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第16章 发明创造技法(4)

组合刀的启示

刀很早就在人类生活里扮演着重要角色。远在一亿年前,人类的祖先就使用石片,原始的“刀”,通过砍和削的方式来做自己想要的工具。刀成了人类最早认识和最早用于创造的劳动工具和搏斗武器。在长期的实践中,人们发现,将两把刀刀刃上下相对交错使用更容易割开兽皮,于是,把两把相同的刀组合在一起,构成了新的发明创造——剪刀。

任何事物都有其基本功能。一把刀同另一把刀的基本功能是一样的,但是,当两把刀组合在一起时,基本功能就发生了变化,切、割和削的基本功能转变成了剪的基本功能。事物基本功能的每一次变化都可能导致新的发明创造。人们常常通过改变某一事物的原理或结构,达到改变这一事物基本功能的目的。我们也可以在不改变某一事物的原理或结构的前提下,将若干相同的事物组合起来,构成一个独立的事物,实现新的功能或表示新的意义,剪刀就属于这样的创造。除了剪刀,还有双股绳、双人沙发、双管枪、双头螺栓、多头螺纹等等。把这种通过研究某一事物数量与其功能或意义之间的关系,谋求新的价值进行的创造,叫做自身组合创造法。

自身组合创造法说起来很简单,组合的对象也就是它本身。可是,在人们的观念中,一把椅子和五把同样的椅子,除了数量上的差别外,似乎再没有什么奥妙可言,更少有人去想:五把椅子组合在一块儿会怎么样?因此,也就认识不到事物自身组合中蕴藏的创造。把两个或两个以上的相同事物组合起来解决某个问题,这种创造性的思想古已有之。2000多年前,中国古代的人们乘着小船撒网捕鱼,由于船小不稳,稍起风浪便有覆舟的危险。人们从“并木以渡”的木筏受到启发,将两条船捆扎在一起,大大提高了稳定程度,双体船就这样出现了,人们给它起了个名称叫“舫”。以后,双体船逐渐兴盛起。19世纪初,俄国建成了世界上第一艘机动双体船。不久,英美等国也相继造出了双体客轮,1949年,美国的一艘双体靶船在连接处断裂发生事故,专家们认为双体船结构不牢,危及安全,于是被打入“冷宫”。随着科学技术的发展,人们对双体船的阻力有了新的认识:船舶低速行驶时,摩擦阻力和形状阻力是主要的;高速航行时,兴波阻力是主要的。双体船的结构能使兴波阻力降低,航速反而增大。现代焊接技术又解决了两个船体的拼接强度问题。这样,双体船重新登上船舶舞台。现在,双体船型广泛应用在海洋调查、科学研究、勘探、客运、军事等方面。如今,世界上最大的双体船,船长190m,宽87m,高43.5m。两个平行船体之间的通道就重达7.2万吨,吃水深度27m,船自重17.2万吨,能经受最猛烈的颠簸。双体船诞生与发展的过程,也是事物自身组合的创造性思想产生与实践的过程。一种思想能够体现在许多不同事物的革新上,那么,这种思想就是一种具有普遍意义的创造性思想。如今,不光海上有双体船,天空中还有双体飞机。

自身组合创造法的原理

可进行自身组合的事物有两种:

(1)相似的事物。例如,一个大灯泡和一个小灯泡,一只机械表和一座机械钟,一辆男式自行车、一辆女式自行车和一辆学生自行车。

(2)相同的事物。例如,一个乒乓球和另一个乒乓球,一台打字机和另一台打字机,一个放大镜和另外几个放大镜等。

相似的事物没有本质上的差别,只有程度上的不同;相同的事物既没有本质上的差别,也没有程度上的不同。相似的事物和相同的事物在世界上普遍存在着。比如,设计妈妈的连衣裙时不考虑女儿的连衣裙,设计女儿的连衣裙时不考虑妈妈的连衣裙,这样分别设计、分别销售的两种连衣裙就属于相似的事物。一根跳绳和同样长度、同样质量的跳绳就算相同的事物。相同的事物可以组合,相似的事物也能组合。设计服装时,把妈妈的连衣裙和女儿的连衣裙有机地统一起来,同时构思,成套设计和出售,就创造出富有和谐美的母女连衣裙。

