其他思维求新机制

第五节　其他思维求新机制

一、U型思维机制

某心理学家曾做过这样的实验:把鸡和狗关在如图10－1所示的位置上，铁丝网后放有食饵，看鸡和狗究竟怎样动作。

实验开始后出现了有趣的场面。首先是鸡，它径直向食饵方向冲去，结果自然被铁丝网拦住而到不了放食饵处，于是它在铁丝网前喔喔叫着瞎转转。狗的情况如何呢?它先是一动也不动地环视了一会儿食饵、铁丝网以及旁边的墙壁，然后立刻急促地往回走，绕过右边的墙，走到铁丝网的另一侧把食饵吃掉。

这里讲的虽是动物实验的例子，但对人类的思维方式甚有启发。事实上，我们在思考解决某一问题的答案时，也会做出同动物寻食饵极其相似的举动来。有时像鸡那样，思维直接扑向目标，有时则像狗那样，思维方向转弯后达到目标。

从思维方向看，有直线思维和U型思维之分。在求解问题过程中，如果能用直线思维求解，那是再好不过的了，因为直接求解的思路最短。但是许多问题的求解靠直线思维是难以如愿的，这时采用U型思维去观察思考，或许能使问题迎刃而解。U型思维，常常是创新者用来解决难题的一种思考手段。

运用U型思维的基本特点就是避直就曲，让思路拐个大弯。在实际操作时，思路又怎样拐好这个弯呢?借助“第三者”的介入进行过渡思考，便是常用的拐弯技巧。

图10－1

例如，电冰箱的冷冻机中充满着氟利昂和润滑油，如果密封不良，氟利昂和润滑油都会外漏。传统的查漏办法是直接观察，费时费力且不可靠，能否发明一种新方法实现自动检测呢?有人想到了一种避直就曲的办法:将掺有荧光粉的润滑油注入冷冻机里，然后在暗室里用紫外光照射冷冻机，根据有无荧光出现来判断是否出现渗漏和渗漏发生在何处。在这种方法中，荧光粉和紫外光就属于“第三者”。

创造的困难常在于已知与未知、条件与目标之间没有明显的通道，却隔着道道障碍。怯懦者望而止步，鲁莽者则直闯障碍而头破血流，只有聪明人思考避直就曲，在绕道而行之后达到目标。这种看起来不讲节省时间、不抄近路的思维方式，实则是大智若愚的创举。

二、洞察奇异机制

有一天，山西榆社县农民赵跃荣下地察看菜地时，偶然发现一个奇异的现象:一株被篱笆弄弯头的西红柿，果实结得特别好，一层一层。红到顶部，而地里的其他植株，尽管株株挺直，但在采摘第三果穗后，余下的果子很难成熟。

这是为什么?好奇心强的赵跃荣眼睛一亮，觉得弯头西红柿中可能隐藏着某种丰产的秘密。于是，他开始对西红柿进行弯头处理试验。结果发现经过弯头处理栽培出来的西红柿的确出类拔萃。这是什么原因呢?据他分析，经弯头处理过的植株能遏制顶端优势，促进营养供给均衡和刺激植株生长。

由于经弯头处理后的植株呈V字形，所以赵跃荣将他的发明称为“V型栽培法”。这种有利西红柿大面积丰产的栽培技术，很快引起科技部门的重视，被国家科委列为投资少、见效快的科技兴农星火计划项目，在全国不少省、市、自治区推广。此外，该项技术还被拍成科教片《西红柿V型栽培法》，发行到世界100多个国家和地区。

类似的发明创造例子举不胜举。只要有奇异现象存在，就有发明创造的机遇。独具慧眼，善于“搜尽奇峰打草稿”，巧遇机遇女神的机会要比一般人多得多。因此，洞察奇异也是发明创造技法宝库里的一件利器。

洞察奇异作为发明创造方法之一，其内涵在于分析思考偶然发现的效应奇异现象，并以此为基础去创造前所未有的新技术或新产品。运用此法从事发明创造，要注意哪些要点呢?

首先，要具备好奇心。好奇，是创新者应有的一种心灵。科学巨匠爱因斯坦说:“我没有特殊的天赋，只有强烈的好奇心。”发明大王爱迪生则说:“谁丧失了好奇心，谁就丧失了最起码的创造力。”上面列举的发明创造实例，也说明，一个人对各种事物的好奇心愈强烈，探索的目光就愈明亮，许多自然界的秘密就会暴露在好奇心的巨大视野之内。相反，一个人如果对周围发生的新奇现象熟视无睹或习以为常，那么他的目光就会短浅，什么样的发现都做不到，甚至即使发明创造的机遇碰在他鼻尖上，也不知是什么东西。因此，具备强烈的好奇心是运用洞察奇异法的心理基础。

其次，要培养洞察力。善于洞察，才会有新的发现，才会捕捉到发明创造的契机。所谓善于洞察，就是要善于用敏锐的眼光去看，用科学的思维去想。一个成功的创造者，在常人的心目中，似乎是因为他有什么超人的洞察力，其实，“超人”的东西是没有的，有的只是对观察的深刻理解和不断地将“观”与“察”有机结合的能力。

再次，就是要把握住对效应的分析。所谓效应，是指自然界的某种作用产生的效果或反应，如电磁效应、光电效应、磁场效应、温室效应、臭氧层效应等。一事物潜在的、未被发现的重要事实和发展趋势，总是要通过其现象凸显出来。如果说形态奇异是事物的外在特征的话。那么，效应奇异的现象便涉及到事物内部作用机制了。运用洞察奇异法时，我们首先要观察发现形态奇异的事物或现象，进而去分析其与常规效应不同的奇异效应，因此只有这种深入的洞察，才有可能剖析出鲜为人知的知识，悟出启动发明创造的思路。

三、假设思考创新机制

1910年的一天，德国年轻的气象学家魏格纳(1880～1930年)正在看世界地图，他惊异地发现，南美洲巴西的一块突出部分和非洲的喀麦隆海岸凹进去部分形状非常相似，如果把它们拼合在一起，就正好吻合。为什么这样凑巧?莫非太古的时候，这两块大陆本来是一个，后来裂开、漂移，形成现在的样子?魏格纳在产生这一想法时曾指出:“但我也就随即丢开，并不认为有什么重要意义。”

事隔一年后的秋天，在一个偶然的机会里，魏格纳从一个论文集中看到了这样的话:根据古生物所提供的证据，巴西与非洲间曾经有过陆地相连接。魏格纳说:这是我过去不知道的，这段文字记载促使我对这个问题在大地测量学与古生物学的范围内，围绕上述目标从事仓促的研究，并得出重要的肯定的论证，由此就深信我的想法是基本正确的。

在此基础上，1912年，魏格纳提出了“大陆漂移”假说。这种学说认为，在距今2亿年的中生代之前，地球上只有一块庞大的原始陆地，叫做“泛大陆”，周围是一片汪洋。到后来，由于天体引力和地球自转离心力的作用，泛大陆开始分崩离析，犹如浮在水上的冰块，不断漂流，越漂越远。从此，美洲脱离了亚洲和欧洲，中间留下的空隙就是大西洋;非洲的一部分和亚洲告别，在漂离的过程中，它的南端有偏转，渐渐与印巴次大陆脱开，诞生了印度洋。

为了使上述假设能成立，必须进行验证。魏格纳通过地球物理学、地质学、古生物学和生物学、古气候学和大地测量学五个方面进行验证，最后确立“大陆漂移”的学说。魏格纳提出并创造了“大陆漂移”的理论，运用的就是假设思考创新法。

所谓的假设思考创新法，是指人们在已有知识的基础上，对在实践中观察和研究遇到的一些现象提出一种假设性的说明。如果这种说明被实践所证实，那么，这个假设就算成立。任何创新或创造发明在构想阶段都是一种假设，只有被实践证实了，所进行的种种创新才能最后成立，发挥它的作用。

人们在创新过程中要想运用好这种假设创新法，应当注意三个方面的问题:

一是要敢于将书本、经验和权威类的有关定论放开，大胆假设，小心求证。

二是假设的提出还是要有一定的观察和事实为基础。

“大陆漂移说”就是以地球上非洲西海岸与美洲东海岸相吻合等事实为依据的。假说的提出和主观臆测是不同的，也和幻想有着本质的区别。

三是假设提出后要进行验证，假设的结论必须经得起科学实验或社会实践的检验。如上面的“大陆漂移说”就是从五个方面进行检验的，所以具有说服力。

四、逼发创意机制

中国有句成语:逼上梁山，意指被迫去做某种事情。有些发明创造，也是“逼”出来的产物。

无论是为情所逼还是为势所逼，都告诉我们一个道理:“逼”能激发智慧，产生创意。

为什么能逼发创意?首先，人处危急或受逼时刻，受到外界强烈的刺激，会产生“应激反应”，神经会一下紧张起来，处于超常的激发态。这样，就促使人们强化创新动机，释放智慧潜能，喷涌灵感思维，最大限度地调用聪明才智。所以有人说，当人们急得如热锅上的蚂蚁团团转时，想出的主意往往会比平常多出几倍甚至几十倍，也容易产生一般条件下难以想到的创意。科学研究也证明，人在受逼的紧张时刻，脑肾上腺素、甲状腺素的代谢亢进，大脑活动确比平常显著活跃。

