創(chuàng)造學(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)造原理

1、1第一部分：發(fā)明創(chuàng)造的十個原理第二部分：發(fā)明創(chuàng)造的原則第六章 創(chuàng)造原理及創(chuàng)造原則2l 2010年諾貝爾物理學(xué)獎l 2010年諾貝爾化學(xué)獎l 2010年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎3創(chuàng)造原理，就是人們根據(jù)創(chuàng)造性思維的發(fā)展規(guī)律和創(chuàng)造性行為的實施特點，總結(jié)出來并用以指導(dǎo)發(fā)明創(chuàng)造活動的帶有普遍意義的道理。它是創(chuàng)造技法得以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。4創(chuàng)造技法，就是人們根據(jù)創(chuàng)造原理解決發(fā)明創(chuàng)造問題的創(chuàng)意，是促使發(fā)明創(chuàng)造活動完成的具體方法和實施技巧。它是創(chuàng)造原理融會貫通以及具體運用的結(jié)果。創(chuàng)造技法則是從創(chuàng)造原理中最終派生出來并與實踐密切結(jié)合的可操作的具體程序或步驟。創(chuàng)造原理是創(chuàng)造技法之母。目前創(chuàng)造技法雖然多達數(shù)百種，但創(chuàng)造的

2、原理并不很多。創(chuàng)造原則，就是人們開展發(fā)明創(chuàng)造活動所依據(jù)的法則和評判發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思所憑借的標(biāo)準(zhǔn)。它對創(chuàng)造技法的實施具有方向性和指導(dǎo)性的意義。5 第一部分發(fā)明創(chuàng)造的十個原理67一、綜合原理所謂綜合原理，是指在思維過程中，人們應(yīng)將研究對象的各個部分、各個方面結(jié)合和統(tǒng)一起來加以研究，從而在整體上把握研究對象的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律。綜合原理并不是將事物的各要素、各部分、各方面進行簡單的加和，其基本特點和最高宗旨是根據(jù)事物各部分的本質(zhì)特征和發(fā)展規(guī)律，全面地加以概括和總結(jié)、精練和提升，進而在思維中真實地再現(xiàn)出事物的整體。 中西醫(yī)的結(jié)合就是一種綜合。中西醫(yī)結(jié)合并不是把中醫(yī)和西醫(yī)簡單地疊加在一起，而是經(jīng)過仔細分析后

3、取中、西醫(yī)中的合理和適用部分加以組合的?？梢?，綜合是在科學(xué)分析基礎(chǔ)上擇優(yōu)而進行的組合。據(jù)報道，俄羅斯生物學(xué)家從母鴨體內(nèi)取出生長激素基因，與母雞的基因相結(jié)合，培育出一種既有鴨子特征又保持母雞原有習(xí)性的轉(zhuǎn)基因母雞。8事物各部分的內(nèi)部屬性和相互關(guān)系進行機械式的結(jié)合、加和性、簡單全面性非加和性結(jié)構(gòu)復(fù)雜發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，建立理論體系：體現(xiàn)為學(xué)科內(nèi)的知識綜合；綜合性的學(xué)科，新興學(xué)科、邊緣性學(xué)科：不同學(xué)科之間對不同理論和知識的綜合?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)：揭示某自然物質(zhì)整體的結(jié)構(gòu)與功能；技術(shù)發(fā)明：人工合成的自然物質(zhì)或全新的物體。9宏偉的“阿波羅”登月計劃眾所周知的美國“阿波羅”登月計劃可算是當(dāng)代最大型的各種行業(yè)、各種學(xué)科、各

4、種技術(shù)、各種方法、各種思想的辯證綜合物?！鞍⒉_”載人登月計劃歷時10年，耗資250億美元。參加該計劃研究的有120多所大學(xué)，20，000多家大、中、小型公司和科研機構(gòu)，總共投人了450，000名科技人員。“阿波羅”飛船有7，000，000個零件，僅科研課題就有50，000多項。它確實是人類歷史上規(guī)模最為宏大的計劃之一。它是復(fù)雜系統(tǒng)工程的光輝典范、也是人類綜合能力的最好體現(xiàn)?！鞍⒉_”宇宙飛船的技術(shù)沒有一項是新的突破，都是現(xiàn)有的技術(shù)。阿波羅登月視頻10綜合已有的科學(xué)原理，可以創(chuàng)立新的科學(xué)原理。如愛因斯坦綜合萬有引力理論與狹義相對論，創(chuàng)立了廣義相對論;綜合已有的事實規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)新的事實規(guī)律。如

5、門捷列夫綜合化學(xué)元素分類法和化學(xué)元素原子量遞增順序，發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律;綜合已有的科學(xué)方法，可以創(chuàng)建新的科學(xué)方法。如笛卡爾將幾何學(xué)與代數(shù)方法綜合，產(chǎn)生了新的解析幾何方法;綜合已有的產(chǎn)品實物，可以建造新的先進產(chǎn)品。如日本松下電器公司綜合了世界各先進國家不同機電產(chǎn)品的技術(shù)特長，創(chuàng)造出譽滿全球的松下電器。 本世紀(jì)世界上的重大發(fā)明創(chuàng)造中，日本起的作用很少，但它善于在別國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上搞綜合，因而創(chuàng)造出許多世界一流的新技術(shù)和新產(chǎn)品。11近幾十年來，“綜合就是創(chuàng)造”在實踐中已產(chǎn)生巨大的效應(yīng)。以國度而言，得益最大者就是提出這一口號，普及這一觀念的日本。第二次世界大戰(zhàn)后對世界有重大意義的500項新技術(shù)和3

