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六种创造技法
联想类比创造方法——它山之石，可以攻玉
来源:
中国发明网 时间:
2008年10月07日
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事物间的联系是普遍存在的。
正是这种联系，我们的思维得以从已知引向未知，变陌生的为熟悉的。
这时，我们脑内发生的联想和类比过程可以看作是事物间的普遍联系在思维中的一种体现。
联想和类比法则是这类思维形式在人的创造活动中经验的总结。
（一）联一联：
联想创新
1．魅力的由来
请用“踏花归云马蹄香”构思一幅画。
文艺创作的魅力多是借助于联想而形成的。
联想在文学作品中亦是常用的手法。
李商隐的“春蚕到死丝方尽，蜡烛成灰泪始干”及李白的“床前明月光，疑是地上霜”皆乃联想的佳句。
2．引人入胜的广告
联想用之以广告，不仅有艺术性，还富有人情味。
当时中国人口为4亿。
3．创新的连锁反应
（二）类推的魔力：
类比创新
1．科学研究
法国物理学家欧姆把关于电的研究与法国数学家傅立叶关于热的研究加以类比：
傅立叶假设热流量与温度梯度成正比，用数学方法建立了热传导定律；欧姆则用电流量对应热流量，用电位对应于温度，并用实验证明两者有着相似的关系，终于发现了电流与电压成正比的欧姆定律。
2．创造新学科、新理论
控制论的创始人维纳等人，通过类比，把人的行为、目的等引入机器，又把通信工程的信息和自动控制工程的反馈引进了活的有机体，从而产生了控制论的理论与方法。
1678年荷兰物理学家惠更斯将光和声进行比较，发现光和声有一系列的共同属性，如直线传播、反射、折射、干涉等。
而声是由于物质振动而产生的波，于是类推光也是一种波，从而提出了光的波动说理论。
3．小发明
石家庄市中学生王学青感到地球仪不如地图取拿方便，但地球仪有立体感，容易看懂，怎样才能使地球仪便于携带呢？
最好是使用时成球状，不用时可压扁。
针对这一想法，王学青绞尽了脑汁，终于从儿童的气塑玩具那里得到启发（直接类比），制成充气地球仪，十分方便实用。
（三）搬一搬：
移植法
1．基本原理
所谓移植法是将某个领域的原理、技术、方法，引用或渗透到其他领域，用以改造和创造新的事物。
从思维角度看，移植法可说是一种侧向思维方法。
它通过相似联想、相似类比，力求从表面上看来仿佛是毫不相关的两个事物或现象之间，发现它们的联系。
英国剑桥大学教授贝弗里奇说：
“移植是科学发展的一种主要方法。
大多数的发现都可应用于所在领域以外的领域，而应用于新领域时，往往有助于促成进一步的发现。
重大的科学成果有时来自移植。
”
2．主要途径
（1）原理移植
想想还能移植什么？
无论是理论还是技术，尽管领域不同，但常可发现一些共同的基本原理。
因此，可根据不同的要求和目的作移植创新。
如红外辐射是一种很普通的物理过程，将这一原理移植到其他领域，可产生新奇的成果：
红外线探测、遥感、诊断、治疗、夜视、测距等；在军事领域则有红外线自动导引的“响尾蛇”导弹，装有红外瞄准具的枪械、火炮和坦克，红外扫描及红外伪装等等。
（2）方法移植
17世纪的笛卡尔是科学方法移植的先驱。
他以高度的想象力，借助曲线上“点的运动”的想象，把代数方法移植于几何领域，使代数、几何融为一体而创立解析几何；美国阿波罗11号所使用的“月球轨道指令舱”与“登月舱”分离方法，移植于巨轮不能泊岸时用驳船靠岸的办法；现代管理方法中的行为学派是将心理学原理移植到企业管理方法中而形成的，在科学研究中常用的一些方法如观察法、归纳法、直接法等可以移植到技术创新中去。
