,，怎樣才能使地球儀便于攜帶呢,？最好是使用時成球狀，不用時可壓扁,。針對這一想法,，王學青絞盡了腦汁，終于從兒童的氣塑玩具那里得到啟發(fā)（直接類比）,，制成充氣地球儀,，十分方便實用。
（三）搬一搬：移植法
1．基本原理
所謂移植法是將某個領域的原理,、技術,、方法，引用或滲透到其他領域,，用以改造和創(chuàng)造新的事物,。
從思維角度看，移植法可說是一種側向思維方法,。它通過相似聯(lián)想,、相似類比，力求從表面上看來仿佛是毫不相關的兩個事物或現(xiàn)象之間,，發(fā)現(xiàn)它們的聯(lián)系,。
英國劍橋大學教授貝弗里奇說：“移植是科學發(fā)展的一種主要方法。大多數(shù)的發(fā)現(xiàn)都可應用于所在領域以外的領域，而應用于新領域時,，往往有助于促成進一步的發(fā)現(xiàn),。重大的科學成果有時來自移植?！?nbsp;
2．主要途徑
（1）原理移植
想想還能移植什么,？
無論是理論還是技術，盡管領域不同,，但?？砂l(fā)現(xiàn)一些共同的基本原理。因此,，可根據(jù)不同的要求和目的作移植創(chuàng)新,。如紅外輻射是一種很普通的物理過程，將這一原理移植到其他領域,，可產(chǎn)生新奇的成果：紅外線探測,、遙感、診斷,、治療,、夜視、測距等,；在軍事領域則有紅外線自動導引的“響尾蛇”導彈,，裝有紅外瞄準具的槍械、火炮和坦克,，紅外掃描及紅外偽裝等等,。
（2）方法移植
17世紀的笛卡爾是科學方法移植的先驅。他以高度的想象力,，借助曲線上“點的運動”的想象,，把代數(shù)方法移植于幾何領域，使代數(shù),、幾何融為一體而創(chuàng)立解析幾何,；美國阿波羅11號所使用的“月球軌道指令艙”與“登月艙”分離方法，移植于巨輪不能泊岸時用駁船靠岸的辦法,；現(xiàn)代管理方法中的行為學派是將心理學原理移植到企業(yè)管理方法中而形成的,，在科學研究中常用的一些方法如觀察法、歸納法,、直接法等可以移植到技術創(chuàng)新中去,。
（3）回采移植
歷史表明，許多被棄置不用的“陳舊”技術,，只要賦予現(xiàn)代技術加以改造,，往往會導致新的創(chuàng)造,。如帆船是古代船舶的標志，但又出現(xiàn)在80年代,。至今,，東西方竟有20多個海洋國家成立了“風帆研究所”。現(xiàn)代風帆是以計算機設計,，具有最佳采風性能和推進性能,。其制作材料已從尼龍發(fā)展到鋁合金，帆的操作控制也是自動化的,。所以現(xiàn)代帆船并非“扁舟孤帆”,，而是萬噸巨輪。有些帆船速度可與快艇媲美,，加上節(jié)能,、安全、無噪音,、無污染等獨特優(yōu)點而深受器重,。
（4）功能移植
系指把諸如激光技術、超聲波技術,、超導技術、光纖技術,、生物工程技術以及其他信息,、控制、材料,、動力等一系列通用技術所具有的技術功能,，以某種形式應用于其他領域。如采用液壓技術便可較好地解決遠距離傳動的問題,，且簡化機構并操作方便,；電子計算機的應用則使機械加工程序化、自動化,；在自然界,，河川中夾雜的有機物質的凈化細菌，有機物經(jīng)它消化后變成水和一氧化碳,。環(huán)保專家將此功能移植于廢水處理——引進凈化細菌讓它大量繁殖,，以達到去污變清的目的。這就是目前污水處理的活性污泥處理法,。
（四）拜生物為師：仿生學方法
1．基本原理
通過模擬生物的結構或功能原理而導致發(fā)明創(chuàng)造的途徑稱為仿生學方法,。今天，仿生學已成為現(xiàn)代技術發(fā)明的重要途徑之一,。生物原型成為現(xiàn)代發(fā)明的源泉,。
仿生法啟示來自生物圈,，注意觀察才能學會仿生。
2．主要途徑
