《創新》系列講座第四講 創新思考方法（之一）

上個世紀，人們花了相當大的力量從事創新規律和方法的研究，在指導創新活動方面發揮了十分有效的作用。下面主要面向科技創新，介紹一些常用的、基本的創新思考方法。

1聯想法

聯想是指從一事物想到另一事物，從一概念想到另一概念的心理活動。聯想可以是概念之間的聯想，可以是方法之間的由此及彼。所謂聯想法，就是在創新過程中，通過聯想得到啟示，獲得新認識，產生新設想，找到解決問題新途徑的創新思考方法。

例1：牛黃是一種珍貴的藥材，天然牛黃數量極少，只能偶然得到。某藥品公司在研究中發現，天然牛黃其實就是牛膽結石，是以牛膽囊里混進的異物為核心，周圍聚集了許多膽素的分泌物而逐漸形成的。他們聯想到：珍珠也是砂子進入蚌體，蚌分泌出粘液將砂子包住而形成的。既然河蚌可以通過人工插片獲得人造珍珠，難道不可以用相似的方法來培植牛黃嗎？于是他們通過外科手術，在牛膽囊里植入異物，經過一年的實踐，果然獲得了同天然牛黃一樣的人造牛黃。

例2：現有一種節能型冬暖夏涼的住房，它采用了一種高性能的外窗戶，窗戶上安裝著雙層特種金屬鍍膜玻璃，在兩層玻璃之間充入氬氣，這樣便具有了冬季保暖、夏季隔熱的功能。這種防止熱傳導的原理，其創新構思就是來自于對日常生活用品——保溫瓶的聯想。

科學創新應是非常善于聯想。通過聯想，可以借鑒古代歷史和世界上其它國家的某些經驗、教訓，來更好地解決我們現在碰到的問題。

任何事物之間都存在著一定的對應聯系，這是人們能夠產生聯想的客觀基礎。因此，聯想最主要的方法是積極尋找事物之間的一一對應關系。創新者平時要多觀察事物，多看一些文獻和資料，多和別人交談，多進行思考，注意事物之間在原理、功能、結構、外觀、原材料構成等方面的對應聯系，這樣，便會使聯想更加豐富、有效。另外，積極地進行回憶，也是提高聯想效果的重要方法。人的一生會經歷很多事情，積累很多經驗，學習到很多知識，這些都會儲存在頭腦中，通過回憶可使它再現，再通過聯想，可使他們與所需解決的問題之間進行各種聯想和對比。在這里，回憶是前提，回憶不到的事情，則很難產生相關的聯想。再有，靈感會使聯想微妙地產生，這時，會突然想到用類似的原理或方法來解決問題。

2 組合法

組合法就是將現有的科學技術原理、現象、產品或方法進行重配、組合，從而獲得新方法或新產品的一種創新思考方法。

2.1 將某種科學技術同各種方法進行組合

例如：超聲波是一種波動技術，而研磨、焊接、切削、理療、清洗零件和洗衣服都屬于人們從事生產所需要的各種方法，把超聲波技術同這些方法組合起來，就創新出超聲波研磨法、超聲波焊接法、超聲波切削法、超聲波理療法、超聲波清洗零件法、超聲波洗衣法……等等。

2.2 將多種科學技術同一種方法進行組合

例如：慣性、天文、地磁、無線電、紅外線、衛星和程序控制等等，都是不同領域的科學技術，而導航則是人們所需要的引導和控制航向的方法，把上述各種知識技術同導航方法組合起來，便創新出慣性導航、天文導航、地磁導航、無線電導航、紅外線導航、衛星導航、程序控制導航……等等。

2.3 在各種科學技術現象之間進行組合

例如：在低壓下水銀放電能產生大量紫外線，而紫外線輻射又能使某種物質發出熒光，把它們組合在一起便創造出熒光燈；又如：計算機技術同金屬切削技術組合便產生了數控機床，而摩擦焊接法則是把摩擦生熱現象同焊接方法組合而形成的。

2.4 在產品和產品之間進行結構或功能等方面的組合

當初，各種人力機械或手動工具同電動機或發動機連接組合，便形成了許多新型的動力機械或工具。現今，電子計算機同各種機械產品組合，又創新出許多自動化、智能化的新產品。

組合法是一種進行創新構思的重要方法，它應用廣泛，也比較容易掌握和實現。美國的“阿波羅”登月計劃負責人曾直言不諱地講過：阿波羅宇宙飛船技術中沒有一項是新的突破，都是已有技術的放大和移植，問題的關鍵在于能把這么多項現代技術與設備精確無誤地組合好，實現系統管理。重大創新項目是如此，小的發明創造和革新也是如此，例如最簡單的產品——帶橡皮頭鉛筆的發明，就是鉛筆和橡皮的組合。