6、97項新產(chǎn)品所得統(tǒng)計結(jié)果表明，日本在重大發(fā)明創(chuàng)造方面、在重大理論突破方面、在獲取諾貝爾獎方面都遠落后于其他西方強國，但日本善于在別國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上搞綜合，形成了一種 7分美國技術(shù)+3分歐洲技術(shù)=日本技術(shù)的科技體系，創(chuàng)造出很多令歐美強國羨慕不已的第一流新產(chǎn)品。80年代以來，盡管美、歐各國加強了知識產(chǎn)權(quán)的保護和對日本的防范，使得日本依靠別國先進技術(shù)起“搭橋鋪路”作用的時代一去不返，但“綜合就是創(chuàng)造”的思想仍是日本在世界高新科技領(lǐng)域稱雄爭霸的基本武器。12 魔方是匈牙利人Erno Rubik于20世紀(jì)70年代發(fā)明的，它能夠產(chǎn)生數(shù)十億種組合狀態(tài)，是世界上最流行的組合游戲之一。 最近，美國計算機科學(xué)家

7、對于魔方的一項研究證實，26步足以解開任意狀態(tài)的魔方，這一結(jié)論打破了此前27步的最好歷史證明，成為了一項新的紀(jì)錄。 13二、組合原理所謂組合原理，是指將兩種或兩種以上的學(xué)說、技術(shù)、產(chǎn)品的一部分或全部進行適當(dāng)疊加和組合，用以形成新學(xué)說、新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)造原理。從思維特征和操作形式來看，組合不同于綜合。組合既可以是自然組合，也可以是人工組合;既可以是技術(shù)組合，也可以是方法組合。同是碳原子，以不同方式、不同晶格組合，便可得到堅硬而昂貴的金剛石或脆弱而平常的石墨。組合原理有著廣闊的用武之地。組合就是創(chuàng)造。我們常用的多用柜、兩用筆、組合文具盒等，都是利用組合原理創(chuàng)造的體現(xiàn)。C組合組合14前IBM工

8、程師、發(fā)明者大衛(wèi)布拉德里 Ctrl-Alt-Delete（計算機熱鍵）David Bradley在IBM PC上寫出Ctrl-Alt-Delete的相關(guān)代碼，他的一句玩笑也被業(yè)界奉為經(jīng)典之語：“我創(chuàng)造了它，比爾蓋茨則讓它聲名遠揚 15組合法是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)明的一條重要途徑。我們周圍的事物，就有許多是由兩個或兩個以上的技術(shù)因素組合在一起的。例如大家都很熟悉的彩色電視機的發(fā)明，所采用的400多項技術(shù)，在當(dāng)時都是已經(jīng)非常成熟的，但是經(jīng)過科學(xué)的組合，使得電視機從黑白到彩色，產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。在上世紀(jì)70年代初期，X射線照像技術(shù)和電子計算機技術(shù)都已經(jīng)是非常成熟的了，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎獲得者豪斯菲爾德就把這兩

9、項技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)明了CT掃描儀。其實這里面并沒有什么原理上的突破，只是原有的技術(shù)經(jīng)過組合，產(chǎn)生了全新的效果，因而誕生了一項重大的發(fā)明。16根據(jù)參與組合的組合因子的性質(zhì)和主次關(guān)系以及組合的方式不同，組合的類型大體可分：171.組合原理的分類（1）同類組合同類組合，又叫同類自組，是指由兩個或兩個以上相同或近于相同的事物簡單疊合。同類組合是在保持事物原有功能或原有意義的前提下，通過數(shù)量的增加以彌補功能上的不足或求取新的功能。比如，一般的直升機只有一個旋翼，有人把8個旋翼組合在一起，發(fā)明了載重量達160噸的八旋翼直升機。18此外，還有人把20把同樣的廢鋸條組合在一起做成挫刀，用300個易拉罐筒組成

10、求生筏等等，發(fā)射人造衛(wèi)星的多級火箭，其原理亦可被視為幾枚火箭的同類組合。子母燈、雙向拉鎖等。這些都是同類組合成功發(fā)明的范例。松下公司的起家產(chǎn)品:單聯(lián)插座改進為雙聯(lián)和三聯(lián)插座 。19（2）異類組合異類組合，是指來自不同領(lǐng)域的兩種或兩種以上不同類型的事物所進行的疊合，如日歷筆架、日歷圓珠筆等就是異類組合的創(chuàng)造產(chǎn)物。在異類組合中，被組合的因子來自不同的方面，各因子彼此間一般沒有明顯的主次之分，參與組合的因子可以從意義、原則、構(gòu)造、成分、功能等任何一方面或多方面互相滲透，從而使組合后的整體發(fā)生變化。比如，汽車就是發(fā)動機、離合器和傳動機構(gòu)等因子組合創(chuàng)造而成的一種交通工具。離合器傳動軸發(fā)動機20 異類組合

11、是最廣泛的發(fā)明創(chuàng)造。針線、日歷和圓珠筆雖不屬于同一行業(yè)的產(chǎn)品，但是其組合的結(jié)果產(chǎn)生了帶針線包的圓珠筆和內(nèi)藏日歷的圓珠筆； 異類組合絕不是簡單的湊合，例如收音機和照相機放在一起就沒有什么意義，因而并不能構(gòu)成發(fā)明創(chuàng)造。21（3）主體附加主體附加，是指在原有的事物中補充新的內(nèi)容，在原有的物質(zhì)產(chǎn)品上增添新的功能附件。如早期的自行車沒有車鈴，后來加上了車鈴。在主體附加創(chuàng)造中，主體事物的性能基本上保持不變，附加物只是對主體起補充、完善或充分利用主體功能的作用。印有導(dǎo)游圖的紙折扇很暢銷，折扇上的導(dǎo)游圖就是一種附加物。汽車作為主體，加上附加物之后，才變得越來越完善、越來越現(xiàn)代化了。22案例：帶橡皮擦的鉛筆案例