向生物索取技術原理,，不僅具有令人陶醉和神往的光輝前景,，而且所涉獵的內(nèi)容也相當廣泛，事實上,，人類從仿生學的角度所作發(fā)明的例子是很多的,。例如從鳥類想到飛機。從蝙蝠想到雷達,、從犰狳想到坦克,、從石龍子想到偽裝色、從飛鼠想到降落傘等等,。根據(jù)仿生學的研究成果,，向生物索取技術原理大致有如下幾個方面：
（1）信息仿生
主要是通過研究、模擬生物的感覺（包括視覺,、聽覺,、嗅覺、觸覺）,、智能以及信息貯存,、提取、傳輸?shù)确矫娴臋C理,，構思和研制新的信息系統(tǒng),。
（2）控制仿生
主要通過研究模擬生物的體內(nèi)穩(wěn)態(tài)（反饋調節(jié)）、運動控制,、動物的定向與導航,、生態(tài)系統(tǒng)的漲落及人機系統(tǒng)的功能原理，來構思和研制新的控制系統(tǒng),。例如,，人們根據(jù)蜜蜂的復眼能構利用偏振光的原理導航，發(fā)明了用于航空和航海的非磁性“偏光天文羅盤”,。這種羅盤對于不能使用磁羅盤的高緯度地區(qū),，顯示出極大的優(yōu)越性。
（3）力學仿生
主要通過研究模擬生物的機械原理以及結構力學和流體力學的原理,，構思和研究新的系統(tǒng),。例如，人們根據(jù)魚類,、鳥類的身體形狀的流體力學特性,，研制了各種各樣的船舶和空間飛行物；根據(jù)蛋殼,、烏龜殼,、貝殼等彎曲表面,，發(fā)明了建筑物上薄殼結構。
（4）化學仿生
主要是通過研究模擬生物酶的催化作用,、生物的化學合成,，能量轉換等，來構思高效催化劑等化學產(chǎn)品,、化學工藝以及新材料,、新能源等。例如,，人們?yōu)橛钪骘w船設計的所謂“宇宙綠洲”----生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),，就是通過模擬生物“電池”、光合作用轉換的原理以及自然生態(tài)系統(tǒng)所創(chuàng)造出的,。
（5）技術仿生
在隧道工程中曾廣泛使用的“構盾施工法”也是以生物為師作出的發(fā)明,。
（6）原理仿生
蘇聯(lián)科學院動物研究所研制了各種地球上許多動物的運動后，模仿其運動原理設計研制了各種新穎的交通工具：按蜘蛛的爬行原理設計車軍用越野車;根據(jù)蛇的爬行原理設計并改善了履帶車的噪聲;利用企鵝奔跑的原理設計了雪地汽車;甚至還準備參照袋鼠的運動方式來設計一種可以超越障礙的越野車,。
（五）啟發(fā)來自原型：原型啟發(fā)法
1．基本原理
有啟發(fā)作用的事物,，叫做原型。很多原型都可能有啟發(fā)作用,，如自然現(xiàn)象,、日常用品、機器,、示意圖,、文字描述、口頭描述等都是常見的原型,。由原型啟發(fā)而得的創(chuàng)造發(fā)明甚多。
可作為原型的事物千千萬,，就看你能不能發(fā)現(xiàn)它們之中的啟發(fā)作用在哪兒,。
2．啟發(fā)的條件
啟發(fā)帶有偶然性、機遇性,、它需要有一定的主客觀條件：
（1）有強烈的創(chuàng)新欲望,，這樣才能大大提高接受啟發(fā)的敏感性。
（2）明確問題的實質,，以鑒別把握可能得到的啟發(fā),。
（3）增加信息量，擴大接觸面,，為啟發(fā)創(chuàng)造更多機會,。跨學科的研究者常能作出突破性貢獻,，因為獨創(chuàng)性常常在于發(fā)現(xiàn)兩個截然不同的事物之間的聯(lián)系或共同點,。
（4）大膽猜測事物之間可能的聯(lián)系,，尋找啟發(fā)的原型。
3．原型的啟發(fā)
（1）資料的啟發(fā)
美國發(fā)明家威斯汀豪斯發(fā)明的能控制整列火車的制動裝置是從一本雜志上得到的啟示,。文章介紹挖隧道時,，驅動風鉆的壓縮空氣是用橡皮管從900米以外的空壓縮機送來的，于是創(chuàng)造了氣動剎車的裝置,。
（2）技術的啟發(fā)