其次，是因为逼迫之际，所面对的问题近在眼前，迫在眉睫，时空距离大为缩短，人们的注意力更集中，对问题就可能看得更全面、深透、真切，也更容易充分利用现有的特殊条件或意外的信息，独具匠心地去解决问题，显出平时隐没的才智。

此外，对群体而言，受逼或危急状态能激励大家合力同心，减少内耗以求共渡难关，并能更好地集思广益，发挥集体智慧。

作为发明创造技法，逼发创意可以通过感悟压力和自己给自己出难题的方式来实施。

感悟压力就是从各种信息中感受到某种压力对自己生存与发展的威胁后，思考能否通过发明创造来解脱危机或摆脱困境。

自己给自己出难题，就是在解决问题时有意提一些限制性的条件，逼迫自己限时解决看起来难以解决的问题。待“逼上梁山”后，发明创造的机会也就来了。

逼发创意的例子，在企业的新产品开发中时有发生。“傻瓜照相机”的问世就是典型案例。

现在，“傻瓜照相机”十分流行，外出旅游观光，有“傻瓜”相伴，自然心旷神怡。人们也许清楚这是一种可以不动脑筋，只要会取景，按快门就能拍照的袖珍型全自动曝光照相机，但并不知道它是“逼上梁山”式的发明创造的成果。

当年，日本“小西六”照相机公司的经理出于市场竞争的压力，不得不来到新产品开发部，对其技术人员下了一道非常强硬的命令，要求该部迅速开发设计一种新型照相机。设想中的新相机的突出特点，是将闪光灯和自动对焦装置装进135相机里，而体积不能增大。技术人员一听，认为这简直是头脑发热，异想天开。当他们力陈这种想法“根本办不到”，希望经理放弃此计划时，公司经理却态度异常坚决地说:“不行!今天的相机已经不吸引人了，没有什么市场了，你们可以什么事都不干，但一定要攻下这一难题，否则……”

企业兴衰存亡的压力迫使经理作出开发新型照相机的决策，被解雇的压力又逼得技术人员硬着头皮向“根本办不到”的方向思考。他们首先碰到的难关是如何把闪光灯装置放到相机内。按一般的想法，将两件独立的东西放到一起，增大体积或容积是不可避免的事。但可不可以既放到一起，又不增加体积呢?他们日思夜想，终于发现无论是相机还是频闪光电管，其相互之间都有空隙，设法将零件拆放到相机的空隙里，不就冲破了这道难关了吗?

解决了闪光灯的问题后，紧接着便是攻克自动对焦的难关。一提起自动，他们的第一个反应是用小电动机来驱动镜头的伸缩，但发现电动机放到小型机里是无论如何都不合适的。怎么办?一位机械专家想到了弹簧的功用，提出了用弹簧移动镜头实现自动对焦的方案，结果如愿以偿。

于是，在压力的驱使下，技术人员们终于开发出内装闪光灯、自动对焦和自动曝光的小型照相机。因这种照相机操作简单，即使没有摄影经验的人使用时也可以获得曝光适宜、影像清晰的照片，广大消费者戏称其为“傻瓜照相机”。在回忆起傻瓜照相机的发展史时，“小西六”公司总难免不提到这段“逼上梁山”的往事。

五、调新口味机制

“民以食为天”，这一古训在社会的每个时期都可发现。因此，食品的更新换代也就成为一种永恒的经营主题。

在这个领域里，人们常感众口难调。的确，不同的人、不同的年龄、不同的心理、不同的环境，都会有不同的口味定势。

食品味道宜新奇，这是时代对食品发展的一大要求，长期不变的口感会让消费者生腻。调新口味，推陈出新，尽可能满足多种口味的需求，是食品新产品开发者的责任和创造性的表现。发明创造者在这方面动动脑筋是不会空入宝山的。

例如，日本泡泡糖市场年销售额约740亿日元，其中大部分为“劳特”公司所垄断。他们占领市场的诀窍之一，就是成立专门的新产品开发组，根据人们对泡泡糖需求的新动向，寻找开发新口味泡泡糖的突破口。

在市场调研中，他们发现人们对单一果味型的泡泡糖越来越缺乏热情，于是决定开发新口味泡泡糖以吊起消费者的胃口。例如，他们使用浓度薄荷和天然牛黄制作“够刺激”型泡泡糖，结果让汽车司机大感兴趣，因为这种泡泡糖能以强烈的刺激驱赶困倦，提起食欲。他们通过添加叶绿素、维生素等办法开发的新口味泡泡糖，很快成为交际界、体育界的“指定”食品。

在我国的糖果市场上，也可以发现新口味的糖果在抢滩夺地。例如，在广州各大商场畅销的“甘迪安娜”糖果，以酸、甜、苦、辣、咸五味俱全而大出风头。

尝尝酸的，可让你酸得入心入肺，但又乐于接受，许多人都说吃后回味无穷。

苦的是那种微带甘苦凉茶味道的糖果，它并非用药制成，而是采用欧洲人喜爱的某种香料而已。吃罢这种“苦果”，又使人感到苦中有乐。

至于辣味的风味糖，自然也有一批钟情者，那些“不怕辣”“辣不怕”或“怕不辣”的人，总按捺不住品尝这种来劲糖果的心情。

调新口味法的创新原理是投消费者之需，在实施过程中则强调市场调查和配方革新。想想每年夏天的“冷饮大战”，冷观争奇斗艳的各种新型饮品，我们似乎能感受到创新者的一片苦心。

六、智力激励机制

什么是“头脑风暴”?什么叫“智力激励”?我们还是先看一个故事。

有一年，美国北方格外严寒，大雪纷飞，电线上积满了冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，严重影响了通讯。

过去，许多人试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。后来，电讯公司经理应用奥斯本发明的头脑风暴法，尝试解决这一难题。他召开了一种能让头脑卷起风暴的座谈会，参加会议的是不同专业的技术人员，要求他们必须遵守以下四项基本原则:

第一，自由思考。即要求与会者尽可能解放思想，无拘无束地思考问题并畅所欲言，不必顾虑自己的想法或说法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。

第二，延迟评判。即要求与会者在会上不要对他人的设想评头论足，不要发表“这主意好极了”“这种想法太离谱了”之类的“捧杀句”或“扼杀句”。至于对设想的评判，留在会后组织专人考虑。

第三，以量求质。即鼓励与会者尽可能多而广地提出设想，以大量的设想来保证质量较高的设想的存在。

第四，结合改善。即鼓励与会者积极进行智力互补，在增加自己提出设想的同时，注意思考如何把两个或更多的设想结合成另一个更完善的设想。

按照这种会议规则，大家七嘴八舌地议论开来。有人提出设计一种专用的电线清雪机;有人想到用电热来化解冰雪;也有人建议用振荡技术来清除积雪;还有人提出能否带上几把大扫帚，乘坐直升飞机去扫电线上的积雪。对于这种“坐飞机扫雪”的设想，大家心里尽管觉得滑稽可笑，但在会上也无人提出批评。相反，有一工程师在百思不得其解时，听到用飞机扫雪的想法后，大脑突然受到冲击，一种简单可行且高效率的清雪方法冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升飞机沿积雪严重的电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出“用直升飞机扇雪”的新设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关用飞机除雪的主意一下子又多了七八条。不到一小时，与会的10名技术人员共提出90多条新设想。

会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们认为设计专用清雪机，采用电热或电磁振荡等方法清除电线上的积雪，在技术上虽然可行，但研制费用高，周期长，一时难以见效。那种因“坐飞机扫雪”激发出来的几种设想，倒是一种大胆的新方案，如果可行，将是一种既简单又高效的好办法。经过现场试验，发现用直升飞机扇雪真能奏效，一个久悬未决的难题，终于在头脑风暴会中得到了巧妙的解决。

从上例可见，所谓头脑风暴会，实际上是一种智力激励法。这种方法的英文原意是brainstorming，直译为精神病人的胡言乱语，奥斯本借用这个词来形容会议的特点是让与会者敞开思想，使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性“风暴”。

发明创造的实践表明，真正有天资的发明家，他们的创造性思维能力远较平常人要优越得多。但对天资平常的人，如果能相互激励，相互补充，引起思维“共振”，也会产生出不同凡响的新创意或新方案。俗话说，“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，也就是奥斯本头脑风暴法的“中国式”译义，即集思广益。