12、：帶橡皮擦的鉛筆有一天，窮困的畫家律蒲曼正專心致志地繪畫，要修改時卻找不到橡皮擦。好不容易找到一塊擦去了需要修改的畫面后，卻又不知道把鉛筆放到何處了。他從中吸取教訓(xùn)，把橡皮擦與鉛筆用絲線縛在一起，這樣可以避免兩者分離難找。但這種方法不牢固，使用一會兒橡皮擦就掉下來，很不方便。他不甘心，于是剪下一塊薄鐵片，把橡皮擦和鉛筆末端繞包起來，再壓兩道淺渠，使用時再也不會掉下。他想：如果鉛筆都能帶著橡皮擦，定會受畫家、廣大學(xué)生的歡迎。于是，律蒲曼向親戚借來幾十美元到專利局辦理申請手續(xù)，很快得到確認(rèn)，不久又被雷巴鉛筆公司買了這項專利。原本生活潦倒的律蒲曼,一下就獲得55萬美元的專利費。23（4）重組組合重組

13、組合，是指在同一個事物的不同層次上分解原來的事物或組合，然后再以新的方式重新組合起來。戰(zhàn)國時代田忌賽馬的故事亦可生動地說明重組組合的創(chuàng)造思想?，F(xiàn)在，人們把這一原理應(yīng)用到了有些體育比賽之中，如乒乓球團體賽等等，取得了較好的成果。目前在企業(yè)中大力開展的資產(chǎn)重組，實際上也是一種組合創(chuàng)造與創(chuàng)新。在這一原理的引發(fā)下，可產(chǎn)生許許多多重組的方法。漢字構(gòu)成飛機問世初期，螺旋槳置于機頭，后來裝到了機頂，發(fā)明了直升飛機。 24愛因斯坦曾說：“組合作用似乎是創(chuàng)造性思維的本質(zhì)特征?！苯M合創(chuàng)造在創(chuàng)造發(fā)明中的作用和地位日趨顯著。有人在統(tǒng)計了1900年以來的480項重大創(chuàng)新成果后發(fā)現(xiàn)：三四十年代的創(chuàng)新成果是以突破型為主而組

14、合型為次的；五六十年代，兩者大體相當(dāng)；到80年代，突破型成果漸趨于次要而主要以組合型成果為主。這一情況說明組合創(chuàng)造已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)明創(chuàng)造的主要方式。晶體管發(fā)明者之一的美國發(fā)明家肖克萊曾說：“所謂創(chuàng)造，就是把以前獨立的發(fā)明組合起來。”磁半導(dǎo)體發(fā)明者、日本科學(xué)家菊池誠也講：“我認(rèn)為發(fā)明有兩條路：第一條是全新的發(fā)明，第二條是把已知其原理的事實進行組合。” 25利根川進應(yīng)用新的分子生物學(xué)的技術(shù)和方法論，在研究中發(fā)現(xiàn)，抗體基因不是作為完整的基因，而是作為片段散布在染色體上遺傳給下一代的。利用順序組合的原理，這些有限的抗體基因片段通過種種組合，形成數(shù)量巨大的新的抗體基因。這就是他發(fā)現(xiàn)的“抗體多樣性生成的遺傳

15、規(guī)律”理論的核心內(nèi)容。他因此而在年榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。 “抗體多樣性生成的遺傳規(guī)律”26滾動導(dǎo)軌的發(fā)明 常見的機床導(dǎo)軌是滑動摩擦導(dǎo)軌，其摩擦阻力較大。如果在導(dǎo)軌摩擦面間加裝滾動體，可使導(dǎo)軌之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)化成滾動摩擦(圖(a)。 與普通的滑動導(dǎo)軌相比，滾動導(dǎo)軌具有運動靈敏度高、定位準(zhǔn)確性好、摩擦力低、潤滑系統(tǒng)簡單、維修保養(yǎng)方便等優(yōu)點，其發(fā)明思路就是借鑒了普通的推力軸承的結(jié)構(gòu)形式(圖(b)，成為了技術(shù)結(jié)構(gòu)移植的新產(chǎn)物。 27三、移植原理19 世紀(jì)末，人們對于電影機的研究雖已取得很大進展，但仍有一個關(guān)鍵性問題未能解決，即如何使影片以每秒24幅的速度做動、停、動的間歇運動，使影片在每秒鐘時間經(jīng)過

16、片面時會動24次、停24次。許多研究者對于這個復(fù)雜的問題均束手無策。法國科學(xué)家盧學(xué)埃爾兄弟在看到縫紉機的機針插入布里時布料不動，當(dāng)針向上提起時布料向前挪動一下，然后又是停、動、停他們把這種原理移植到電影機中，很快便解決了上述的難題。通過普通的縫紉機動作的啟示而解決了電影機放映中的大難題，充分體現(xiàn)了創(chuàng)造移植原理的運用和成果。創(chuàng)造學(xué)中的移植，就是把一個已知對象中的概念、原理、方法、內(nèi)容或部件等運用或遷移到另一個待研究的對象之中，從而使得研究對象產(chǎn)生新的突破而導(dǎo)致創(chuàng)造。他山之石，可以攻玉28移植又可以分為原理移植、結(jié)構(gòu)移植、方法移植和材料移植四種。原理移植是指在同一研究領(lǐng)域的不同載體或在不同研究領(lǐng)域