隨著科學技術的迅猛發展，人們在創新時，已經從科學、技術、產品相互間的一般組合，演進到當今多學科交叉滲透、把各種相關技術進行有機融合的集成創新。集成創新已經成為現代科學技術向前發展的重要形式，我們國家已經把集成創新列為自主創新的一個重要方面。

3 分解法

分解法就是把整體化為局部、把大問題分解成小問題的思考方法。任何事物或系統都是由各個部分組成的，任何大問題都是由許多小問題、小矛盾組成的。一般來講，解決一個大問題比解決一個小問題要困難，創新問題越小越容易解決。

例如，若把創新課題定為創新一種汽車就相當困難，而若將汽車進行分解來構思創新就比較容易。就汽車輪胎而言，申請專利的新型輪胎一直層出不窮，曾有一種“輻射式”新輪胎，結構很特殊，比傳統輪胎與地面接觸的面積大許多，壽命高一倍，防側滑能力很強，使汽車行駛安全明顯提高；又如針對汽車的動力裝置進行改造，在能源緊張的今天，更成為創新熱點。研制電動汽車、天然氣汽車、氫氣汽車等等，正成為新的發展趨勢。再如，汽車的外部造型、內部的設施、降噪聲、降污染、降能耗，以及操縱的方便性、行駛的安全性、乘坐的舒適性等等方面，都成為獨立于汽車整體的子項目，不停地改進創新，從而使汽車整體不斷以新的性能和形象，與時俱進地參與激烈的市場競爭。

對一個事物、一個系統、一種產品、一個問題進行分解，其方式、方法是多種多樣的，搞產品創新設計一般有如下幾種分解方法：

3.1 按產品功能進行分解

例如，一部機器，按功能可分為驅動部分、傳動部分、操縱部分、執行部分和支撐部分。即使一般小日用品也可按功能進行分解，如一把水壺，按功能可分解成壺體、壺蓋、加水口、出水口、蒸汽孔及壺柄等，往往對其中某一局部的突破改進，就能引發和形成整個產品的創新。像“可鳴叫壺蓋”的出現，就是對老式水壺的一種創新。

3.2 把產品所用原料分解出來進行創新設計

例如，全塑發動機、全塑汽車、全塑自行車、全塑洗衣機、塑鋼門窗等產品，就是將材料分解出來實現創新的。

3.3 按產品制造工藝進行分解

例如：就機械類產品來說，其制造工藝一般可分為鑄、鍛、焊、切削、沖壓、熱處理、油漆、試驗等。對制造工藝進行分解就更有利于產品的工藝創新，一是改進產品零部件的結構工藝性，使其更易于加工、裝配、調試和維修；二是采用新的工藝方法提高產品的加工精度和質量，改善加工條件與環境，提高生產效率和降低制造成本，從而為增強創新產品的市場競爭力夯實基礎。

3.4 按產品成本組成進行分解

就是將產品的零部件按其成本的高低分解成數類，對其中成本偏高的零部件，作為重點進行改進創新；同時，也可以從產品中分解出成本與其功能不相稱的零部件，進行必要的創新改進。

3.5 按創新問題的各種矛盾進行分解

例如，研制一種新產品，按矛盾分解就有：功能與市場售價的矛盾；結構復雜與制造成本、安裝調試和維護修理的矛盾；高速高效與操縱和安全可靠的矛盾；產品更新速度與企業技術改造的矛盾等等。

這里要指出，在運用分解思考進行創新的時候，一要考慮局部和整體之間的相互影響，二要考慮這一部分對其它部分的影響，更要防止出現某個部分的性能雖然有了很大改進和提高，但整機或整個系統的性能并沒有因此得到提高。按照“系統論方法”的觀點，在考慮某一部分的創新時，所需要的是整個系統功能的改進和提高，而不是要求每一個組成部分的功能都提高，因此，該創新改進的部分就去提高，不需要提高的部分就不必去改進，只要能保證整個系統的性能好就行。