集思广益，这并没有什么高深的道理，问题在于如何去做到这点。开会是一种集思广益的办法，但并不是所有形式的会都能达到让人敞开思想、畅所欲言的效果。奥斯本的贡献，就在于找到了一种能有效的实现信息刺激和信息增值的操作规程。难怪奥斯本在30年代发明这种集思广益的创造技法后，马上在美国得到了推广，日本人也相继效法，使企业的发明创造与合理化建议活动硕果累累。我国华北地区铁道学会在一次有关新型车辆转向架设计方案研讨中，头两天的中心发言尽管很热烈，但从记录中可总结的新创见并不多。后来，会议组织者试用头脑风暴法再次研讨，结果很快获得了30多条有创见的新设想，收到了令人满意的答案。

随着发明创造活动的复杂化和课题涉及技术的多元化，单枪匹马式的冥思苦想将变得软弱无力，而“群起而攻之”的发明创造战术则显示出攻无不克的威力。

七、寻找斜边机制

寻找斜边，可以说是“探求捷径法”。一般来说，搞发明创造就是解决问题的活动。针对同一个课题，可以从不同的技术思路出发，在不同的技术水平上寻找问题的答案。由于思维定势，人们在碰到问题时，总习惯于以逻辑分析和专业思考的方式去寻求解答，甚至相信惟有这样才能“对症下药”。尽管这种求解问题的模式在许多“再现性”设计方面卓有成效，但在“创造性”构思中则可能碰壁。创造性求解问题，总希望从若干待选方案中找到最简捷的方案，因为这在技术经济方面会产生积极的效果。

寻找斜边，斜边又在哪里?由于问题的复杂多样性，不可能有固定不变的寻找斜边的方法。一般来说，发明创造者首先要克服“华山自古一条路”的传统思维模式，变单向思维为多向思维.变封闭思维为开放思维，变求同思维为求异思维。其次要从单纯的逻辑推理中解脱出来，学会非逻辑思考(联想、想象、直觉等)。当用自己的专业知识无法创造性求解时，则应异域走马，从别的学科去寻找思维斜边。

在一个直角三角形中，沿着两条直角边可以到达顶点，走斜边同样可以到达顶点，但走斜边要比走两直角边要快得多。搞发明创造，常常需要寻找“思路三形”中的斜边，以取代常规的“走直角边”的老路。

圆珠笔漏油问题的求解，就经历过寻找斜边的过程。圆珠笔是一种使用方便的书写工具，用很小的圆珠作笔尖的设想，可追溯到1938年匈牙利人L.拜罗的发明。拜罗圆珠笔专利中采用的是活塞式笔芯，有油墨经常外漏而弄脏衣服的缺点，这使得曾一度风行世界的“拜罗笔”在40年代几乎被消费者所抛弃。

1945年，美国企业家M.雷诺兹为回避拜罗的专利，发明出靠重力输送油墨的圆珠笔，并将其投入市场。但这种笔仍未解决油墨外漏的难题，所以一样没有得到消费者的青睐。

人们考虑到圆珠笔的市场前景广阔，思考解决漏油的办法一直没有停止。在解决此问题的过程中，许多人习惯于逻辑思考，结果不自觉地沿着三角形的两边搜索。也有人突破传统，采用非逻辑思考，结果找到了“三角形”的斜边，轻而易举地解决了问题。

“走两直角边”的人，总是遵循“找出原因——对症下药”的思路去冥思苦想，寻求对策。圆珠笔漏油的原因在哪儿呢?经过观察，他们发现是圆珠磨损变小所致。针对这一原因，便顺理成章地想到要提高圆珠的耐磨能力。于是，人们便尝试用耐磨性能好的不锈钢、宝石等材料制作圆珠。然而这种办法并不令人满意，姑且不说采用不锈钢或宝石带来的工艺复杂性和产品价格上升的问题，就是漏油本身也没有可靠地得到解决。因为采用了耐磨性好的圆珠，笔芯头部内侧与笔珠接触的部分反而更容易磨损，间隙增大更快，油墨照样会外漏。

1950年，正当人们对从磨损方面解决漏油问题感到一筹莫展时，日本一发明人变换了一下思路。他想:圆珠笔不是漏油吗?如果无油可漏，不就行了!顺着让圆珠笔无油可漏这条“思路三角形”的斜边，发明人开始了试验。他将圆珠笔在纸上拼命地写，发现写到大约2万个字就开始漏油，于是他把还有油墨的那段剪去，便找到了解决漏油问题的办法:控制圆珠笔的装油量，这真是再简单不过的好点子!

八、立体思维机制

一位心理学家曾经出过这样一个测验题:在一块土地上种植四棵树，使得每两棵树之间的距离都相等。受试的学生在纸上画了一个又一个的几何图形:正方形、菱形、梯形、平行四边形……然而，无论什么四边形都不行。这时，心理学家公布出了答案，其中一棵树可以种在山顶上!这样，只要其余三棵树与之构成正四面体的话，就能符合题意要求了。这些受试的学生考虑了那样长的时间却找不到答案，原因在于他们没有学会使用一种创造性的方法——立体思维法。

人们进行思维活动时总会受过去的生活经验和已有思维方法的影响。对于这些受试者来说，平面几何是他们比较熟悉的知识。于是，当他们碰到几何问题的时候，也往往先从平面几何而不是立体几何的角度来进行思考。这时，为他们所牢固掌握的平面几何也就成了他们思考问题的框框，于是也就想不出正确的结果来。

立体思维要求人们跳出点、线、面的限制，有意识地从各个方向去考虑问题，也就是要“立起来思考”。其实，有不少东西都是跃出平面，伸向空间的结果。小到弹簧、发条，大到奔驰长啸的列车、耸入云天的摩天大厦……最典型的要数电子王国中的“格里佛小人”——集成电路了。在电子线路板上也制造出立体形的，它不仅在上下两面有导电层，而且在线路板的中间设有许多导电层，从而大大节约了原材料，提高了效率。

从大的方面来说有立体网箱养鱼技术、大型立交桥等。杭州市青少年业余发明学校的学生利用立体思维发明了立体文具盒、立体工具箱、立体报刊架等，收到了明显的效果。

科学家在研制飞机、导弹和卫星时需要运用非常复杂的电子设备，装配这些设备往往需要几十万甚至几百万个晶体管、电阻、电容等电子元件，这样的设备体积十分庞大，携带和使用也不方便。后来，他们将各种电子元件由平面式的接线方式改为立体式的连接，充分利用真空扩散、表面处理等方法，制成了平面型的晶体管、电阻、电容。这些很薄很薄的元件通过层层重叠的方式组装起来，就构成了微型组合电路，再在一个单晶硅片上做成集成电路。这样，一个5平方毫米的硅片上可集成27，000个元件。正是由于有了这种集成电路才有了电子手表、电子计算器等袖珍电子产品。

九、能源变换机制

能源问题举世瞩目，它与“人口”“环境”并列为联合国大会甚为关注的三大突出问题。

能源问题的严重性在于，全世界能源消耗近百年来增长非常快。现在一年的消费量几乎相当于19世纪中叶前一百年消费量的总和，而且还在以每年5%～6%的速度增长。石油才开采了130多年，可是经历了700万年才形成的这一自然能源就已所剩有限。解决能源问题的出路只有两条:一是开发新能源，二是节约能源。

因此，发明创造中的能源变换法，主要是指变换能源种类，即以新能源取代传统的常规能源，以及变换能源的利用效率，即开发具有节能效果的节能新技术或新产品。

电能是应用最广泛的一种能源，它以使用方便、清洁卫生等特点成为人们的首选对象。但是，随着用能面和用能量的扩大，电能供应变得十分紧张。为解决能源匮乏问题，新品策划者的眼光投向了其他新能源的开发利用。其中以太阳能的利用尤为引人注目，各种以太阳能为依托的新产品脱颖而出。

首先进入居民家庭的太阳能产品当推太阳能热水器。继电热水器和燃气热水器之后，一种集安全、节能、清洁、方便、实用于一体的太阳能热水器，为千家万户编织出了一个个温馨的梦。

太阳能热水器的能源来自取之不尽、用之不竭的太阳，其最大的优点是节省燃料。在我国，使用一台0.68平方米的热水器，每天只要有2小时左右的日照，就能获得一个3口之家的生活用热水。此外，使用太阳能热水器绝对安全，安装和使用也十分方便，对环境不产生污染。对用户来说，在经济上也很合算，一次性投资，二年即可完全收回，受益时间可长达15年之久。

我国太阳能资源丰富，开发太阳能新品前途无量。除太阳能热水器外，太阳能灶、太阳能烤箱……也将陆续进入家庭。随着技术的进步，太阳能冰箱、太阳能空调、太阳能汽车、太阳能调节气温的住宅等新产品，进入千家万户也并非天方夜谭。