17、之間的原理移植，從而產(chǎn)生新的成果。如解析幾何學(xué)和物理化學(xué)的誕生就是原理移植的結(jié)果。結(jié)構(gòu)移植是將彼事物的結(jié)構(gòu)形式或特征移植到此事物中，以產(chǎn)生新事物的方法。結(jié)構(gòu)移植大有用武之地。例如，人們移植積木結(jié)構(gòu)，開發(fā)出模板機床、拼裝式家具；移植出土文物金縷玉衣，發(fā)明出空心保健涼席等。方法移植是指將某種新方法移植到各種科研和技術(shù)創(chuàng)新之中，以使其能啟迪和促使新成果的產(chǎn)生。材料移植是指新產(chǎn)品研制過程中，用某種材料更換原來慣用的材料，使新移植的材料發(fā)揮更好的創(chuàng)造作用。許多產(chǎn)品是通過材料的更換實現(xiàn)創(chuàng)新的。 29鳳凰衛(wèi)視節(jié)目的創(chuàng)新鳳凰衛(wèi)視節(jié)目的創(chuàng)新 鳳凰衛(wèi)視的創(chuàng)新術(shù)之一“快感是人不變的需求”就是還原了電視的“娛樂”本質(zhì)

18、，于是便有了鏘鏘三人行、快樂財經(jīng)檔、大話足球、新聞FUN輕松等追求快感的節(jié)目，用鳳凰的話說，就是“以與眾不同之形，求與眾同樂之本”。 正如風(fēng)凰衛(wèi)視“掌門”劉長樂所言：“對于中國電視而言，創(chuàng)新的內(nèi)容與其說是創(chuàng)新，不如說是一種回歸。 還原原理 30四、還原原理創(chuàng)造方法學(xué)中的還原原理旨在鼓勵人們要善于回歸、還原到研究對象的本質(zhì)上。還原原理強調(diào)在發(fā)明創(chuàng)造過程中，回到研究對象的起點，將最主要、最基本和最關(guān)鍵的因素抽取出來并集中精力研究其解決的方法和手段，以取得發(fā)明創(chuàng)造的最佳成果。洗衣的本質(zhì)是“洗”，即還原衣物的“本來面貌”;而衣物變臟的原因是灰塵、油污、汗?jié)n等對衣物的吸附與滲透，所以洗凈衣物的關(guān)鍵是使污

19、物與衣物分離開來。只要能做到這一點，按其具體的分離形式。這樣我們就可以突破傳統(tǒng)的洗衣方式，廣泛考慮各種各樣的分離方法，如機械分離法、物理分離法、化學(xué)分離法等等，于是就可發(fā)明創(chuàng)造出不同工作原理的各型洗衣機。31超聲波洗衣機 通過超聲波在衣物之間，不斷產(chǎn)生微小的真空泡。真空泡在破裂時，會產(chǎn)生沖擊波。它將衣物上的污垢從衣物上分離下來，起到去污作用。電磁去污洗衣機 洗滌頭上裝有電磁圈。通電后，發(fā)出微振、分離?；钚匝跞ノ巯匆聶C 利用電解水產(chǎn)生的活性氧來分解衣物上的污垢。 臭氧洗衣機 將臭氧泵放在洗衣機中，分解，溶于水中。離子洗衣機 在洗衣機內(nèi)安裝離子水發(fā)生器，把普通自來水分解為離子水，滲透分解。32各種

20、類型的打火機研制成功即是還原原理具體應(yīng)用的突出事例。取火采用鉆木、火鐮、火柴火柴盒有大有小，也可有各種不同的形狀，火柴棒可長可短，但無論火柴棒和火柴盒如何變化，追溯到原點，發(fā)現(xiàn)其主要功能都是發(fā)火（產(chǎn)生火源）。于是把“發(fā)火”抽象出來，經(jīng)發(fā)散思維，便可構(gòu)思出各種可燃性氣體發(fā)火，電火花打火以及不同的液體燃燒起火等。顯然，這樣做易于突破原有火柴知識的桎梏，拓展創(chuàng)新者的思維視角，以至發(fā)明出各種類型的打火機。 案例打火機33美國外科醫(yī)生史棟在史棟治療的病人中，要數(shù)胰臟病患者的術(shù)后治療最為棘手。因為胰臟病患者在手術(shù)后，必須經(jīng)常對腹腔進行醫(yī)療處理。這就意味著要經(jīng)常將縫合的傷口重新切開，換藥后，再行縫合，每次時

21、間長達數(shù)小時，手術(shù)成功率10%。他將一根7英寸長的普通拉鏈，經(jīng)嚴(yán)格消毒后，直接縫在患者的肚皮上。這樣醫(yī)生可以隨時打開拉鏈檢查病人腹腔內(nèi)的病癥或進行其他常規(guī)治療，使患者避免了多次手術(shù)造成的傷害，從而使胰臟病患者的康復(fù)率一舉達到90%。史棟也由此開創(chuàng)了“皮膚拉鏈縫合術(shù)”。還原原理驚世發(fā)明34怎樣在面積很小的地方建造游泳池？怎樣在面積很小的地方建造游泳池？ 通過強有力的水泵使水在池內(nèi)流動，造成一種水浪； 人逆浪而游，感覺迎頭激浪； 水流速度可以變化； 相對運動 逆反原理35五.逆反原理所謂逆反原理，是指在發(fā)明創(chuàng)造過程中，人們沿著與常規(guī)思路相反的方向?qū)で髥栴}解法的一種思維原理。搬運圖書的妙法蘇格蘭有一