（3）回采移植
历史表明，许多被弃置不用的“陈旧”技术，只要赋予现代技术加以改造，往往会导致新的创造。
如帆船是古代船舶的标志，但又出现在80年代。
至今，东西方竟有20多个海洋国家成立了“风帆研究所”。
现代风帆是以计算机设计，具有最佳采风性能和推进性能。
其制作材料已从尼龙发展到铝合金，帆的操作控制也是自动化的。
所以现代帆船并非“扁舟孤帆”，而是万吨巨轮。
有些帆船速度可与快艇媲美，加上节能、安全、无噪音、无污染等独特优点而深受器重。
（4）功能移植
系指把诸如激光技术、超声波技术、超导技术、光纤技术、生物工程技术以及其他信息、控制、材料、动力等一系列通用技术所具有的技术功能，以某种形式应用于其他领域。
如采用液压技术便可较好地解决远距离传动的问题，且简化机构并操作方便；电子计算机的应用则使机械加工程序化、自动化；在自然界，河川中夹杂的有机物质的净化细菌，有机物经它消化后变成水和一氧化碳。
环保专家将此功能移植于废水处理——引进净化细菌让它大量繁殖，以达到去污变清的目的。
这就是目前污水处理的活性污泥处理法。
（四）拜生物为师：
仿生学方法
1．基本原理
通过模拟生物的结构或功能原理而导致发明创造的途径称为仿生学方法。
今天，仿生学已成为现代技术发明的重要途径之一。
生物原型成为现代发明的源泉。
仿生法启示来自生物圈，注意观察才能学会仿生。
2．主要途径
向生物索取技术原理，不仅具有令人陶醉和神往的光辉前景，而且所涉猎的内容也相当广泛，事实上，人类从仿生学的角度所作发明的例子是很多的。
例如从鸟类想到飞机。
从蝙蝠想到雷达、从犰狳想到坦克、从石龙子想到伪装色、从飞鼠想到降落伞等等。
根据仿生学的研究成果，向生物索取技术原理大致有如下几个方面：
（1）信息仿生
主要是通过研究、模拟生物的感觉（包括视觉、听觉、嗅觉、触觉）、智能以及信息贮存、提取、传输等方面的机理，构思和研制新的信息系统。
（2）控制仿生
主要通过研究模拟生物的体内稳态（反馈调节）、运动控制、动物的定向与导航、生态系统的涨落及人机系统的功能原理，来构思和研制新的控制系统。
例如，人们根据蜜蜂的复眼能构利用偏振光的原理导航，发明了用于航空和航海的非磁性“偏光天文罗盘”。
这种罗盘对于不能使用磁罗盘的高纬度地区，显示出极大的优越性。
（3）力学仿生
主要通过研究模拟生物的机械原理以及结构力学和流体力学的原理，构思和研究新的系统。
例如，人们根据鱼类、鸟类的身体形状的流体力学特性，研制了各种各样的船舶和空间飞行物；根据蛋壳、乌龟壳、贝壳等弯曲表面，发明了建筑物上薄壳结构。
（4）化学仿生
主要是通过研究模拟生物酶的催化作用、生物的化学合成，能量转换等，来构思高效催化剂等化学产品、化学工艺以及新材料、新能源等。
例如，人们为宇宙飞船设计的所谓“宇宙绿洲”----生态循环系统，就是通过模拟生物“电池”、光合作用转换的原理以及自然生态系统所创造出的。
（5）技术仿生
在隧道工程中曾广泛使用的“构盾施工法”也是以生物为师作出的发明。
（6）原理仿生
苏联科学院动物研究所研制了各种地球上许多动物的运动后，模仿其运动原理设计研制了各种新颖的交通工具：
按蜘蛛的爬行原理设计车军用越野车;根据蛇的爬行原理设计并改善了履带车的噪声;利用企鹅奔跑的原理设计了雪地汽车;甚至还准备参照袋鼠的运动方式来设计一种可以超越障碍的越野车。
（五）启发来自原型：
原型启发法