除太阳能外，还有许多新能源等待人们的开发利用，如风能、地热能、沼气以及核能等。

发明创造者除了思考利用新能源开发新产品之外，还应将目光放在节能技术和节能产品的开发上。如果你发现有“电老虎”“油老虎”和“煤老虎”等耗能高、效率低的问题，那就意味着发明创造的课题在向你招手。找到了节电、节油或节煤的新办法，也就有了发明创造的新成果。

运用能源变换法是一项艰苦的科学研究与技术创新工作，需要发明创造者付出较多的代价。例如，时下家庭消费多用白炽灯，其90%的电能变为热能而被浪费掉，寿命也不过一两年。有没有取而代之的节能灯泡呢?除了用日光灯来代替白炽灯外，还有没有别的办法?如果你想采用现代电子技术发明新型节电灯泡，就必须研究电子灯泡的发光原理，设计具体结构，选择最佳材料，测定各种性能。显然，这种变换中少不了脑力劳动、体力劳动和物化劳动的综合参与。

因此，对个人发明创造者来说，应当根据自己的知识和实力条件，适当地选择能源变换方面的发明创造课题。一般而言，开发利用新能源的课题难度较大，投入甚多，而针对现有产品(尤其是市场引力大的产品)的用能效率问题进行节能设计，则容易突破。

十、强制联想创新机制

世界上任何事物无不处于普遍联系和变化发展的矛盾运动之中。所以，人们如果强制地运用类比、近似、对比等联想，那么往往可以无孔不入，把独立无关、大相径庭的不同事物外在地或内在地联系起来。现代创新技法中的运用强制联想创新法，就是强制地运用各种联想，天马行空，想尽世间所有事，把不同的事物和不同的设计联系起来，巧发奇中，甚至歪打正着，开发性地重新组合既有设计，根据实际情况和具体需要加以调整、改造、完善，构成一种崭新的创造性设计。

日本东芝电器公司设计和制造的旋转万能X射线电视透视台，背卧位能够旋转300°和－90°，由遥控任意选定病人的体位，在起、倒、或起或倒的任何角度上，X射线管、增强器、电视装置和病人紧密地联系在一起。整体格局一反常规的对称平衡设计，以环状框架和平板卧位相结合，作动态均衡设计。局部格局一反常规的动态均衡设计，以环状框架为中心轴对称布置X射线装置、增强器、电视装置，作对称平衡设计。全局和局部之间，以同一的形态、材质、色彩作过渡和呼应。整组设备不仅呈现出稳重感和安定感，而且呈现出轻巧感。不仅方便病人和操纵者，而且创造了宁静、亲切、安全、精密的环境氛围。

该旋转万能X射线电视透视台的整体设计运用了强制联想创新法，开发性地重新组合了X射线透视机、电视摄像机、可调节手术台三大原本看似毫无关联的主要设计。

运用强制联想方法的好处很多:一是有利于克服联想定势和思维定势，把联想从熟悉的领域扩延到陌生的领域，甚至是意想不到的领域;二是不仅充分发挥既有设计及其相互组合的潜力和效益，而且强化和深化开发性重新组合的创造性和新颖性;三是既能够自成一体、连续更新和开发，又能够同其他方法相结合，构成大量非常规的新设想、新设计、新方案。

具体运用强制联想方法，需要注意以下几个方面。第一，多方面、多角度、多层次地把不同的事物和不同的设计强制联想起来，差异性和跳跃性越大，就越容易打开思路，超常组合。第二，强制联系以发散式联想和思维为主，越广阔越好;强制结合以收拢式联想和思维为主，越密集越好。第三，借助矩阵排列和电子计算机辅助设计，把各种强制联系和强制结合划分成已有的、平庸的、改进的、新颖的、奇特的五大类，去掉第一、第二类，保留第三、第四类，变换和修正第五类。

十一、分段推进机制

我国学者王国维在其传世佳作《人间词话》中说:“古今成大事业、大学问者，必须经过三种境界。”哪三种境界?他荟萃三句古代诗词佳句来加以描述:

“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路;衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴;众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”

上述的第一句即第一境界，意为“悬想”;第二句为第二境界，对应“苦索”;第三句乃“顿悟”境界之意。

从王国维的形象描绘中，我们好像看到一位执著书生，夜以继日地埋首于浩繁书卷之后，独上高楼，放眼远望，脑海里逐渐形成自己理想中的恋人;于是在茫茫人海中苦苦追寻，如痴如狂，思念使得身体消瘦、面容憔悴也不后悔;忽然一天，一瞬闪亮，朝思暮想的心上人就在那稀落灯影下蓦然出现。

其实，这种描述也是王国维本人创作过程中的忘我体验。尽管他说的是诗词创作中的“三种境界”，但是对发明创造活动的展开也具有积极的指导作用。即是说，沿着“悬想——苦索——顿悟”的思维境界一步步推进，是发明创造的一种方法模式。

通过发明创造实例，我们能更直接理解这种分段推进法的内涵。

20世纪70年代初期，周林在上海上学。每年冬天，他和许多同学一样手脚长满了冻疮，痒痛难忍，四处求医用药，都治标不治本。冻疮的痛苦折磨着他，也引发他的思考:“难道世上就没有更好的办法对付冻疮吗?”带着这个问题，周林四处查阅资料，结果都令人失望。在这种情况下，周林“独上高楼”，产生了求解冻疮治疗难题的“悬想”。

彻底治愈冻疮的新办法在哪里呢?周林进入“苦索”境界。他利用各种机会，收集民间偏方试验，分析打针、吃药、针灸方法，也无进展。在反复琢磨中，他逐渐感到再现前人的研究是没有出路的，只有走前人没有走过的路才有希望。但是，这条新路又在何方?几年过去了，周林仍然毫无头绪。毕业后，他在工作岗位上仍念念不忘治疗冻疮的课题，苦苦寻找新的治疗方案。在那些日子里，他走路想，吃饭想，连做梦也都在思索。体重减轻了，面容憔悴了，但顽强的周林对治疗冻疮的新方案“苦恋”不止。

终于有一天，周林步入“顿悟”境界，找到了攻克难关的新思路。那天，他在一台大型砂轮旁打磨铸件，沉重的铸件在砂轮的磨削下产生巨大的冲击振动。瞬间，一股强大的振荡冲击波从双手传遍全身，周林感到热血沸腾，此时，一个灿烂的创造火花在他脑海突闪:“谐振?谐振?发热?治冻疮?”这一顿悟，使周林中断了的思维变得通畅，他想到了用电谐振刺激人体血液循环的治冻疮原理。

从此以后，周林便潜心于从生物医学工程和现代频谱技术的结合方面进行研究，终于发明创造出一种治疗冻疮的仪器。这种仪器的核心部件是电热频谱管，它能产生特殊的谐振波。将长有冻疮的手脚放在管下，便开始治疗。实践证用，效果明显。1985年10月，周林以其发明荣获首届世界青年发明家科技成果展览会金牌奖。

发明创造，各人有各人的经历，不可能是沿着同一条“思维运河”前进的。但从大量的发明创造案例分析当中，我们又发现这样一个规律:发明创造只是一种过程，它不可能一蹴而就。因此，将发明创造全过程划分出若干阶段，认识各阶段的特点和应采取的对策，对渴望加入发明创造俱乐部的人来说，无疑是一种入门技法。

如果将发明创造划分为上述的“三种境界”，则称为“三阶段发明法”。

所谓“悬想”阶段，也就是提出创意阶段。这个阶段的特点是要“独上高楼”，提出匠心独具的发明创造课题。由于创造性思维的运用和社会需要的提示，我们开始可能产生较多的创意或设想，只有通过选择，才能形成进入苦索阶段的课题。

“苦索”，实际上是分析问题和解答问题的过程。由于发明创造追求的是具有新颖性、创造性和实用性的技术方案，仅仅依靠过去的知识和经验进行逻辑推理是难以如愿的。这个阶段被称作“苦索”。

“苦索”意味着常常会出现苦思冥想仍无所获的痛苦阶段，思路中止了，解决问题的办法，“上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”。但是，有作为的发明创造者，这时应树立信心，学会灵感思维、发散思维、想象思维和直觉思维，把各种思维方法综合运用、任意组合，就会在思考中促使思维突变，迎来“顿悟”时刻。

进入到“顿悟”阶段，也就是找到了问题求解的突破点。这种“暮然回首”不仅接通中断了的逻辑思维，而且将创造过程转入具体的技术设计阶段。这时，发明创造者就可凭借自己的知识和能力，用新的技术方案去固化自己由顿悟引发的创造性思维成果。

在这种“三阶段”模式基础上，有人认为还应当增加“验证”过程，即验证顿悟所获得的创新方案是否可行，于是又有了发明创造的“四阶段”模式。

如果再精细一点，免不了出现“五阶段”或更多阶段的进程模式。但不管怎样划分，“提出问题——分析问题——解决问题”的基本框架总是发明创造活动的逻辑思路。

地上原本无路，走的人多了就产生了路。沿着前人在荆丛中踏出的路前进，对初涉发明创造领域的人来说，无疑是有益的。

十二、时差利用机制

春夏秋冬，四季轮回;子丑寅卯，时差催人。发明创造，能否以时间因素作为创新思维变量，在时差方面匠心独运呢?