22、家圖書館要遷往新址，其圖書搬運工作量十分巨大。按照以前的做法雇請搬運工來完成這項任務(wù)，支付的酬金相當(dāng)可觀，給經(jīng)濟本來就不寬裕的圖書館造成一定壓力。圖書館負(fù)責(zé)人開動腦筋，采用了違反慣例的做法，發(fā)出了取消借書數(shù)量限制。結(jié)果在短期內(nèi)大量圖書外借，而還書時則還到新址，由讀者完成了大部分圖書的搬運工作，既節(jié)省了經(jīng)費、又滿足了讀者的求知欲望，皆大歡喜。3637將事物的基本原理，如機械的工作原理、自然現(xiàn)象規(guī)律、事物發(fā)展變化的順序等有意識地顛倒過來，往往會產(chǎn)生新的原理、新的方法、新的認(rèn)識和新的成果，從而導(dǎo)致創(chuàng)造。德國青年攝影師莫澤爾梅蒂烏斯研究了電影的原理，并將用逆反的方式在地鐵中實行，在與車窗等高處的地鐵墻

23、壁上掛出一幅幅連續(xù)變化的圖畫，當(dāng)車輛運行時，圖畫正好以每秒24幅的速度映入乘客眼簾，于是乘客就會看見墻壁上的“活電影”了。自動扶梯、傳送帶。當(dāng)然，原理逆反之后也不一定都能成功。比如，若將水泵的葉輪固定而使殼體旋轉(zhuǎn)，就抽水這一功能來說，至少目前看來是難以實現(xiàn)的。真理都是有一定的適用范圍的，原理逆反也必然有其一定的適用場合。1、原理逆反382、屬性逆反 一個事物的屬性是豐富多彩的，有許多屬性是彼此對立的，或者是成對的，比如，軟與硬、干與濕、直與曲、柔與剛、空心與實心等等。屬性逆反原理，就是有意地以與某一屬性相反的屬性去嘗試取代已有的屬性，即逆化已有的屬性，從而進行創(chuàng)造活動。1924 年，德國青年馬

24、謝布魯爾產(chǎn)生了用空心材料替代實心材料做家具的思想，并率先用空心鋼管制成了名曰“瓦西里”的椅子，在社會上產(chǎn)生轟動并一直風(fēng)靡至今。從那以后，馬謝布魯爾又用這一空心取代實心的屬性逆反原理完成了包括日內(nèi)瓦聯(lián)合國教科文組織大廈在內(nèi)的許多著名設(shè)計，終于成為新型建筑師和產(chǎn)品設(shè)計師的最杰出代表。393、方向逆反完全顛倒已有事物的構(gòu)成順序、排列位置、安裝方向、操縱方向、旋轉(zhuǎn)方向以及完全顛倒處理問題的方法等，都屬于創(chuàng)造的方向逆反原理范圍。二次大戰(zhàn)期間，H凱澤曾根據(jù)上下方向顛倒的原理改革了原來從下向上建造船舶的工藝，使用了自上而下建造船只的相反操作程序，這樣，電焊工在建筑各層甲板時就不必再仰頭工作了，大大提高了工效

25、。方向逆反一般可從事物的外部表現(xiàn)出來，其直觀性強，因而它是發(fā)明和革新的一條重要原理。例如，逆反電風(fēng)扇的安裝方向可使電風(fēng)扇變成為換氣扇。404、大小逆反事實表明，對現(xiàn)有的事物或產(chǎn)品，即使是單純地進行大小尺寸上的擴大或縮??；其結(jié)果常常也能導(dǎo)致其性能、用途等發(fā)生變化或轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)某種程度上的創(chuàng)造。比如，四川有名的樂山大佛，其名氣就出在其尺寸的擴大上。近年來出現(xiàn)的像乒乓球大的葡萄，其創(chuàng)造性也就在其“大”上。如在一粒米上刻上一首唐詩，雖然僅僅是縮小而已，卻也是一種創(chuàng)新。1988年，美國一家制筆公司為了開拓市場，決定從“大”的方向著手，該公司計劃由1萬人“集體執(zhí)筆”創(chuàng)作美國最長的小說。41六、換元原理所

26、謂換元原理，是指人們在發(fā)明創(chuàng)造過程中采用替換或代換的思想或方法，使研究對象的表象不斷剝離、本質(zhì)不斷暴露、內(nèi)容不斷展開、研究不斷深人、思路不斷更新的發(fā)明創(chuàng)造原理。換元原理和移植原理在思路和方法上有所不同：換元原理強調(diào)在解決創(chuàng)造問題時，應(yīng)采用替代或更換的做法，使問題具有新的特點和新的意義，便于人們尋求新的創(chuàng)造成果;移植原理強調(diào)在解決創(chuàng)造問題時，應(yīng)采用移植或引進的做法，使對象具有新的起點和新的優(yōu)勢，便于人們實現(xiàn)新的創(chuàng)造目標(biāo)。42換元原理通常包含有兩重含義:第一個含義是指在發(fā)明創(chuàng)造過程中，人們可以有目的、有意識地去尋找替代物。如果能找到性能更好、價格更低的替代品，這本身就是一種創(chuàng)造。比如，在制造火柴時

27、以紙代木，可以節(jié)省大量寶貴的木材資源;在制造游艇時以玻璃鋼代金屬，可以減輕重量、改善性能、提高航速。第二個含義是指人們在發(fā)明創(chuàng)造和科學(xué)探索的過程中，往往要用一事物代替另一事物。通過對替代物的研究來解決被替代物的問題，從而使要解決的矛盾集中化和明朗化，以利于人們創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。43七、完滿原理完滿原理是“完滿充分利用原理”的簡稱。在我國企業(yè)界廣泛開展的“合理化建議”活動中，有不少發(fā)明和新成果與創(chuàng)造的完滿原理有關(guān)。由于人們總是希望能在時間上和空間上充分而完滿地利用某一事物或產(chǎn)品的一切屬性，因此，凡是在理論上看來未被充分利用的物品或場合，都可以成為人們創(chuàng)造的目標(biāo)，這是提出完滿原理的主要根據(jù)。一般說