把三根跳绳串接起来,就成了连环跳绳。连环跳绳还是一项运动,这项运动要求三个人必须密切配合,步调一致才能跳成。连环跳绳创造了一项有趣的体育活动方法。母女连衣裙及其带夹的意义,在组合前亦是没有的。因此,事物自身组合的结果若没有新的意义或者新的功能,这种组合就成为毫无价值的数量堆积。

自身组合的最大优越性是:进一步利用了已有的事物;物化过程即实现发明创造的过程比较简单。

例如,衣服上的纽扣是钉死的,洗涤衣服时,搓来揉去,纽扣容易脱落,对衣服和洗衣机都没有好处。怎样将死纽扣变成活纽扣呢?中国有位初中学生把两粒纽扣缝成一体,然后在衣服钉扣子的地方也缝了扣眼,再把这种缝成的整体纽扣扣上就行了,洗涤前,纽扣就能摘下来了,衣服干后再将它扣好。这种“活动”纽扣还有一个优点,就是人们可按自己的兴致随时更换各种纽扣。把两颗纽扣组合成一体,发明了活衣扣,获得了青少年发明创造比赛和科学讨论会的一等奖。

自身组合创造法的应用要领

(1)任何事物都有基本功能,如果把两个相同的事物组合在一起,它会有新的功能吗?产生新的价值吗?

(2)我们要设法把同样的事物结合在一起,并谋求一种新的功能。

(3)把自己知道的事物写出10种、50种来,让它们各自组合一下,仔细想一想,反复试一试,它们组合在一起之后会有新的功能产生吗?

(4)相似的事物可以自身组合,相同的事物也可以自身组合。如果自身组合的事物没有新的意义或者新的功能,这种组合就没有价值。但不可能一次组合就能找到新的功能和意义,如果组合一百次,就比试一次找到新功能扩大一百倍的可能性。所以,要多试、多想。

(5)数学表达式为:A+A=C。

A表示一种事物,C表示新一种事物。

傻瓜与常规

你偶尔应该发点疯,让头脑里愚蠢的监测器失灵。推荐给你的一个练习叫做“傻瓜与常规”

。在这个练习中,你讽刺嘲笑你的基本信念和假设。这样,你可以发现你的一些陈腐过时的、教条主义的,因而可能影响你的思维的假设。这样做你至少会很开心。

下面举些例子:

常规:我们需要精明的人从事管理工作。

傻瓜:恰恰相反,我们需要一般化的领导,这会帮助我们解决失业问题。因为与一个精明领导人相比,一个一般化领导人会需要更多的人来完成工作。一般化领导会使股票的价格下跌,这样更多的人都能买得起。一般化领导也会促进工作效率的提高,这是因为为了完成工作其他系统不得不运行得特别出色。

常规:我们的政策是,工作时不准饮酒。

傻瓜:工作时当然应该允许喝酒。这是一种刺激,去表现自己。不仅如此,饮酒会消除心理紧张,并使人们更诚实地交往。同事们在你眼里也会变得更顺眼。对工资低的不满怨言亦会减少。还可以减少旷工,因为你可以空着肚子来上班。这也会增进交流,你会告诉上司你心里真正在想什么。在冬天这会降低取暖费用,并鼓励几个人同乘一辆车上下班。这也会减少对工作的不满情绪,即使工种不好你也觉察不到。最后,这会取消假期,人们会心甘情愿来上班。