4 類比法

類比法是建立在類比基礎上的一種創新技法。所謂類比，就是根據兩個或兩類事物在某些方面相似或相同而推出它們在其它方面也可能相似或相同的一種邏輯方法。運用這種方法，既借助于已有事物，但又不受已有事物的束縛，創新者憑借自己的想像力，在廣泛的范圍內把不同事物聯系起來進行類比，異中求同，同中見異，從而提出富有創造性的新構想。對于某一具體創新項目或某一創新關鍵問題來說，如果已經認識到它與某些現存事物有相似的基本特征，那么，就可以應用這類已知事物的技術來解決所要創新項目中的問題。

例如，某制造客運汽車企業，為了走出困境，他們通過市場調查，發現顧客對長途客運汽車的舒適度不滿意，于是該集團公司將客車與同是長途客運交通工具的火車臥鋪車廂相類比之后，便把火車臥鋪引入到長途客運汽車上，制造出中國第一輛客運臥鋪汽車。在長途客運市場上引起了轟動。1994年在全國客車總體銷售量下降17.19％的情勢下，他們的產品銷售量增長了98％。現在已出口國外，進入國際市場。2004年銷售了1.8萬輛，創產值55億元。

類比法立足于把未知的對象和已知的對象進行對比和類推，用以啟發思考、開拓思路，為創新提供線索，從而導致創新的實現。采用類比法的基礎和關鍵是要能找到類比的對象，因此，創新者要善于運用各種有效的檢索手段查閱文獻和搜集情報，要積累有關類比對象的豐富知識和經驗。在尋找類比對象時，不能只看表面的類似，而且要看到本質的類似，還要分析、認識它們之間的區別，包括使用條件的區別，避免出現生搬硬套，牽強附會。同時要注意防止受類比原型的限制，形成先入為主的成見，使創新思考受到不應有的束縛。

5 移植法

移植法就是將某一領域中的科學技術原理和方法應用到另一領域中的創新思考方法。在現實中，有時某個領域中的問題，應用本領域的理論、技術和方法很難解決，而用其他領域中的科學技術原理和方法，卻能很容易得到解決。正如“他山之石，可以攻玉”。

例1：現代火車上的剎車裝置是美國發明家威斯汀豪斯發明的，他為了創造這種能夠同時作用于整個火車每節車廂的制動裝置，曾經苦苦思考了很久。后來他在一份雜志上看到，挖掘隧道時驅動風鉆的壓縮空氣，是通過橡膠軟管從幾百米以外的空氣壓縮站送來的，于是他便把這種遠距離氣動控制技術移植到火車上，結果發明了氣動剎車裝置，一直廣泛地被應用到現在。

例2：不久前，英國的科學家把信息通訊定位技術移植到服裝制造領域，研制成功了數碼服裝、智能內衣。他們采用電子紡織布料、微型芯片，以及能與人造衛星建立的全球定位系統發送器等，制成女士的乳罩、男士的襯衫。這些服飾用品不僅具有全球定位功能，還可以自動監控人體的生理指標，如心率、呼吸、心電圖等。從而起到安全保護作用，并且在遇到緊急情況時，可以幫助搶救生命。

現在，有人把創新思考中的移植法，稱為不同領域之間科學技術的交叉。今天，這種科學技術相互交叉和滲透的趨勢越來越強勁，它意味著跨學科領域的交叉移植將在創新中被廣泛運用。

6 演繹法

我們知道，由普遍到特殊的推演過程叫做演繹（演：表現、發揮、推廣，繹：尋究、理出頭緒）。演繹法就是將一般的科學原理發揮推廣，實際應用到具體創新事物上的創新思考方法。

利用演繹法獲得科學發現最著名的例子，一是化學家門捷列夫從元素周期律（表）演繹推理出尚未發現的元素，二是愛因斯坦從相對性原理和光速不變原理演繹推導出狹義相對論。

演繹法是科技創新的基本方法。用演繹法創新成的產品實例很多，常見的如：我們用的自來水鋼筆是根據毛細管原理演繹出來的；打火機是根據汽油、石油氣燃點比較低和摩擦生熱、撞擊升溫等物理現象演繹出來的；我們生活中的玻璃，其浮法制造工藝是根據液體“自由流平”的原理演繹出來的；而各種液壓技術則是根據帕斯卡原理演繹出來的等等。

現代科學技術的重大發展，一般依賴于基礎研究的原始創新，由基礎研究產生的每一項新的科學技術原理、新的發現或發明，再通過應用研究和開發研究，就會演繹出一個又一個的新技術和新產品。然后在推廣應用過程中又可能出現連鎖反應，輻射到更多的領域而再演繹出紛繁多彩的新技術和新產品。比方說，數字技術出現之后，便層出不窮地演繹出眾多的數字化產品；基因工程、克隆技術的出現，就演繹出克隆牛、克隆羊乃至動物和人的器官，以及各種變基因的生物產品，如抗病蟲害小麥、各種天然顏色的棉花、能長期保鮮的番茄等等。