28、來，創(chuàng)造發(fā)明的最終目標(biāo)都離不開滿足人們的需要，也就是說，人們對于創(chuàng)造發(fā)明成果應(yīng)盡量從中索取最多和最大的用處。由此，對于人類最有用處的創(chuàng)造發(fā)明是最好的創(chuàng)造發(fā)明，最好的創(chuàng)造發(fā)明應(yīng)該是最合理的創(chuàng)造發(fā)明，最合理的創(chuàng)造發(fā)明就應(yīng)該最大程度地符合完滿原理。44(1) 整體完滿充分利用分析整體完滿充分利用分析，是指對一個事物或產(chǎn)品的整體利用來進行分析，了解該事物或產(chǎn)品是否在時間上和空間上均被充分利用了。例如床，床的功能主要是供人睡覺的，而人不可能一天24小時都睡覺，一般人只有三分之一的時間在床上度過（即8小時睡眠） 可見，床的時間利用率實際只有30%左右。即是說，一般情況下人的 70%時間是不需要床的由此人們

29、便發(fā)明了一種折疊沙發(fā)床，即讓它在 70%時間里作為沙發(fā)用，既節(jié)約了空間又充分利用了床（沙發(fā)）。農(nóng)貿(mào)市場、冬天的衣服、夏天的風(fēng)扇，其中都有許多尚待創(chuàng)造的問題。45（二）部分完滿充分利用分析墻壁是房屋的一部分，房屋墻壁的作用是什么？它的功能被充分利用了嗎？正是基于這樣一種對于墻壁的充分利用分析，美國太陽能設(shè)計協(xié)會將能使太陽能轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體嵌入墻壁，即將推出可發(fā)電的“窗簾式墻壁”，測算其成本比高檔大理石的要低，發(fā)出的電亦可滿足室內(nèi)的需要。比如，鞋子可以分解為鞋底或鞋幫，磨損程度不一樣，一般鞋底容易磨損，可采取提高鞋底質(zhì)量或及時更換鞋底，降低鞋幫質(zhì)量的方式。汽車報廢，但并不意味著其所有的組成部分都

30、不再有利用價值。德國寶馬公司經(jīng)過詳細研究后發(fā)現(xiàn)，寶馬汽車報廢后其中還有 75%的金屬零部件完全可以使用。于是，該公司新開了廢舊汽車回收業(yè)務(wù)，以便把75%的金屬部件卸下來重新使用。46垃圾發(fā)電垃圾發(fā)電 垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進行分類處理。 一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機要物），在高溫焚燒（產(chǎn)生的煙霧經(jīng)過處理）中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機產(chǎn)生電能。 二是對不能燃燒的有機物進行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸氣，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。上海御橋生活垃圾發(fā)電廠 47八.迂回

31、原理所謂迂回原理，是指人們在發(fā)明創(chuàng)造活動中，針對認(rèn)識上所出現(xiàn)的暫時性障礙采用迂回、包抄的方式，克服思維盲點，從而使思維角度得到改變，思維進程得到加快，思維效果得到強化。欲速則不達；戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移海王星的發(fā)現(xiàn)自從1781年天文學(xué)家赫歇爾利用望遠鏡發(fā)現(xiàn)天王星以來，天文學(xué)界的困惑與日俱增。人們奇怪地發(fā)現(xiàn)，這顆星星走路跌跌撞撞，一搖三擺。是否是因為某顆未知行星的引力所造成？直接觀察行動均告失敗。亞當(dāng)斯決定采取迂回的方式，先去計算這顆未知行星的軌道參數(shù)，然后再進行有針對性的搜索。48九、分離原理所謂分離原理，是將研究對象進行科學(xué)的分解或離散，使研究對象的本質(zhì)屬性和發(fā)展規(guī)律從復(fù)雜現(xiàn)象中暴露出來，從而使研究者能夠

32、理清研究思路。抓住主要矛盾，以獲得發(fā)明創(chuàng)造的成果。人類四種基本血型的發(fā)現(xiàn): 動物輸血凝血（拘緣酸鈉做抗凝劑 ）溶血1900年，根據(jù)紅細胞所含凝集原的不同，蘭德斯坦納把人類血液區(qū)分為4種基本類型，即O、A、B、AB型。凡是紅細胞中含A凝集原者，為A型；含B凝集原者，為B型；含A和B兩種凝集原者，為AB型；兩種凝集原都沒有者為O型。 人類四種基本血型的發(fā)現(xiàn)，率先為人類血型作分類研究的蘭德斯坦納也因此而獲得1903年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。49案例活字印刷術(shù)自從漢朝發(fā)明紙以后，書寫材料比起過去用的甲骨、簡牘、金石和縑帛要輕便、經(jīng)濟多了，但是抄寫書籍還是非常費工的，遠遠不能適應(yīng)社會的需要。大約在公元年前

33、后的隋朝，人們從刻印章中得到啟發(fā)，在人類歷史上最早發(fā)明了雕版印刷術(shù)。 到了宋朝，雕版印刷事業(yè)發(fā)展到全盛時期。雕版印刷對文化的傳播起了重大作用，但是也存在明顯缺點第一，刻版費時費工費料，第二，大批書版存放不便，第三，有錯字不容易更正。 北宋平民發(fā)明家畢升發(fā)明了活字印刷術(shù)，活字制版正好避免了雕版的不足，只要事先準(zhǔn)備好足夠的單個活字，就可隨時拼版，大大地加快了制版時間?；钭职嬗⊥旰螅梢圆鸢?，活字可重復(fù)使用，且活字比雕版占有的空間小，容易存儲和保管。這樣活字的優(yōu)越性就表現(xiàn)出來了。50十、群體原理所謂群體原理，是指在大型或復(fù)雜的發(fā)明創(chuàng)造活動中，依靠群體智慧聚集和學(xué)科知識互補的優(yōu)勢，使發(fā)明創(chuàng)造活動實現(xiàn)由