在修補瀝青路面時,，常需將原有的瀝青烤軟，但用紅外線加熱或烘烤方法均只對表面有效,，難以使內(nèi)部軟化,。有人想到微波爐可將食品內(nèi)部迅速加熱，于是將此技術應用于筑路機上,，取得了好的效果,。
（3）生物的啟發(fā)
“偉格羅”是一種不生銹、重量輕,、可以洗的尼龍扣,，可廣泛用于衣服、窗簾,、椅套,、醫(yī)療器材、飛機及汽車上,，太空人還借此把食品包“掛”在墻上,，或使他們的靴子能附著在地板上。啟發(fā)這一奇妙創(chuàng)造的原型是：1948年某天,，瑞士發(fā)明家橋治·德梅斯特拉爾帶著他的狗去打獵時,，沾在人和狗身上的牛蒡子草刺果。
（4）常識的啟發(fā)
結癥是馬,、騾常見病,，死亡率很大，是獸醫(yī)的一大難題,。為此煞費苦心的獸醫(yī)李留栓等人注意到了一個簡單常識：雞蛋很難握破但極易擊碎,。有此創(chuàng)造了一種奇特的“撞擊術”----一只手深入腸道按住結糞，另一只手在腹腔外對準突然一擊,，使糞破碎,。幾年中，他們用這種方法治療了兩千多匹病馬,，無一死亡,。
（5）生活的啟發(fā)
美國工程師杜里埃認為，為保證內(nèi)燃機有效地工作,，必須使汽油和空氣均勻地混合,。然而如何混合卻不得要領,。1891年某日，他看到妻子噴灑香水,，突然靈光一閃,，終于創(chuàng)造出了發(fā)動機的汽化器。
（6）現(xiàn)象的啟發(fā)
哈格里沃斯經(jīng)常在想怎樣才能提高只能拉出一根線的紡車的效率,。有次在與珍妮談話時,，把紡車碰翻了，輪子帶動那根綻子飛快地轉動,。受此啟發(fā),，想到幾個豎起的錠子的效率肯定要比一個橫錠要高。于是,，發(fā)明了效率高8倍,，有7個豎錠的紡車。
（7）原理的啟發(fā)
有人研究了西瓜皮能滑倒人的原理,，發(fā)現(xiàn)這是西瓜皮受腳踩后壓出了水份,，減小磨擦而致，由此弄清了冰刀式滑冰鞋只能在冰上滑而不能在光滑的玻璃上滑的道理,；又有人分析了香蕉皮滑倒人的原理,，發(fā)現(xiàn)香蕉皮由幾百個薄層構成，層與層之間可相對滑動,，由此找到與香蕉皮有類似結構的二硫化鉬,，它具有良好的耐熱性，為機械轉動,、滑動的潤滑開創(chuàng)了一個新天地,。
（六）透過現(xiàn)象看本質：現(xiàn)象探索法
所謂現(xiàn)象，是指事物在發(fā)生,、發(fā)展和變化過程中顯露出來的外部形式和表面特征,。世界充滿著各種各樣的現(xiàn)象，其中既有自然現(xiàn)象,，也有社會現(xiàn)象，還有思維現(xiàn)象,。它們共同反映出自然界和人類社會的發(fā)展趨勢,、運動規(guī)律和演變本質。
現(xiàn)象探索法,，是指人們運用一定的理論和方法,，通過觀察實驗和調查研究，主要通過聯(lián)想和類比,，探索由各種各樣的現(xiàn)象所提示的,、人們還不曾知曉或知之甚少的東西,，以便從中了解和掌握事物發(fā)生、發(fā)展和變化的趨勢,、規(guī)律或本質,，從而促進創(chuàng)新活動的開展和創(chuàng)新成果的取得。
有志于發(fā)明創(chuàng)造的大學生應當了解,，世界每天都是新的,，因為世界上的任何事物和現(xiàn)象每時每刻都處在不停的運動、變化和發(fā)展之中,，面對錯綜復雜的事物及其瞬時萬變的現(xiàn)象,，大學生如何才能真正了解現(xiàn)象、透視現(xiàn)象,，利用現(xiàn)象呢,？實際上，絕大多數(shù)對人們開展發(fā)明創(chuàng)造活動有借鑒,、啟發(fā)意義的現(xiàn)象通?？煞譃椤靶缕嫘袁F(xiàn)象”、“重復性現(xiàn)象”和“密集性現(xiàn)象”三種,，它們對引導人們進行創(chuàng)造性思維的作用可通過下述事例生動反映出來： |
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