天津“狗不理”包子值得一提。据说，“狗不理”包子这个名牌产品至今已有百余年历史，它始创于清朝同治年间，经历了多次社会的动荡和变革，这个牌子非但不倒，生意反而越做越红火。“狗不理”包子店铺今天已遍布全国各大城市。为什么“狗不理”包子能饮誉全国、长盛不衰呢?原因很简单，该店的包子“味道好极了”。至于包子的味道为什么与众不同，一般人只知道包子皮薄馅鲜。深入了解，方知有一个鲜为人知的秘密:该店的包子有季节的差别。包子为什么要按季节加以细分呢?因为人们的胃口与季节有关。夏天天气炎热，人们口味偏为素净;而冬天气候寒冷，人体内需要较多的热量，胃口又发生了变化。因此，善于把握消费者口味的“狗不理”包子店，实际上出售的是“四季包子”。不同季节的包子，在馅内的猪肉肥瘦之比是不同的。夏天的馅子是肥三瘦七，冬天的馅子则变为肥六瘦四。春秋两季气候适中，馅肉则采用肥瘦各半的比例。这样，顾客一年四季上“狗不理”吃包子都不觉得腻，可谓“胃口常开”。

服装划分四季，这是众所周知的事。但是不是在服装行业就不再有依季细分的创举?看一看现在的西装，做工越来越考究，款式也时有创新，但在季节差别上几乎毫无体现。春秋季节穿一件夹层西服，不冷不热，如果夏日炎炎也穿西服，在没有空调的房间里总不那么凉爽吧。倘若地处北方，在风雪弥漫的季节也穿一件西装，呆在大街上的感觉决不会是热乎乎的。于是，一个问题自然浮上心头:西服能否也按季节来进行细分呢?比如说，夏天穿的西装、冬天穿的西装和春秋穿的西装都出现在市场上，消费者难道不会刮目相看?

据说，日本企业就开发了一种夏季西装，这种西装采用很薄很轻的布料制作，一件上装的总重量只有几两重，穿在身上全无厚重闷热之感。有了这种西装，即使骄阳似火，人们照样可以西装革履、风度翩翩地外出公差或旅游了。

如果将微电子技术引进到西装制作中，让西装具有发热功能，那么数九寒冬穿一件西装，在冰天雪地之中不也显得笑傲严寒吗?

看来，依据春夏秋冬四季差别在产品上动点脑筋，也是大有搞头的。

现在，还有不少商品缺乏对季节变更的适应性。比如传统的席梦思床垫，大家都反映冬天舒舒服服，到了夏天就难以入梦了。能不能在冬用席梦思的基础上，开发出更新更好的夏用席梦思呢?再如电风扇一般属于夏令产品，一到冬天便宝扇入库，难道就没有属于冬天的电风扇吗?

春夏秋冬，是一年中的周期性时差。在一天之中，也有早、中、晚之类的时间差别。这种差别大家都习以为常，但有人却发现不同时间人有着不同的生理规律，影响着人的情绪、体力乃至智慧。生理学上将此发现称为“生物钟”现象。于是，发明创造者从这里获得了灵感，给一些药品、保健品首先打上了生物钟原理利用的创新烙印。

例如，有人研制出一种学生增智营养液，将其分为早晨饮用型和晚上饮用型两种，认为这样分开服用效果更佳。

十三、材质替换机制

运用材质替换法也可搞出发明创造。

“巧妇难为无米之炊”，世上任何产品都离不开材料这个物质基础。不同材料有不同的理化性质和工程特性，用新材料取代旧材料，用非常规材料取代传统材料，只要能使产品的性能发生变化，能产生有益的效果，就意味着获得了发明创造成果。

运用材质替换法实施发明创造，主要有两方面的途径。

其一，运用材质替换开发轻便型、廉价型、高档型以及功能型新产品。

解决产品的轻量化设计问题，人们很容易想到塑料、纸张等轻型材料。例如，广州首创塑料摩托车，荣获全国儿童用品优秀产品奖。国外公路上已有全塑汽车奔驰，让路人大开眼界。

纸张是中国古代四大发明之一，它的出现对人类文化的传播和发展起了重大作用。随着现代科学的进步和人们对生活用品轻巧便利的要求，纸张也从传统的书报天地里解脱出来。有人用阻燃纸制成的旅游锅，无论用来油炸煎炒都能安然无恙。更有甚者，将经过化学处理的牛皮纸制成活动住房构件，其使用寿命长达10年。如果需要搬迁，准备两个大纸箱足矣。

材料价格是决定产品成本的重要因素，向市场提供物美价廉的产品，是创新策划的永恒追求。更换材料是降低产品成本的常用方法。比如用纸代替布生产的领带、内裤、卫生巾、枕巾、衬领和结婚礼服等一次性消费品，以其造型别致、色彩鲜艳和价格低廉令旅游者大为赞赏。

在追求低价型产品的同时，也有人期望高档消费品，于是材质上的升级便成为新品策划的落脚点。如当眼镜成为装饰品时，其镜片便从普通玻璃片变换为水晶镜片，镜架也由塑料制品升格为镀金材料。更有甚者，对真金镜架也提出了需求。再如手表，金亮辉煌，豪气十足;高档象棋，玉石刻就，面目一新。各种日用品开始沾金带银，给精品屋一片光明。

如果从材料的更换上使产品功能或性能异变，则创新水平更高一筹。如用特种陶瓷制造菜刀，既锋利不须重磨，又永不生锈，家庭主妇岂会不高兴?当然，用在菜刀上还只是牛刀小试。有人研究用特种陶瓷制造发动机，可大幅度提高热效率，降低燃料消耗，减轻机器重量体积，无疑是发动机行业的重大突破。

其二，运用材质替换法帮助发明创造者寻找攻克技术难关的办法。

例如，为了使宇宙飞船能把在月球上收集到的各种信息发回地球，供人类研究，就必须在月球上架设一架像大伞似的天线。但是，宇宙飞船要携带很多精密仪器，容积非常有限，怎样才能把很占空间的天线带上月球呢?科学家为此绞尽脑汁。后来，人们从材料选择方面入手，即采用形状记忆合金，在40℃以上做成天线，然后冷却，把天线折叠成球团放进飞船里，送到月面后使天线“记忆”起原来的形状，自动展开而达到预定的状态，从而创造性地解决了技术上的难题。再如，某些机器的内部需要安装轴承，但润滑十分不便，如果从结构设计上去想办法，很难找到简单的解决方案。后来设计者采用粉末冶金制作含油轴承，轻而易举地解决了此难题。此外，人们采用一种“哑巴合金”，使鼓风机、吹风机、风钻、风扇、传动齿轮、打字机等机器的降噪音设计找到了新的路子。

变更材质搞发明创造，必须了解材料的性能和价格，尤其是新材料不断出现的情况下，掌握新材料信息更为重要。在此基础上，发明创造者就可以从突破传统用材方面去创造性思考，在取而代之的过程中获得新的成果。

十四、突破禁区机制

科学无禁区，这是科学发现的规律。但是，由于历史的局限性和人们思维的封闭性，在科学技术上却又形成一些禁区。然而，对发明创造来说，如果一味迷信权威们划定的禁区而不敢越雷池半步，是很难开拓新的领域和作出突破性的贡献的。历史上有许多这方面的例子，从正反两方面都给人以深刻的启迪。除了上面介绍的交流电照明的例子外，我们还可以列举权威们设置禁区的往事。19世纪，一些有胆识的人开始认真探索怎样实现人类上天飞行的宿愿，可是有些蜚声当时科学界的名流却站出来横加阻挠。最早用三角方法测量月亮和地球之间距离的著名法国天文学家勒让德，就是最早的反对者之一。他认为，制造一种比空气重的装置去进行飞行是不可能的。稍后，德国大发明家西门子也发表了类似的看法。过后，能量守恒原理发现者之一、德国物理学家赫尔姆霍茨又对制造飞机的想法大泼冷水。他从物理学的角度论证，机械装置要飞上天纯属空想。然而，飞机还是上天了，首次把飞机送上天的是当时默默无闻的美国人莱特兄弟。他们虽然没有上过大学，但凭着刻苦精神掌握了丰富的知识，而更重要的是，他们不盲从权威，思想活跃，敢于打破禁区。

尊重权威是必要的，但迷信权威则有悖于发明创造的宗旨。创造出前所未有的新东西，是发明创造者的追求。如果一味迷信权威，不敢突破权威们的某些定论而另图新说，是不可能作出重大发明创造的。

