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第14章 形态分析组合法

形态分析组合也称形态分析法,是瑞典天文物理学家卜茨维基于1942年提出的,它的基本理论是:一个事物的新颖程度与相关程度成反比,事物(观念、要素)越不相关,创造性程度越高,即易产生更新的事物。该法的做法是:将发明课题分解为若干相互独立的基本因素,找出实现每个因素功能所要求的可能的技术手段或形态,然后加以排列组合得到多种解决问题的方案,最后筛选出最优方案。

形态分析组合的一般步骤:

①确定发明对象。

准确表述所要解决的课题,包括该课题所要达到的目的及属于何类技术系统等。

②基本因素分析。

即确定发明对象的主要组成部分(基本因素),编制形态特征表。确定的基本因素在功能上应是相对独立的,在数量上应以30个为宜,数量太少,会使系统过大,使下步工作难度增加,数量太多,组合时过于繁杂很不方便。回溯推理法

③形态分析。

要揭示每一形态特征的可能变量(技术手段),应充分发挥横向思维能力,尽可能列出无论是本专业领域的还是其他专业领域的所有具有这种功能特征的各种技术手段。在形式上,为便于分析和进行下一步的组合,往往采取列矩阵表的形式,一般表格为二维的,每个因素的每个具体形态用符号Pj表示,其中P代表因素,j代表具体形态。对较复杂的课题,也可用多维空间模式的形态矩阵。

④形态组合。

根据对发明对象的总体功能要求,分别把各因素的各形态一一加以排列组合,以获得所有可能的组合设想。

⑤评价选择最合理的具体方案。

选出少数较好的设想后,通过进一步具体化,最后选出最佳方案。

由于所得方案是在各种方案中选出的,因此形态分析组合的特点具有全解系性质。

把某一领域的科学技术成果运用到其他领域的一种创造性思维技法就是移植思维法。

移植成功全靠联想搭桥

最初人们怎么会想到把一物移植到另一物之上去的呢?人们的任何行为都是受到其观念支配的,因此指导人们进行移植实践的是思维方法。一般来说,移植是由联想来牵线搭桥的,没有联想就没有移植。

移植有两种:一是先见到可“移”之物,触景生情,引起联想。例如,盲文的发明就是属于这一类。

眼“点子”育文?演在许多年之前,法国海军巴比尔舰长带着通信兵来到一所盲童学校,向孩子们表演夜间通讯。由于漆黑的夜晚,眼睛是用不上的。于是,军事命令被传令兵译成电码,在一张硬纸上,用“戳点子”的办法,把电码记下来。而接受命令的一方的士兵,用“摸点子”的办法,再译出军事命令的内容。这一表演引起盲童布莱叶的极大的兴趣。对于他来说,“戳点子”和“摸点子”就是“可移”之物。于是,他反复研究,终于发明了“点子”盲文,并一直沿用到今天。

另一种是根据移植的需要,去寻找“可移”之物,通过联想而导致移植发明的成果。压缩空气制动器的发明就是一例。

眼压缩空气制动器?演火车发明后,由于制动器的力量太小,在紧急的情况之下,常由于刹不住车而发生重大的交通事故。有一个叫做乔治的美国青年,他目睹了车祸的发生,于是就萌发了要发明一种力量更大的制动器,这就是移植的需要。一天,乔治从当地的报纸上看到用压缩空气的巨大压力开凿隧道的报道,于是他想:压缩空气可以劈石钻洞,为什么不可以用它来制造火车制动器呢?就这样,乔治找到了“可移”之物。反复试验之后,22岁的乔治终于发明了世界上第一压台压缩空气制动器。

移植法的应用不是随意的,而是有它自身的客观基础,即各研究对象之间的统一性和相通性;移植也不是简单的相加或拼凑,移植本身就是一个创造过程。

移植的途径

运用移植思维方法的形式和途径是多种多样的,归纳起来,不外乎有以下几种。

①观念(或概念)的移植。

观念是客观事物在人的头脑中的概括物,它可以保留在人的大脑里,也可以通过语言文字传递给他人。那么,观念可以移植吗?所谓除掉破旧的传统观念,就是移入新的观念代替旧的观念。例如,关于计划经济和市场经济的问题,过去是把它们对立起来,作为社会主义和资本主义的分水岭。其实,计划经济和市场经济是两种不同的经济理论,它们同其他的科学技术一样,可以为不同制度的国家所利用。由于打破了这个传统观念,自20世纪80年代以来,我国移植了市场经济观念,因而使得我国的经济出现了持续增长的大好局面。

②原理的移植。

从20世纪80年代开始,美国就开始实行了基因治疗的研究,1989年美国FDA(FoodandDrugAdministration)批准开始进行临床试验阶段。实际上,基因治疗法是由遗传学和基因工程原理向医疗治病移植的结果。基因是生物遗传的基本单位,人体的某种基因的缺损,往往表现为某种疾病。基因治疗是将外源基因移植到患者的体内,以达到治疗的目的。