七、反面突破创造法

倒计时的启示

1927年,德国乌发电影公司开始摄制世界上第一部描述太空旅行的科学幻想故事片《月球少女》。在拍摄火箭发射的镜头时,为了加强影片的戏剧效果,导演弗里兹·朗格想出一个点子,将顺数计时发射程序1,2,3,发射,改为3,2,1,发射!这一颠倒的发射程序竟引起了火箭专家的莫大兴趣。经研究,专家们一致认为这种倒数计时发射程序十分科学。它简单明了、清楚准确、突出的表现了火箭发射的准备时间逐渐减少,使人们的思想高度集中,产生准备时间即将完毕、发射就要开始的紧迫感。从此以后,火箭或导弹的发射,核装置的起爆等,都采用了倒数计时程序。弗里兹·朗格敢于逆向改变相沿成习的事物,创造出倒数计时程序,不光使一部影片增添了几分色彩,而且为科学技术的进步做出了宝贵的贡献。顺数计时程序和倒数计时程序差别仅仅在于前后次序相反,但却产生了不同的效果。

颠倒并不是稀罕事,在我们的身边也时常出现颠倒的事。比如,缝反了纽扣、反安了门锁、拧反了开关、接反了线路、倒置了箱子、装反电池、放反了影片、翻穿了衣服,等等,不过,这些颠倒大都没有意义甚至有害,所以人们尽量避免这种颠倒。

然而,颠倒作为一种思维方法,在现实生活和科学研究中有着不可低估的作用。许多难题是从反面突破的,许多发明也是通过颠倒已有的事物或者从已有事物的反面实现其创造目标的。例如吊扇,一支吊杆在上,扇在下。若它颠倒过来,就变吊杆在下,扇在上的落地“吊扇”。反置“吊扇”具有新特点:安装省事,利于维护,移动方便。还可与桌椅组合。夏天,在有空调的房间里,可使冷风对流通畅;冬天,可使房间顶部的热空气靠近地面的冷空气对流,节约电暖设备的电费支出。“吊杆”高度能随时调整。一种新产品——落地“吊扇”,就在这颠倒设想的摇篮里脱颖而出。

反面突破创造法的原理

任何事物都有其相反的方面。研究与其相反的原理、相反的方法、相反的公式、相反的结构、相反的过程、相反的现象、相反的工艺、相反的心理等具有创造性的意义。新事物也许就是与之相反的事物。爱迪生从“声音引起振动”颠倒思索“振动还原为声音”的创造,于是产生了发明留声机的设想;赫柏布斯把吹尘器的原理反过来,设计新的除尘装置,结果发明了吸尘器。同一事物在相反的条件下,或者相反的同一事物,会出现不同的现象或者产生不同的效果。把那些“原来一直如此”的事物颠倒过来思考的目的,是为了认识事物的相反方面,揭示不同的现象、获取不同的效果。从中发现新的原理、新的方法、新的工艺、新的结构,创造新的事物。这就是创造学中的逆向思考法,也叫反思法、倒转思考法或反面突破法。

逆向思考不能仅仅着眼于事物的某一方面,必须对事物各个方面和各个组成部分进行种种反思。尤其要反思那些人们不以为然的事物。从一成不变的地方和不易被人想到的地方进行逆向探索,创造性的火花往往出乎意外地在这里闪现。