山东省先进青年陈和平“捕捉阳光”的例子值得一提。1985年，陈和平对研制室内太阳灶和太阳能储存器发生了兴趣。太阳能利用虽然已在国内普遍出现，但室内太阳灶与储存、跟踪系统在国内还是一个空白。研制室内太阳灶并非易事，一些专家告诉陈和平，这是涉及电子、机械、电工、光学、热学、天文、地理、太阳能等多种学科的高难度课题。对他这样一个大专学历的普通科技人员来说，选择这样一个科研课题不亚于想搬动一座大山。但是，陈和平依然迎着困难前进。在研究中，他首先碰到是太阳能研究领域的那个禁区。许多专家认为，光导纤维只能传递信息，不能传递能量。他突破此定论，硬是利用光导纤维把强光从一端传递到另一端，并在另一端燃着了纸。这项研究打破了传统理论，开发了光导纤维应用的新领域。同时，陈和平还试验成功了用纯净的水传递强光，然后变成高温。试验之初，许多人都说他荒唐，水火不相容，水怎能传递强光呢?陈和平应用矛盾对立统一方法研究，认为这种设想是可行的。结果，奇迹出现了，一边是聚焦的强光束，中间是盛在特殊容器里的水，另一边是被强光束燃着的纸。试验的成功，为他研制室内太阳灶奠定了理论基础。

1988年，陈和平研制室内太阳灶和太阳能储存器获得成功。几年前，某太阳能研究所的专家曾预言，“用1万元材料费也不能把阳光引入室内做饭”，而陈和平只用了几十元的材料即可使太阳灶在室内做饭。1989年，这两项科研成果在山东省“七五”功勋杯竞赛中获青年优秀成果奖，受到团省委、省经委的表彰。假如陈和平畏于禁区，就不会有捕捉阳光的殊荣与辉煌。

作为发明创造一法，突破禁区的实质就是要破除迷信，解放思想，敢对传统的东西多问一个为什么，敢对权威们断定的科技禁区重新探索。一旦打开禁区，重大发现就脱颖而出。发现可以导致发明，有了新的科学发现，重大发明的机遇也就近在眼前了。

十五、变换视角机制

宋朝大文学家苏东坡在咏庐山时吟道:“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。不识庐山真面目，只缘身在此山中。”这首诗寓意深刻，单从观察技巧的角度讲，也值得仔细品味。“横看”和“侧看”，会得到不同的观感，假如人们习惯了横向获得的印象，那么换成侧看，岂不是另有一番新景?这种看山之法，对发明创造，也是一种启迪。善于应用，则不失为创新一招。

过去，人们抬头观看天象，获得的气象资料既不全面又不可靠。现在，人们借助人造气象卫星俯视地球，全球风云尽收“眼底”，从而提高了气象预测的准确性。

变换视角，除了采取改变观察位置或变更参考系的方式外，还可以采用改变观察对象的方式，即在间接观察中达到预期的目的。

例如，在研究埃及金字塔巨石成因时，人们各持己见。这些巨石到底是天然石块加工制成还是别的方法造就的呢?人们长期观察仍无定论。后来，有人改变视角，从古代埃及文化、法老陵墓中的随葬品等方面去观察分析，最后得出结论:建造金字塔的巨石是人工浇注而成的。后来的科学化验证明，情况的确如此。这项观察成果不仅回答了有关金字塔的一个疑问，而且导致了一种“金字塔水泥”的发明。

所谓金字塔水泥，是发明者在分析金字塔巨石成分的基础上，进行反求而获得的成果。据说这种水泥具有强度高、耐腐蚀、易凝固等优点，问世后受到建筑界的瞩目。

再如，为了观察汽车发动机运动部件的磨损情况，传统的办法是先拆卸发动机，然后对零部件的磨损部位进行直接观察和用量具测量，根据发现磨损部位和磨损量确定维修方式。这种做法费时费力，且需停车拆卸后才能实施。能不能发明一种不需拆卸机器就可发现零部件磨损程度的方法呢?有人借鉴人体验血看病的原理，提出了“验油测磨损”的新技术，即先从发动机油底壳中取出小量机油，然后通过铁谱分析技术或光谱分析技术，观察机油中金属微粒的变化情况，间接发现磨损的程度。这种新方法由于不需拆卸机器，具有快速、高效、低耗的优点，因此引起人们的重视。

在工业生产中，应用越来越广泛的无损检测技术，也闪烁着改变视角法的智慧之光。

变换视角作为发明创造一招，其基本机理在于有意识地突破传统的观察方式，改用新的观点或观察方式去审视被观察的客体，力图在新的发现中有所创新。

运用此法，首先要了解什么是传统视角或常规视角，在此基础上进行观察基点位置的改变或观察方式(直接观察还是间接观察)的改变。一般来说，改变观察位置并不困难，但从不同视野中悟出新的创意则不容易。尤其是要采取间接观察方式时，如何合理地选择间接观察对象并证明这种观察能达到事先观察所确定的目标，则更需要观察者“观”的艺术和“察”的水平。

十六、事故启迪机制

由事故导致发明创造的例子时有发生。例如，有位司机经常长途跑车，一次，由于身体疲劳，“瞌睡虫”忽然使双眼一闭，高速行驶的汽车一下就撞上了路边的大树上，树毁车翻，人受重伤。事故后，这位司机对如何防止行车中打瞌睡的问题情有独钟，结果发明出一种电子提神器，带在头上使人精神焕发，有效地赶走了“瞌睡虫”。

事故为什么会导致发明创造呢?

首先，人们并不希望发生事故，但是一旦发生，总得设法排除。比如洪水肆虐，冲垮防洪堤坝，危害人们生命财产安全。面对洪水之害，我们必须迅速设法解决，于是各种抗洪办法应运而生。在不断完善抗洪办法的过程中，少不了推出一些发明创造。例如，有人发明出“钢架截流法”“水袋阻水法”以及“沉船阻流法”等抗洪办法。

其次，为了预防有可能发生的事故，人们也常常立题研究，即有目的地提出发明创造课题，引导人们去发明创造。例如，为了预防家中厨房起火、高压锅爆炸、煤气中毒等，人们事先就潜心研究，发明出家用消防器、防爆高压锅、煤气泄漏报警器等新产品，以满足人们对安全性的需求。

运用事故启迪法，一般有两种技巧:

其一是借已经发生的事故激发创意，寻找排除事故或预防再次发生事故的新办法。

其二是假想事故激发创意，即假设某种事故发生，我们将如何对付。比如，我们假想高速行驶中的汽车突然刹车失灵，我们该怎么办?或者当我们发现车辆就要起火而车门打不开时，我们该采取何种办法?这种“事故想象”必然激发我们的创造性思维，除非你根本不去考虑这种万一发生的事故。

运用事故启迪法，除了能创造性地提出问题外，还需要进行安全性设计，这是发明创造过程中的技术关键。没有这一环节，事故是决不会引发出真正的发明创造故事的。

十七、缺点逆用机制

利用缺点搞出重大发明创造，在当代中国也不乏其例。

例如，本世纪40年代发明出半导体三极管后，电子学发生一场深刻变革，但同时也留下了一个令人头痛的问题，即晶体管的特性会随着温度变化而变化，严重影响测量仪器和控制系统的正常工作。电子学研究者为矫正这个缺陷而颇费心机。然而，我国发明家张开逊巧用缺陷，利用晶体管物理特性随温度变化而波动的规律去测定温度，结果发明出“PN结温度传感器”，并成为获得日内瓦发明大奖的第一个东方人。

世界上的事物都有优点和缺点，有时缺点还是优点的“影子”呢!列举缺点搞发明可以有两条途径:其一，是睁开双眼找缺点，然后想办法去克服缺点，用改进设计去获得性能更优的新事物;其二，是反其道而行之，睁开创造性思维这“第三只眼睛”，看看事物的缺点能否用在别的场合而变成优点，进而思考能否开发出满足人们某种需求的新事物。前者为缺点改进法;后者是缺点逆用法，它的思维基础是逆反思维。

运用缺点逆用法时，首先是要发现事物可利用的缺点。一般来说，发现事物的缺点并不太困难，而要找到可以利用的缺点却不容易。因为缺点多是要遭排斥的，人们习惯于思考如何去排斥缺点而很少去运用它。在发现可利用的缺点后，紧接着是分析缺点，认清其本质，即研究出某种被认定为缺点的现象背后所隐藏着的原理或特性。当找不到缺点的原理或本质时，则要跳出缺点本身，思考与此相关的东西，依靠创造性想象使缺点成为灵感的激发素。

十八、因果互易创新机制

任何事物的产生和发展，都有前因后果。“因”可以转变为“果”，“果”又可以转变为“因”，因果互易，变化无穷;因与果之间的每次交易，都可以生化出一种或多种全新的事物或事件。

在木材加工过程中，难免会产生刨花和锯末，如果弃之不用，那是很可惜的。有研究人员反过来设想:能否将其还原为木材呢。结果，通过再加工而成的新型木材刨花板、锯末板出现在我们的生活中。