1．基本原理
有启发作用的事物，叫做原型。
很多原型都可能有启发作用，如自然现象、日常用品、机器、示意图、文字描述、口头描述等都是常见的原型。
由原型启发而得的创造发明甚多。
可作为原型的事物千千万，就看你能不能发现它们之中的启发作用在哪儿。
2．启发的条件
启发带有偶然性、机遇性、它需要有一定的主客观条件：
（1）有强烈的创新欲望，这样才能大大提高接受启发的敏感性。
（2）明确问题的实质，以鉴别把握可能得到的启发。
（3）增加信息量，扩大接触面，为启发创造更多机会。
跨学科的研究者常能作出突破性贡献，因为独创性常常在于发现两个截然不同的事物之间的联系或共同点。
（4）大胆猜测事物之间可能的联系，寻找启发的原型。
3．原型的启发
（1）资料的启发
美国发明家威斯汀豪斯发明的能控制整列火车的制动装置是从一本杂志上得到的启示。
文章介绍挖隧道时，驱动风钻的压缩空气是用橡皮管从900米以外的空压缩机送来的，于是创造了气动刹车的装置。
（2）技术的启发
在修补沥青路面时，常需将原有的沥青烤软，但用红外线加热或烘烤方法均只对表面有效，难以使内部软化。
有人想到微波炉可将食品内部迅速加热，于是将此技术应用于筑路机上，取得了好的效果。
（3）生物的启发
“伟格罗”是一种不生锈、重量轻、可以洗的尼龙扣，可广泛用于衣服、窗帘、椅套、医疗器材、飞机及汽车上，太空人还借此把食品包“挂”在墙上，或使他们的靴子能附着在地板上。
启发这一奇妙创造的原型是：
1948年某天，瑞士发明家桥治·德梅斯特拉尔带着他的狗去打猎时，沾在人和狗身上的牛蒡子草刺果。
（4）常识的启发
结症是马、骡常见病，死亡率很大，是兽医的一大难题。
为此煞费苦心的兽医李留栓等人注意到了一个简单常识：
鸡蛋很难握破但极易击碎。
有此创造了一种奇特的“撞击术”----一只手深入肠道按住结粪，另一只手在腹腔外对准突然一击，使粪破碎。
几年中，他们用这种方法治疗了两千多匹病马，无一死亡。
（5）生活的启发
美国工程师杜里埃认为，为保证内燃机有效地工作，必须使汽油和空气均匀地混合。
然而如何混合却不得要领。
1891年某日，他看到妻子喷洒香水，突然灵光一闪，终于创造出了发动机的汽化器。
（6）现象的启发
哈格里沃斯经常在想怎样才能提高只能拉出一根线的纺车的效率。
有次在与珍妮谈话时，把纺车碰翻了，轮子带动那根绽子飞快地转动。
受此启发，想到几个竖起的锭子的效率肯定要比一个横锭要高。
于是，发明了效率高8倍，有7个竖锭的纺车。
（7）原理的启发
有人研究了西瓜皮能滑倒人的原理，发现这是西瓜皮受脚踩后压出了水份，减小磨擦而致，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，发现香蕉皮由几百个薄层构成，层与层之间可相对滑动，由此找到与香蕉皮有类似结构的二硫化钼，它具有良好的耐热性，为机械转动、滑动的润滑开创了一个新天地。
（六）透过现象看本质：
现象探索法
所谓现象，是指事物在发生、发展和变化过程中显露出来的外部形式和表面特征。
世界充满着各种各样的现象，其中既有自然现象，也有社会现象，还有思维现象。
它们共同反映出自然界和人类社会的发展趋势、运动规律和演变本质。
现象探索法，是指人们运用一定的理论和方法，通过观察实验和调查研究，主要通过联想和类比，探索由各种各样的现象所提示的、人们还不曾知晓或知之甚少的东西，以便从中了解和掌握事物发生、发展和变化的趋势、规律或本质，从而促进创新活动的开展和创新成果的取得。