但是,基因治疗技术极为苛刻,必须具备以下条件才能在临床上应用:首先,针对各种疾病,必须具有能够达到治疗目的的基因;其次,必须具有能够将基因成功地导入到人体的载体系统,这种系统是高效的,而且是定向导入人体某些细胞;第三,基因导入人体以后,必须能控制它的表达。因此,基因治疗是生物技术之集大成,是遗传学、分子生物学等学科知识和技术的移植。

移植并非随意,要符合事物规律

移植思维方法的应用关键在于“移植”,然而移植的应用并非是随意的,必须认识移植思维方法的特点和规律。一般来说,移植思维方法的特点有三个:

①相容性。

这一点在动物的器官移植上,表现的尤为明显。近些年来,可以把一些人的眼睛、心脏、肾脏等器官,成功地移植到另外一些人身上。但是,这些移植必须有一个前提,即移植和被移植体之间必须有相容性,不产生“排异”现象。

②相通性。

即事物之间彼此连贯沟通,能够通过某种中介把它们连接成为一个整体。

③优化性。

移植不是为了移植而移植,追求优化和高效是它明显的特点。

移植思维方法是科学研究中最简便,最有效的一种方法,也是应用最广最多的方法。无论是科学研究工作者或实际工作者,只要掌握了移植思维方法的要点,留心世事,就能够巧妙地运用移植思维方法,做到有所发现,有所发明,有所创造。

演绎思维方法就是从若干已知命题出发,按照命题之间的必然逻辑联系,推导出新命题的思维方法。演绎思维法既可作为探求新知识的工具,使人们能从已有的认识推出新的认识,又可作为论证的手段,使人们能借以证明某个命题或反驳某个命题。演绎思维法是按照命题之间的必然的逻辑联系进行推导的。运用演绎思维法时,必须使结论与其前提之间有必然的逻辑联系,即断定结论应是断定其前提的必然结果。否则,就不能发挥其作用。

眼伽利略的推理?演伽利略是先运用演绎推理方法,后用实验方法推翻了亚里士多德关于物体自由落体运动的速度与其重量成正比的“定理”。他的演绎推理是:假设物体A比B重得多。如果亚里士多德的论断是正确的话,A就应该比B先落地。现在把A与B捆在一起成为物体A+B。一方面因A+B比A重,它应比A先落地;另一方面,由于A比B落得快,B会拖A的“后腿”,因而大大减慢A的下落速度,所以A+B又应比A后落地。这样便得到了互相矛盾的结论:A+B既应比A先落地,又应比A后落地。

两千年来的错误论断竟被如此简单的推理所揭露,可见,演绎推理方法有着严密、准确、透彻的功效。

眼“爬字梯”游戏?演“爬字梯”游戏(WORDLADDER):组建这样一组单词,其中,后面的每一个都由紧靠其前的一个单词仅改变某一个字母变化而成,而且每一个字母的排列顺序不能改变。如下例,把单词LODE变成另一个意义与之相反的单词FIND,每次只变换一个字母。

LOSE

LONE

LINE

FINE

FIND

眼煤为什么会自燃?演有一个工厂的存煤发生自燃,引起火灾。煤为什么会自燃?

想想吧,一堆煤自动地燃烧起来是怎么回事?先查查资料,……煤是由地质时期的植物埋在地下,受细菌作用而形成泥炭,再在水分减少、压力增大和温度升高的情况下逐渐形成的。也就是说,煤是由有机物组成的。……燃烧要有温度和氧气,是煤慢慢氧化积累热量,温度升高,温度达到一定限度时就会自燃!那么怎么预防呢?可以从产生自燃的因果关系出发来考虑预防措施:

①煤炭应分开储存,每堆不宜过大。

②严格区分煤种存放,根据不同产地、煤种,分别采取措施。

③清除煤堆中诸如草包、草席、油棉纱等杂物。

④压实煤堆,在煤堆中部设置通风洞,防止温度升高。

⑤加强对煤堆温度的检查。

⑥堆放时间不宜过久。

对这个问题我们可以两方面进行思考:一是从原因到结果;二是从结果到原因。

为了正确运用这种思维方法,有必要认识和掌握它具有的特点。概括地说,它具有方向性、因果性和有效性。

演绎推理法之方向性

这种思维方法的最显著的特点就是方向性,即从普遍到特殊。氟利昂制冷剂是广泛应用于电冰箱和空调机的制冷介质,它的发明,就是由一般到个别的典型案例。

眼氟利昂制冷剂?演氟利昂制冷剂是美国人米奇利于1931年发明的,他依据的理论是:凡是无毒的稳定挥发性的化合物,都可以当作制冷剂。于是,米奇利把元素周期表中可以生成稳定性、挥发性的化合物列成一张表,其中有氮、氢、硫等元素的化合物,但通过对照发现,在已用做制冷剂的化合物中,没有氟化物。这是什么原因呢?是不是因为氟元素有毒,或认为有机氟化物也有毒。米奇利首先合成了二氟二氮甲烷,它的沸点是零下20℃。经过对老鼠的毒性试验,证明它是无毒,稳定的、挥发性很强的制冷剂,于是从1931年开始大量生产氟利昂制冷剂。

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