總之，任何創新都是有原理根據的，而這些原理大多是由上位原理演繹而來。同時，本創新的原理又可再演繹更多的創新成果。故科學巨星愛因斯坦特別推崇演繹法。他認為：理論家的第一步工作是建立一些可以用來作為演繹出發點的原理，一旦完成這一步，推理（演繹推理）就會一個接著一個地接踵而來，它們往往顯示出一些料想不到的關系，遠遠超出這些原理依據的實際范圍。

7 情報分析法

在科技迅猛發展的今天，每時每刻都有大量新發現、新發明通過多種情報形式傳送到四面八方，情報是反映人類發明創造成果和動向的窗口，也是人們進行創新的重要資源。創新離不開情報，通過分析已有情報，可以發現新目標，捕捉新課題。這種在分析、利用情報基礎上進行創新的方法，就叫做情報分析法。其中專利情報與創新關系最大。利用專利情報進行創新又稱為專利利用法。現在人們的全部發明創造約有90%～95％都申請專利，專利不僅僅是知識產權的保護手段，更重要的，它是人類發明創造的智慧結晶和知識寶庫；是人們從事創新的重要資源，充分利用和開發專利文獻是促進我國科技創新的一個重要途徑。

專利文獻以其具有國際化、情報化的特點，反映了當代科學技術的發展水平。凡經過審查的專利文獻，其內容一般都具體而可靠，所包括的技術范圍也非常廣泛，可供多方面利用。一般說來，專利文獻還附有相當數量的圖表，比較詳細地說明其構思和成果，具有非常實用的參考價值。

7.1 通過專利情報、尋找創新目標或創新課題

情報分析法用于捕捉創新目標通常是采取尋找空白的辦法。任何領域都存在空白，即存在著有待人們去解決的問題。空白不斷被人們認識和填補又不斷地出現。通過各種情報分析，總能發現有價值的空白點需要填補、突破和創新。

例如，日本的一家度量公司，收集了各種秤的大量情報資料，在分析的基礎上，發現了秤的現有空白點，于是便推出一種會報數的秤，其特點是，除了具有一般電子秤的功能外，還增加了電聲轉換裝置，能將所測 物品的重量，由電子信號轉換成為聲音，并由一個清晰悅耳的女聲向顧客報告物品的重量，從而填補了秤的這一空白，成為一個受市場歡迎的創新產品。

7.2 對現有專利進行引申、聯想或綜合等思考

參照其創新的目標、途徑、方法和效果，從中引發出新的構思而導致創新的成功。

電燈泡的發明就是專利情報分析法很好的案例，早在1845年，英國人W· 斯旺在看到一份關于制造電燈泡的專利后，產生了制造碳絲燈泡的想法，經過十多年的努力，終于在1860年制造成功世界上第一盞碳絲燈。在研制過程中，他將這一發明寫成文章發表在美國的《科學美國人》雜志上，美國發明家愛迪生讀了這篇文章后受到啟發，進一步研究后，便制成了一種具有使用價值的白熾燈。使電燈從實驗室進入了千家萬戶，成為人類進入電氣時代的標志。

此外，將各種有關的專利技術進行綜合集成，往往能產生出更好的創新成果。例如，在歷史上，英國的紡織工業和紡織機械一直處于領先地位，但自動織布機并不是英國發明的，而是日本的豐田佐吉綜合了當時若干技術研制成功的。為此，曾使英國大吃一驚，并向豐田佐吉購買了自動織布機的專利。

7.3 對于已經確立了的創新目標或創新課題進行研究，把握正確的思考方向

首先進行專利文獻檢索，可以避開相關專利的技術壁壘，以避免侵權或花費過多的時間和高昂的代價，重復他人早已取得成功或失敗的勞動。

人們在對專利的分析思考中，可以找出創新成功的經驗或失敗的教訓，通過進一步的審視和論證，從而把握正確的創新思考方向。如果通過檢索，未發現任何相類似的專利文獻資料，說明該領域是一個未開發的領域，從而可增強所從事創新問題的信心。一般來說，通過專利檢索和閱讀有關專利說明書，都能基本確定自己進行創新的范圍。有時是滿足某種需要或解決某一問題的新原理、新方法，有時至少是某一現有專利的補充或改型。