有志于发明创造的大学生应当了解，世界每天都是新的，因为世界上的任何事物和现象每时每刻都处在不停的运动、变化和发展之中，面对错综复杂的事物及其瞬时万变的现象，大学生如何才能真正了解现象、透视现象，利用现象呢？
实际上，绝大多数对人们开展发明创造活动有借鉴、启发意义的现象通常可分为“新奇性现象”、“重复性现象”和“密集性现象”三种，它们对引导人们进行创造性思维的作用可通过下述事例生动反映出来：
列举分解创造方法——把问题清晰地摆出来
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列举是人们思维活动的表现形式之一。
通过列举事物各方面的属性，可掌握一定数量的信息，便有助于产生新的概念，有助于克服心理障碍，改善思维方式，在创新活动中有实际的作用。
第一，有助于克服感知觉不敏锐的障碍，把思维从僵化、麻木的状态下解放出来。
第二，列举法促使人们全面感知事物，防止遗漏。
第三，有利于克服感情障碍。
第四，是改进老产品开发新产品的非常实用的方法。
（一）寻找与众不同的点：
特性列举法
1．基本原理
特性列举法是美国布拉斯大学教授R。
克劳福特发明的一种创造方法。
克劳福特认为每个事物都是从另外的事物中产生发展而来的。
一般的创造都是旧物改造的结果，所改造的主要方面是事物的特性。
此法就是通过对须革新改进的对象作曲观察分析，尽是列举该事物的各种不同的特征或属性，然后确定应加改善的方向及如何实施。
一般说来，要解决的问题越小。
越简单，特征列举法就容易获得成功。
例如，要革新一辆汽车，若从整体着手，往往一时难以得出新的设想，因为它涉及面广，很难一下子把握住。
为此可对组成汽车的主要系统进行分解，然后针对各个局部加以改进。
特性列举法适用于革新或发明具体事物，特别适合于轻工业产品的改革。
此法也可适用于行政管理、机构体制及工作方法的改进。
特性列举法既可个人使用，亦可集体使用。
2．实施步骤
（1）将对象的特性或属性全部写出来，犹如把一架机器分解成一个个零件，每个零件功能如何，特性怎样，与整体的关系如何都列举出来，列成表。
如对象繁杂，则应先将对象分解后选一个目标较为明确的发明或改进课题，课题宜小不宜大。
（2）从三个方面进行特性列举：
名词特性——整体、部分、材料、制造方法；
形容词特性——颜色、形状、感觉、性质、状态；
动词特性——功能、作用。
（3）在各项目下试用可替代的各种属性加以置换，引出具有独创性的方案。
进行这一步的关键是要尽量详尽地分析每一特性，提出问题，找出缺陷，再试从材料、结构、功能等方面加以改进。
（4）提出方案并对方案进行评价讨论，使产品能符合人们的需要和目的。
3．例析：
新颖水壶的构思
烧水的水壶，似乎已经定型习惯了，不易想到可以改进之处。
现用特性列举法分析之，便能打开思路。
①名词特性
整体：
水壶；
部分：
壶嘴、壶把手、壶盖、壶体、壶底、蒸气孔；
材料：
铝、铁皮、搪瓷、钢材等；
制作方法：
冲压、焊接、浇铸。
根据所列特性，可作如下提问：
如壶嘴长度是否合适？
壶把手可否
改成塑料以免烫手？
壶体可否一次成型？
冒出的蒸气是否烫手，改个位置行否？
制作材料有无更适用的，等等。
②形容词特性
性质：
轻、重；
状态：
美观、清洁、高低、大小等；
颜色：
黄色、白色、各种图案；
形状：
圆形、椭圆形等
由此，也可找到许多可供改进的地方。
如怎么便于工作于清洁，颜色图案作何变化，底部用什么形状才更利于吸热传热等等。
③动词特性
功能：
烧水、装水、倒水、保温等。