金属加工领域移用这一技术，将金属加工过程中产生的各种碎料与屑末加工成粉末，形成一种全新的制坯技术，叫做“热电静压”。所谓“热电静压”，是在高温高压下将金属粉末料直接压注成零件毛坯的一种新工艺。其过程是，将金属粉末填入一个包套内，然后送进热静压机内。用压缩的氩气作介质，施加100～2，000个大气压，并将温度升至1，000～1，700℃，经过数小时以后，合金粉末熔结成尺寸接近零件尺寸的毛坯。这样，只要很少量的切削加工，就可得到零件，从而大大节约了原材料，降低了成本。

家具制造行业再移用粉末热压技术，又生产出可以一次成型的压模家具。

唯物辩证法的原理明白地告诉我们:天下万事万物都有原因与结果，有此因必有彼果，有此果必有其因。在事物发展的链条中，于彼为“果”，于此可能为因，反之亦然。有时，造成“果”的“因”不是一个，而是多个。根据这种原理，我们在研究问题或创新发明过程中，如果一时还无法找到能够导致某种好结果的“某个原因”时，不妨以“果”塑“因”，或以相类的“果”去反推那些相类的未知原因。这就是我们提出的因果互易创新法。

运用因果互易创新法的关键在于运用竞争过程中的反向思维，为企业产品或生产经营创造新的转机。一般可从以下几个方面去把握去创新:

一是回归变易。即逆时间次序之链去思考问题。例如，当新潮家具涌向市场时，有识之士却瞄准仿古家具;当电子手表已饱和之时，又有厂家将改造过的机械手表推向市场，受到了追求“特色”人士的青睐;当港台歌曲风行大陆之际，中国唱片公司顺着时间之链反推，变果为因，推出新节奏的毛泽东颂歌，创下当年录音磁带发行的新纪录，经济效益十分明显。

二是功能交易。就是从产品性能、质量等功能要素方面进行变易思考。例如质高耐用消费品曾很受特定消费群的拥戴，而有商家推出的一次性餐具、一次性打火机、一次性钢笔等产品，也在消费市场上占有很大的席位。

三是结构变易。农民姚若松设计的农用微型耕作机，将犁耕工作部件置于机身动力前面，以推动力代替牵引力，突破了耕作机械传统的结构方式，极大地提高了耕作机的牵引性能，从根本上消灭了耕作的死角。

结构变易，常常使产品形态焕然一新。

十九、逆向创造机制

逆向创造法就是人们沿着事物发展的相反方向，用反向探求的思维方式对现存事物进行逆向思考，完成新的创造发明的技法。逆向创造有以下几种方法:

一是功能逆向法。就是指从已有事物的相反功能，去设想和寻求解决问题的新途径，从而获得新的创造发明。一位同学在复习功课的时候，常因在嘈杂的环境里无法朗读、背诵课文而烦恼。怎么办呢?一次，他从医生用的听诊器受到启发。他找来塑料漏斗做话筒，两个橡胶瓶塞做耳塞，中间用橡皮软管连接。做好后，他对着话筒朗读课文，这时耳朵里不再灌满周围的噪声，还能清晰地听到自己的朗读声。就这样，一个小发明“排干扰朗读器”诞生了。这个小发明已生产成产品出售，受到了广大学生的欢迎。

二是对立归纳法。就是指在相互对立的事物里找出共同的本质特征或功能。相互对立的事物绝不会没有任何共同之处，对立面在一定条件下能够相互转化，就证明它们存在着同一性。法国的生物学家巴土德发现食物的腐败是由于细菌繁殖的结果，只要将食物煮沸就能妥善保存，这就是热藏法。英国开耳芬从相反方法进行思考:在冷冻条件下，细菌是否也会停止活动呢?经试验，果然取得了好效果，他由此发明了冷藏法。“热”和“冷”是对立的，但“热”和“冷”在保存食物方面取得了同样的效果。

三是状态反转法。就是指人们根据事物的某一属性(如动与静)的反转来认识事物和引发创造发明的一种方法。过去用锯和刨来加工木头时，都是木头不动而锯子和刨子动，自从人们发明了固定的电锯机和电刨机之后，就改成了木头动而机器不动。同样，“电梯”的发明也是这样，原来是人动“梯”不动，现在是“梯”动人不动。

四是换位法。就是将考察的命题颠倒过来，发明新事物的创造方法。1820年，英国的戴维发现在铁块外面绕上线圈通电时，铁块变成了磁铁，这就是说电能转化为磁。当时法拉第却想到电能转化为磁，也许磁也能转化为电。此后，法拉第研究了十年，终于证明磁可以转化为电。发电机就是根据这一原理制造的。

二十、反向思维助发明机制

反向思维方法是激发思维创造性的有效方法之一。何谓反向思维?

反向思维是发散性思维中的一种。发散性思维的特点是富于变通性和灵活性，即在一定条件下。探索者的思维能够机动灵活地转移到各种不同的方向。而反向思维就是把思维改变到与原来思路相反的方向。例如:吊扇，一支吊杆在上，扇在下。若把它颠倒过来，就变为吊杆在下、扇在上的落地“吊扇”。爱迪生将“声音引起振动”颠倒思考为“振动还原为声音”，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，设计出新的除尘装置，结果发明了吸尘器。

反向思维为什么具有创新效能?因为人们的思路一般是根据背景知识或传统观念来确定的，而任何时代的背景知识和传统观念只是人类认识事物的一个暂时阶段，它不可能完全正确地反映事物的本质和客观规律。人的认识必须在不断摒弃背景知识和传统观念的过程中，才能更加深刻全面地把握事物的本质。当你面对一个史无前例的新问题，沿着某一固定方向思考而百思不得其解时，如果你能灵活地调整一下思维方向，摆脱传统观念的束缚，从不同的角度展开思路，甚至把整个事情反过来设想一下，那么就有可能茅塞顿开，恍然大悟，由“山重水复”的歧途而步入“柳暗花明”的佳境。

历史上有不少著名科学家都是采用反向思维而取得重大发现、发明的。英国物理学家瑞利在测量氮气密度时，分别采用哈考特法和雷尼奥法，结果得出的氮气密度相差千分之一。这么小的差别有何意义呢?一般人可能对此漫不经心。但瑞利认为这个差别超出了实验误差的范围。于是他采用反向思维法，即不是减少差值，而是扩大差值去探索个中原因。经过不懈努力。终于发现了氩原子，他也由此而获得1904年诺贝尔物理学奖。另一位是兰米尔，他发明充气电灯泡也是采用此法。当时的电灯泡有个致命伤，钨丝通电后容易发脆，使用不久灯泡壁就会变黑。一般人都认为要克服这个毛病必须大大提高灯泡的真空度。兰米尔的想法却与众不同，他不是忙于提高灯泡的真空度，而是分别将氢气、氮气、二氧化碳、氧气和水蒸气等充入灯泡，研究它们在高温低压下与钨丝的作用。当他发现氮气有减少钨丝蒸发的作用时，作出了“大气压下钨丝有可能在氮气中长期工作”的判断。1928年，他由于充气灯泡的发明和对高温低压下化学反应的研究等突出贡献而荣获帕金奖章。

《老子》第三十六章中说过:“将欲废之，必固兴之;将欲夺之，必因与之。”兰米尔的想法和做法，与老子这句话恰好是不谋而合。反向思维虽然能帮助创造发明，但学习反向思维，不要把它当作单纯的技能，首要的是敢于摒弃僵化的思维习惯，摒弃经验的程式，以新的视角去观察问题，拓展思维的空间。

二十一、因势利导机制

传说上古时洪水淹没大地，舜帝命鲧治水。鲧采取水来土挡的办法，无功而返。禹承父志，潜心治水，但采取因势利导的办法，疏通江河，让滚滚洪流汇入四海，从此山川定位，百姓安家乐业。夏禹为治水“三过家门而不入”的忘我精神可敬可佩，但他那善于因势利导的思维方式，更值得创新者学习借鉴。在搞发明创造时，因势利导也可以说是良谋利招。

事实上，这种因势利导的发明创造在我国时有见闻。例如，随着游戏机大量涌入家庭，少年儿童沉溺于游戏大战之中的问题，已使家长和老师普遍感到焦虑。严禁学生玩游戏机，这虽然是好办法，但事实上是行不通的。有没有因势利导的办法呢?北京四达技术开发中心的科技人员想到了这个问题，率先研制一种视听教学新媒体——普里奇声像卡、带，能够使游戏机巧变学习机。

“普里奇”是英文“桥”的音译。只要买一块普里奇声像卡插入游戏机卡槽，就可在电视屏幕上展示图文并茂、视听同步的教学节目。声像带由人民教育出版社等40多家出版社组织我国特级教师编写，内容紧扣国家统编教材，既有课程辅导，也有各科总复习。现投放市场的有幼儿启蒙教育、中小学辅导、课外趣味读物、成人英语辅导等各系列共70余个品种。

当代教育学家研究表明:人类记忆力85%依靠视觉，15%依靠听觉，声像同步，能激发孩子大脑潜能，调动学习兴趣、提高学习效率数十倍。

普里奇声像卡、带曾获第40届布鲁塞尔国际博览会尤里卡金奖。

现在，随着电脑进入家庭，各种教育软件日新月异，因势利导的教育模式举世瞩目。

运用因势利导法从事发明创造时，首先要了解某种不尽人意的势态，分析常规的“水来土挡”办法及其失败的情况，然后顺势思考，看看有没有“貌合神离”式的解决方案。

“吸烟有害健康。”这已是社会共识。尽管这样，禁烟仍是全球难事。在我国，烟民的年龄有降低的趋势，青少年加入吸烟一族让社会甚为忧虑。在这种情况下，除了继续实行在公共场所严禁吸烟的规定外，能否因势利导，发明创造出一种既能满足烟民需求又不损害其健康的新烟种或吸烟新法?