例如,那种里外能穿的羽绒服、翻过来也能戴的帽子,就是在衣服和帽子上的一种逆向设计。其创造性的优点是一件衣服两种款式,一顶帽子两个样式。衣服、帽子容易颠倒设想和设计,那么,浆糊、拖鞋、算盘、手表能不能翻过来或者反过来使用呢?翻过来或者反过来使用时,有没有创造性和优越性呢?瓶中浆糊快到用完时,瓶底总有一些浆糊不好挤出,丢掉了怪可惜。逆向使用就是要从瓶底挤出浆糊,于是,发明设计了两端开口的浆糊瓶。这种两端能分别打开的瓶子,还是盛装果酱和芝麻酱之类的理想容器,其优点不言而喻。对于拖鞋,只需把拖鞋上的挂带由固定的做成活动的,就成了不分前后的拖鞋。它的创造性和优越性是两边都能穿。算盘和手表,或许现在就在你的身旁和手腕上,但你却想不到把它们也视作颠倒思考的对象,进行创造性的设想。结果,算盘颠倒用、手表可以两面翻着戴。这一点事先确实难以想象。事物在人们头脑中的形象越深刻,越持久,越固定,越不容易颠倒过来思考,但决不是不能颠倒过来思考。只有经过颠倒思考,才能看到某一事物颠倒过来的意义和价值,也才能在颠倒的事物中找发明创造的新课题,找到排忧解难的好办法。

里外能穿的羽绒服、翻过来也能戴的帽子、不分前后的拖鞋、上下有口的瓶罐、倒过来也能用的算盘、两面都能戴的手表,还只是就这些物品的使用进行颠倒设计的创造成果。如果从它们的各个方面都展开逆向思考,将会有更多更好的收获。温度计、保温杯、倒退行走的钟、倒过来飞行的飞机、探地火箭、倒立式显微镜等等,这些流光溢彩的发明也都是逆向运用已有知识和已有技术创造的结晶。

反面突破创造法的应用要领

(1)设法颠倒已有的事物或从已有事物的反面实现其创造目的。

(2)把“原来一直如此”的事物颠倒过来思考,可以认识事物的相反方面,揭示不同的现象、获取不同的效果。从中发现新的原理、新的方法、新的工艺、新的结构,创造新的事物。

(3)有许多事物的反面已被开发,例如:顺计数与倒计数,你可以想一想已经开发的是否很完美,有没有缺陷,能否再改进。你也可以再考虑另外的一个事物的反面。

去反面看看一位偏执的老国王想把王位传给他的两个儿子之一。他决定进行一场赛马,慢者将成为国王。这两个儿子都怕对方耍什么花招让自己的马跑得快,所以都去向一位智者求教。这位智者只用了两个词就告诉了他们如何保证比赛公平地进行。这两个词是什么?

把问题逆向看看是开阔你思路的一种很有用的技法。下面是应用这一技法的一个实例。避孕丸的发明者之一迪亚拉西在20世纪50年代曾是一家杀虫剂公司的老板。他自然很注意某些虫对社会健康和经济的不良影响。像许多科学家一样,他也很关心众多的杀虫剂对环境的破坏作用。他问自己:“我怎样才能消灭害虫而不危害环境呢?”琢磨来琢磨去,他最后决定把着眼点放在“生育”上而不是放在死亡上。“假如我们不是去杀死害虫,而是在一开始就不让它们出生会怎么样呢?如果给它们用一些特制的激素来阻止这些害虫的性器官发育成熟,它们也就不会繁殖后代了。”这即是他所使用的办法,效果甚佳。

假如你是教师,你不妨这样思想:“我怎么能够不把工作效率做得那么高?”这意味着学生必须对自己的学习负起更多的责任,这很可能会促进自学和自我规划能力的提高。

假如你正在设计一种太阳能电池。提出要把电池的效率提高30%,会把你的思维引向一个方向,而提出把无效率减少70%则可使你的思路活跃在众多的方向上。同样,在阐述医疗目标方面,着眼点从治疗向预防的转移改变了整个医学领域。

从反方向看看,你会看到通常正向所看不到的东西。这会大大地帮助你把思维从根深蒂固的框框中解脱出来。人不妨试试看。写三段文章,描述你最近形成的一个观念。办法是这样:

如果你是男子,就站在女士的立场上来写;假如你是女士,就从男子的角度来写。至少你要创造出一些令人感兴趣的阶梯。

八、移植创造法

图书与水果的启示

书真的变成水果了吗?没有。那书籍当水果到底是怎么回事呢?让我们从头说起吧。

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