能否在壶体外加保温材料，则可提高热效率并有保温性能；再如在壶嘴上加一汽笛，使水开时就可鸣笛发信号等。
（二）每个缺点都是创新起点：
缺点列举法
1．基本原理
任一产品或商品，都不可能是十会十美的，它们或多或少有这样或那样的缺点。
然而，由于人有惰性，“初看是个疤，久看成了花”，对于习惯了的事物，人们往往不容易、甚至不愿意去发观它的缺点。
相反，如果对产品“吹毛求疵”，有意去找毛病，然后用新的技术加以改革，就会创造出许多新的产品来。
缺点列举法是抓住事物的缺点进行分解，以确定创新目的的创造方法。
此法与特性列举法相比，有其独到之处。
特性列举法列出的特性很多，逐个分析需要花很多时间。
缺点列举法的特点是直接从社会需要的功能、审美、经济等角度出发，研究对象的缺陷，提出改进方案，简便易行。
此法主要是围绕着原事物的缺陷加以改进，一般不改变原事物的本质与总体，属于被动型的方法。
它一方面可用于老产品的改造，也可用在对不成熟的新设想、新产品作完善工作，另外还可用于企业管理方面等。
2．实施步骤
使用缺点列举法，并无十分严格的步骤，一般可按如下程序进行：
用缺点列举法改进自行车。
（1）尽量列举一事物的缺点，需要时可事先广泛调查研究征集意见；
（2）将缺点加以归类整理；
（3）针对所列缺点逐条分析，研究其改进方案或能否缺点逆用、化弊为利；如对现有的雨衣作缺点列举：
①胶布雨衣夏天闷热不透风；
②塑料雨衣冬季变硬变脆容易坏；
③穿雨衣骑自行车上下车不方便；
④风雨大时，脸部淋雨使人睁不开眼，影响安全；
⑤雨衣下摆贴身，雨水顺此易弄湿裤腿与鞋；
⑥胶布色彩太单调，无装饰感等。
针对这些缺点可提出许多改进方案。
如采用新材料使塑料雨衣不脆不硬；在雨帽上加一付防雨眼镜或眼罩；增加色彩，分别设计男、女、老、少不同式样的雨衣；以防弄湿裤腿及穿着方便的雨衣等等。
3．实施方式
（1）会议法
召开一次缺点列举会，会议由5—10人参加，会前由主管部门针对某项事物，选择一个需要改革的主题，让与会者围绕此主题尽量列举各种缺点，愈多愈好。
另请一人将提出的缺点记录在一卡片上编号，之后从中挑选出主要缺点，并针对这些缺点制定出切实可行的革新方案。
一次会议的时间约1—2小时，会议的主题宜小不宜大。
（2）用户调查法
企业中改进新产品时使用缺点列举法可以与征求用户意见结合起来，通过销售、售后服务、意见卡等渠道广泛征集意见。
用户提出的意见有时是产品设计人员所不易想到的。
（3）对照比较法
将同类新产品集中在一起，从比较中找缺点，甚至对名牌新产品吹毛求疵，找到可以改进之处。
用这种方法开发新产品起点高、步子大。
（三）创新在希望中诞生：
希望点列举法
1．基本原理
希望点列举法是通过提出的种种希望，经过归纳，确定发明目标的创造方法。
希望点列举法是从发明者的意愿提出各种新设想，它可以不受原有物品的束缚，所以是一种积极主动的创造方法。
例如，有人提出，希望发明一种“定时安眠药”，在疲劳时可以让你安稳地休息片刻，然后定时醒来，继续工作，而且经常服用无副作用。
这种设想是现有产品所不具备，所以它常用于新产品的开发上。
用希望点列举法改进课桌。
2．实施方法
与缺点列举法类似，希望点列举法的实施形式灵活多样，常用的有：
（1）书面搜集法
按事先拟定的目标，设计一种卡片，发动用户和本单位的职工，请他们提供各种想法。
（2）会议法
召开5—10人的小型会议约1—2小时，由主持人就革新项目或产品开发征集意见，激励与会者开动脑筋，互相启发，畅所欲言。
（3）访问谈话法