二十二、荒唐启示机制

在实际生活中，有许多想法听起来实在荒唐，构不成任何“合理化建议”。但是，荒唐话或荒唐想法中有没有启示创造性思维的“激发素”呢?这倒是发明创造者应当深思的问题。就像上面列举的例子那样，经过荒唐主意的启示，还能促进发明创造的开展呢!

怎样从荒唐中得到启示并推动发明创造?一般来说有两条途径:一是拿荒唐想法当“垫脚石”去捕捉灵感;二是将荒唐想法转化为某种“幽默发明”。

什么是垫脚石?我们常见有一些较浅的河滩上没有桥，但河中放了许多大石头，行人可探石头过河，这种石头叫垫脚石。在创造性思考中，那些荒唐的想法往往与河上的垫脚石一样，“踩”着它，就可以越过思维的河，找到有价值的设想。

利用荒唐作垫脚石从事发明创造，主要是通过荒唐设想去发现某种逻辑启示。荒唐设想与发明创造成果之间可能没有直接的因果联系，但是人们通过联想、想象和灵感思维的作用，是有可能将二者联系起来的，这就是荒唐为什么也可以导致发明创造的基本原理。

几年前，荷兰有个城市出现了乱倒垃圾的现象。人们不愿使用垃圾箱，结果把城市搞得很脏，主管部门采用增加罚款及多派街道巡逻监督人员的办法来解决问题，但成效不大。后来，有人提出设想:为鼓励将垃圾倒入箱内者，每倒一次，此人就可以从垃圾箱的电子感应退币机里拿到10元奖金。这个主意当然不可行，因为政府决不会同意为垃圾问题负债累累。当你听了这种荒唐的设想后，该怎样将它当做“垫脚石”去从事发明创造呢?

首先，你应当解析荒唐设想中有没有并不荒唐的概念。然后由此出发去联想此概念与提出的问题有没有逻辑上的联系，如果有的话，就可以进一步地分析与研究，直至获得某种求解问题的方案。

这位发明人想，倒一次垃圾得10元奖金的设想固然荒唐，但其中提到的“电子感应退币机”倒是个值得推敲的概念，它是一种非荒唐的事物，是电子技术的一种应用。既然有人将垃圾箱与电子技术相提并论，不妨顺此思路联想下去。结果，发明人想到了这样一种方案:设计一种电动垃圾箱，每当有垃圾丢入，里面的感应器就有反应，但它不是让人去领奖金，而是启动录音机键，播出一段事先录好的笑话，笑话每周更换一次，据说，此办法被采纳后，效果果然不错。只要市民养成了习惯，以后即使不播笑话，人们也会主动往垃圾箱里倒垃圾了。

有时，人们想发明创造，但苦于没有现成的事物或设想当垫脚石，遇到这种情况时，就应该自己去铺，即大胆地将思路引入荒唐。比如，要开发设计一种新式的鞋，你不妨编出以下能启发思路的“垫脚石”:鞋可以吃，鞋会说话等。

虽然吃饭、说话等活动是生活中常见的，且并不复杂，但放在鞋上就极为荒唐了。鞋又脏又臭，怎么能吃呢?但如果只考虑这些话的非逻辑之处，而不去发现它背后隐藏的某种启迪，荒唐终归是荒唐。

对“鞋可以吃”这种荒唐话，我们可以这样来解释:鞋不可以直接吃，能不能间接吃呢?即使不能间接吃，能不能成为与吃有关的载体呢?平常吃药，是将药从口中服下，如果打针外涂，药也会进人体内，也是一种“吃法”。既然如此，鞋可以“吃”，是不是能启迪我们想到一种与保健有关的主意呢?比如有人设想发明一种新式的鞋，它的鞋底可以不断地放出人体所需要的元素，被人脚的穴位吸收，补充人体内的消耗。人们穿这种鞋外出旅游、探险、找矿等就更安全了。还有人设想发明一种医疗鞋，它可以向一些部位散发药物，治疗疾病。显然，这些发明设想都利用了“鞋可以吃”这块思路垫脚石。

至于“鞋可以说话”这种荒唐话，又该怎样解释呢?从中能悟出什么有关鞋的创意呢?读者不妨自己思考。

利用荒唐进行发明创造的另一条途径，就是顺水推舟，将荒唐形象化为“幽默发明”。例如，在日本曾风行过一种“笑袋”，就是这种发明的典型。这种产品放置在哈哈镜旁的座椅上，人们一坐上藏有笑袋的座椅，座椅便发出各种精彩的放屁声，坐者笑得前俯后仰，听者个个忍俊不禁。这一“幽默发明”构思甚为荒唐，但却被许多商家看中，因为这是与哈哈镜配套用来招待顾客最好不过的道具了。

二十三、以毒攻毒机制

据《资治通鉴》记载:唐朝武则天时代的周兴、来俊臣是出名的酷吏。周兴犯了事，武后令来俊臣审讯。来深知周兴为人狡诈，恐难招供，于是故意请教周:“罪犯若不招供，当用何法?”周说:“这事容易，取大瓮，四周用火烤，让罪犯坐进去，没有不招的。”来俊臣当即命人备瓮设炭火，然后对周兴说:“有人告下你了，招是不招，请君入瓮!”周兴吓得面如土色，只好认罪。这则历史故事，留下了“以其人之道还治其人之身”的典故，也给发明创造以启发:“以毒攻毒”，也是解决问题的一种方法。

以毒攻毒，在医学上早有应用。明代陶宗仪在《辍耕录》中说:“骨咄犀，蛇角也，其性至毒，而能解毒，盖以毒攻毒也。”以毒攻毒是我国中医的传统疗法，它是用有毒的药来医治某些“恶毒”的病。如用蛇毒配制的药剂治疗毒蛇咬伤、镇痛、医治麻风病、关节炎和癫痫症等;用蝎毒治疗神经系统和心、脑血管系统疾病等。现代医生用癌症患者自身的癌细胞来治疗癌症，也已不是什么神话了。

以毒攻毒，从基本原理上讲是一种相生相克现象。这种对立统一规律无处不在。因此，当我们运用以毒攻毒一招时，就应当从医学领域跳出来，站在更广泛的天地里去思考“相生相克法”的应用，以获取更多的“以其人之道还治其人之身”式的发明创造成果。

随着现代工业、交通运输业的迅速发展，噪音早已成为危害人类健康的公害:它损伤人的听觉器官，造成“积累性”的心脏病、心血管疾病，使人心跳过速、心律不齐、头痛、头晕、耳鸣、记忆力衰退、全身无力等。长期以来，人们防治噪音的方法有二:一是禁止使用发声器，如城市主要街道禁鸣汽车喇叭;二是装隔音罩、消音器等。显然，前者使用范围有限，因为它无法使所有发音设备都默不作声;后者有结构大、成本高之忧虑。有没有新的降噪办法呢?有人提出了“以噪降噪”的发明新设想，并研制出一种技术装置，能发出与设备噪音强度相当、波长相等、峰谷相容但方向相反的“特制噪音”，从而势均力敌，相互“中和”抵消，使被噪音污染的环境变得寂静。

世界上的事物无不具有两重性，许多“同根生”的事物在一定的条件下也会“相生相克”。正是这种客观规律，才使得人们能够实现以毒攻毒、以虫治虫、以噪降噪式的发明创造。

运用以毒攻毒法，首先要发现“毒物”“毒事”，然后逆反思维，想想看能否用同样毒的事物去治之。在实施以毒攻毒的过程中，关键是要对根治的对象进行“毒情”分析，找出其危害性的根本原因和基本属性，然后抓住要害提出“相生相克”的技术方案。至于能否让“罪臣”低头认罪，那得靠科学实验这个“法官”来行事了。

【注释】

[1]资料来源:创造发明方法，http://www.tech－domain.com.