34、個體行為向集體行為的轉(zhuǎn)化，以適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)明創(chuàng)造活動對學(xué)科綜合、知識融合和人才匯合的需要。目前整個科學(xué)界正顯示出一種既高度分化，又相互滲透;既高度綜合，又縱橫交錯;既高度深化，又大量繁生的景象。在這種新形勢下，要想“單槍匹馬、獨闖天下”，去完成像人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間試驗室和海底實驗室等大型高科技項目的開發(fā)設(shè)計工作，顯然是不可能的。三個臭皮匠，賽過諸葛亮。團結(jié)就是力量51人類早期的發(fā)明創(chuàng)造大多是依靠個人的智力完成的，上個世紀(jì)末人們已開始發(fā)現(xiàn)群體創(chuàng)造的威力。比如，愛迪生在1881年個人投資建立了愛迪生研究所，多時可達100余人。20 世紀(jì)初，著名科學(xué)家盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)的卡文迪許實驗室就是一個范例，在那里

35、聚集了一大批各有所長的杰出研究者，如中子的發(fā)現(xiàn)者查德威克、數(shù)學(xué)家喬治達爾文及著名物理學(xué)家狄拉克等,那時卡文迪許實驗室的成果輝煌,在為世界科學(xué)界聞名的研究中心。到本世紀(jì)中期，人類社會又出現(xiàn)了全科學(xué)以及科學(xué)與技術(shù)總交叉的產(chǎn)物人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實驗室及海底居住實驗室等，顯然，這種發(fā)明創(chuàng)造是任何個人都難以勝任的。52據(jù)美國著名學(xué)者朱克曼女士統(tǒng)計:從1901年到1975年，共有285位科學(xué)家榮獲諾貝爾獎金。其中185人是與別人合作研究取得成功的，占總數(shù)的三分之二。隨著時間的推移.這種合作研究以發(fā)揮群體優(yōu)勢的比例在明顯增加。第三個25年中，該比例更進一步上升到79%。53 第二部分發(fā)明創(chuàng)造的原則54

36、發(fā)明創(chuàng)造的原則就是人們開展發(fā)明創(chuàng)造活動所依據(jù)的法則和評判發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思所憑借的標(biāo)準(zhǔn)。在發(fā)明創(chuàng)造活動中，通過各種創(chuàng)造思維的啟發(fā)作用和各種創(chuàng)造原理的引導(dǎo)作用，人們就有可能在自己的頭腦里形成一個關(guān)于發(fā)明創(chuàng)造對象的新構(gòu)思或新設(shè)想。 應(yīng)該按照發(fā)明創(chuàng)造的原則對其進行有意識、有目的地分析和判斷，以及醞釀和改善，使之成為真正可供實施的創(chuàng)造性方案或步驟。55構(gòu)思獨特原則發(fā)明創(chuàng)造的五個原則56一、遵守科學(xué)原則是指任何發(fā)明創(chuàng)造都必須遵循科學(xué)原理，不得違反科學(xué)規(guī)律。因為任何違背科學(xué)技術(shù)原理的發(fā)明創(chuàng)造都是不能獲得成功的。在進行發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思時，必須做到以下幾點: 1、對發(fā)明創(chuàng)造設(shè)想進行科學(xué)原理相容性檢查，永動機 2、對發(fā)明

37、創(chuàng)造設(shè)想進行技術(shù)方法可行性檢查（能否實現(xiàn)）撲翼式人力飛機 主要原因：是人體所能發(fā)出的功率同體重相比實在太小了。一名體重75千克的青年男子，能在10分鐘持續(xù)時間內(nèi)發(fā)出0.35馬力功率，每千克體重僅能發(fā)出0.5%馬力。而一只鴿子，每千克體重卻能產(chǎn)生7.5%馬力功率。此外，鳥的胸肌發(fā)達，骨骼輕巧。也非人類所能比擬。因此，撲翼飛行的人力飛機很難實現(xiàn)。 573. 對發(fā)明創(chuàng)造設(shè)想進行功能方案合理性檢查?！景咐刻厥舛Y帽及特殊火車有人設(shè)計出一種特殊的禮帽，戴在頭上，當(dāng)你俯首向別人行禮時，它會自動升高，使你免除舉手之勞。不難想象，沒有多少人會因“這種自動升高的功能”而去購買這種機關(guān)復(fù)雜、價格不菲的特殊禮帽。還

38、有人設(shè)想出一種避免火車相撞的特殊辦法，即在每列火車的前后及頂部都裝上鐵軌，使之連接貫通。當(dāng)兩列火車迎面相遇時，這一列火車可以沿另一列火車前部的鐵軌爬上車頂，再順車后鐵軌平安落下。這樣一來，既不用撞車，又不用鋪設(shè)雙軌，可謂“一舉兩得”。但該設(shè)想沒有考慮，火車彼此爬來爬去，里面的乘客是否受得了，因此其功能合理性很差，不能成為一項具有使用價值的創(chuàng)造性設(shè)想。58二、市場評價原則愛迪生曾說:“我不打算發(fā)明任何賣不出去的東西，因為不能賣出去的東西都沒有達到成功的頂點。能銷售出去就證明了它的實用性，而實用性就是成功?！?1.解決問題的迫切程度 2.功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度 3.使用操作的可靠程度 4.維修保養(yǎng)的方