派人直接走访用户或商店等，倾听各类希望性的建议与设想。
由以上方法收集到的各种意见和希望，再进行分析研究，制订可行方案。
具体程序为：
第一，对现有的某个事物提出希望。
希望一般来自于两个方面：
或是事物本身存在不足，希望改进；或是人们的需求变更，有新的要求。
第二，评价所产生的希望，找出可行的设想。
第三，对可行性希望作具体研究，以制订方案、实施创造出。
（四）专利文献是创新的宝库：
专利信息利用法
专利文献记录了大量科技发明的成果，相当于列举了大量创新信息，善于有效地利用科技专利文献，是新的创造发明诞生的重要源泉。
由于专利制度在世界范围内已被160多个国家和地区所采用，具有新颖性、创造性和实用性的发明，实用新型的外观设计都通过专利文献向全世界各地传播。
专利文献以其国际化，情报化的特点，反映了创造发明的发展水平，也反映了现代化科学技术的发展面貌。
因此，专利文献是创造发明的一个宝库。
1．利用专利文献的作用
（1）构思新产品
许多人想创新，但往往感到无从下手，一方面他们觉得周围熟悉的东西已经比较完善了，无法进行创新；另一方面觉得周围事物缺乏创新的价值，无需创新。
这是由于他们还缺乏积极的创新意识和创新手段的缘故，而阅读专利文献，往往是启迪我们创新构思的一种有效的办法。
专利文献是人类的知识宝库，现在人们的发明创造有90%以上申请专利，可以说专利是满足人们各种需要的技术的集成。
但很明显，专利并不是各种需要的全部技术或最好的方案，也有可能这一技术没有全部揭示出其能够满足的全部需要。
基于这种情况，我们通过阅读专利文献，一方面根据专利所满足的需要启发我们的创新思路，寻找更好的方法；另一方面，根据专利未曾涉及的需要和权利要求，可拓展专利的新用途。
（2）端正思考方向
当我们确定了创新课题时，去检索一下专利文献是完全有必要的，因为你所从事的创造工作，或许早已由其他发明者解决了，你在不知情的情况下盲目地投入人力、物力、财力，到头来依然结不出丰收之果，白忙了一阵，不是很可惜吗？
当你通过检索，未发现自己的课题有任何专利文献资料记载，这说明该课题可能是一个未开发的领域，从而可以增强你从事创新的信心。
同时在检索过程中，你由于已有了既定的目标，因而很容易从其他发明中找到与自己课题相关联的技术和发明，由此触发灵感，引起想象，更进一步深化自己的课题。
（3）引申已有专利，导致新的发明
专利都是为了满足某种需要的新的独创技术，既然是独创和首创，因此往往缺乏多人的审查以及长期实际的考验，这样就使专利技术一般都具有不完备性，所以都可以进一步引申，使其臻于完善，创新者可以以此为思路较容易地取得创新成果。
（4）了解技术动态，增进创造才能
检索专利文献，使自己能迅速了解目前先进技术的发展现状，能引导自己将所学知识有意识地朝这些领域发展。
在阅读专利文献的过程中，一方面我们可以了解技术结构知识，另一方面还能从别人的发明中发现思维的方式和发明的诀窍，增强自己的创造才能。
2．注意事项
（1）应尊重别人的知识产权
运用专利信息利用创造方法，应尊重别人的知识产权，切忌照抄照搬或变相剽窃，为此，应仔细阅读他人的专利文件，特别是其中的独立权利要求和从属权利要求，以免发生侵权行为。
通常，一项专利的原理往往是公知的，而其产品的构造、技术方案或制造方法却是一种专有的、排它的权利。
我们从中只能受其启发，走自己的创新道路，而不能照猫画虎，侵犯他人权利。
是否侵权，其中一个重要
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