39、便程度 5.美化生活的欣賞程度59三、相對最優(yōu)原則發(fā)明創(chuàng)造可使人們思維質(zhì)量更高、工作質(zhì)量更優(yōu)、生活質(zhì)量更好，但這不是說，發(fā)明創(chuàng)造就十全十美。在發(fā)明創(chuàng)造活動中，常有這樣的事例，為解決某研究問題，人們利用創(chuàng)造方法學(xué)的原理和技法，獲得許多創(chuàng)造性設(shè)想，它們各有千秋、難分伯仲。這時就需要人們按相對最優(yōu)的原則，對其進行分析、判斷和選擇。 1.從發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)先進性上進行比較選擇 2.從發(fā)明創(chuàng)造經(jīng)濟合理性上進行比較選擇 3.從發(fā)明創(chuàng)造整體效果性上進行比較選擇60相信大家也都聽說過蘇格拉底讓學(xué)生摘果子的故事。幾個學(xué)生向蘇格拉底請教人生的真諦。蘇格拉底把他們帶到一片果林邊，這時正是果實成熟的季節(jié)，樹枝上沉甸甸地掛

40、滿了果子?！澳銈兏黜樦恍泄麡?，從林子的這頭走到那頭，每人摘一枚自己認(rèn)為最大最好的果子。不許走回頭路，不許做第二次選擇。”蘇格拉底吩咐說。學(xué)生們出發(fā)了，在穿過果林的整個路程中，他們都十分認(rèn)真地進行著選擇。等他們到達另一端時，老師已在那里等著他們了。“你們是否都選擇到了自己滿意的果子？”蘇格拉底問。學(xué)生們你看看我，我看看你，都不肯回答?！霸趺蠢?，孩子們，你們對自己的選擇滿意嗎？”蘇格拉底再次問。“老師，讓我們再選擇一次吧，”一個學(xué)生請求說，“我剛走進果林時，就發(fā)現(xiàn)了一個很大很好的果子。但是，我還想找一個更大更好的。當(dāng)我走到林子的盡頭時，才發(fā)現(xiàn)第一次看見的那枚果子就是最大最好的?！?1 另一個學(xué)生

41、緊接著說：“我和師兄恰好相反。我走進果林不久就摘下了一枚我認(rèn)為最大最好的果子?？墒?，以后我發(fā)現(xiàn)，果林里比我摘下的這枚更大更好的果子多的是。老師，請讓我再選擇一次吧。”“老師，讓我們再選擇一次吧?！?其他學(xué)生一起請求。蘇格拉底堅定地?fù)u了搖頭：“孩子們，沒有第二次選擇，人生就是如此?！?我們也可以從這個故事中得到啟發(fā)。在做事情的時候，如果一味地去追求最優(yōu)的、最好的，我們很可能就貽誤了時機。如果有比較滿意的方法來解決問題，我們就要立刻付諸行動。62四、機理簡單原則有些人認(rèn)為，發(fā)明創(chuàng)造事物的原理和結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其水平就越高、價值就越大。其實這是一種錯覺和誤解。因為，在現(xiàn)有科學(xué)水平和技術(shù)條件下，如不限制實

42、現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造方式和手段的復(fù)雜性，則幾乎所有的創(chuàng)造目標(biāo)都可以實現(xiàn)。但其所付出的代價可能遠遠超出合理程度，使得發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)想或結(jié)果毫無實用價值。因此，在發(fā)明創(chuàng)造過程中，要始終貫徹機理簡單原則。 1.發(fā)明創(chuàng)造事物所依據(jù)的原理是否重疊，超出應(yīng)有范圍 2.發(fā)明創(chuàng)造事物所擁有的結(jié)構(gòu)是否復(fù)雜，超出應(yīng)有程度。比如，在莫爾斯發(fā)明電報只需用一根電線，結(jié)構(gòu)簡單，所以獨占鰲頭。 3.發(fā)明創(chuàng)造事物所具備的功能是否冗余，超出應(yīng)有數(shù)量。63五、構(gòu)思獨特原則創(chuàng)造貴在獨特，創(chuàng)造也需要獨特。因為，發(fā)明創(chuàng)造的最高境界是創(chuàng)立獨具特色的事物，而不是以現(xiàn)有事物作一些修繕或改良。1.發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的新穎性2.發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的開創(chuàng)性3.發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)

43、思的特色性獨具特色的牛仔褲利維斯特勞斯公司(Levi Strauss & Co.)的利維牛仔褲(Levis)，已經(jīng)有150年的歷史，是由德國移民利維 斯特勞斯(Levi Strauss)創(chuàng)立的。利維斯特勞斯公司的牛仔褲在1996年達到銷售高峰，全年銷售總值達71億美元。利維斯特勞斯(Levi Strauss)被公認(rèn)為是牛仔褲的發(fā)明者。 Levis牛仔褲 美國精神64一個簡單小發(fā)明創(chuàng)造出的大奇跡 1987年，美國弗吉尼亞州的兩個郵遞員無意中看到一個小孩手里拿著一種發(fā)綠色亮光的熒光棒，便尋思，這玩意能派什么用場呢？ 這兩個人開始胡思亂想，隨后決定把棒棒糖放在熒光棒的頂端，這哥倆就把他們的發(fā)光棒棒糖專利賣給了美國開普糖果公司。 棒棒糖舔起來很費勁，小腮幫一定很酸。那么，主意又來了，棒棒糖能不能帶一個能自動旋轉(zhuǎn)的插架？結(jié)