非逻辑思维型技法
(一)联想型技法
1.智力激励法
智力激励法也称头脑风暴法,美国创造学家A.F.奥斯本(Alex.F.Osbom)于1939年首次提出,1953年正式发表的一种激发创造性思维的方法,[6]通过小型会议的组织形式,在自由愉快、畅所欲言的气氛中,自由交换想法或点子,并以此激发与会者的创意及灵感,使各种设想在相互碰撞中激起脑海的创造性“风暴”[7]。第四章已对其概念和原则进行撰述,此次着重介绍运用程序。智力激励法运用程序如图7-2所示。
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图7-2 智力激励法运用程序
智力激励法是充分调动集体创造力的一种创新技法。通过规定几条原则和要求造就激励创新的氛围,使与会者的创造力得到充分发挥,从而获得大量新颖设想。此法只适用于解决比较单纯明确的问题,而且只是创造性解题过程中提出设想这一阶段,不能代替解题过程的其他阶段工作和其他方法的运用。没有总结出科学规律是智力激励法的最大缺陷,故智力激励法不能用于复杂问题的求解。美国伊莱恩·丹敦(Elaine Dundon)长期对智力激励法研究,指出了该法当前面临挑战的主要原因是:
①缺乏程序化。
②缺少熟练的引导者。
③缺少熟练的参与者。
④罗列的规则成为形式。
⑤有关问题不能达成一致。
⑥缺乏创意激发源。
⑦不是与会者都有创意的压力。
⑧急于求成。
⑨缺少跟进措施。
“头脑风暴”小组实际上在不停地重复“发明”已经有过的东西,却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。
2.联想法
从一个概念想到另一个概念,从一种方法想到另一种方法或从一种形象想到另一种形象的心理过程,称为联想。所谓联想技法,就是在创造过程中,对不同事物运用其概念、方法、模式、形象、机理等的相似性来激活想象机制,从而产生新颖、独特设想的一种创新技法。
一般来说,人们在长期的科学研究和生产实践中获得的知识、经验和方法都储存在大脑的巨大记忆库里,虽然记忆会经时光消磨,逐渐远离记忆系统而进入记忆库底层,日见淡薄、模糊甚至散失。但通过外界刺激—联想可唤醒沉睡在记忆库底层的记忆,从而把当前的事物与过去的事物有机地联系起来,产生出新设想和方案。实际上,底层的记忆在很大程度上已转化为人的潜意识。因此,通过联想使潜意识发挥作用,对人们开展创新活动能提供很大帮助。联想是发明创造活动的一种心理中介,它具有由此及彼、触类旁通的特性,常常会将人们的思维引向深化,导致创造性想象的形成,以及直觉和顿悟的发生。联想法分类见表7-5。
表7-5 联想法分类

续表

3.逆向构思法
逆向构思法又称反面求索法。逆向思维和正向思维是两种相反的思考方法。正向思维是按既定的目标,一步一步向前推进的思维形式;逆向思维着手针对既定的结论进行反向思考,提出相反的结论。逆向构思也是TRIZ理论中40个发明原理之一。
1934年,比罗发明了圆珠笔,但这种笔有一个致命的缺点,当用它写到2万个字左右时,笔上的滚球由于磨损常会脱落,油墨随之污染书本,弄脏衣服。因此,一度风行的圆珠笔到20世纪40年代很快受到消费者的嫌弃。很多圆珠笔厂商力图找到妥善解决的办法,他们的主攻方向是要提高滚球的耐磨性,经过多年试验仍无突破性进展。1950年,中田藤三郎一反大多数人的做法,不再在耐磨度上下功夫,而是设法控制笔中的油墨量,使它刚好写到15 000字左右时油墨就用完了,随之就换上新的笔芯,这就解决了因磨损而漏油的问题,使圆珠笔又获得了普遍的应用。
逆向思维的创造性主要通过“逆向思考”“相反相成”“相辅相成”3个方面体现出来。所谓“逆向思考”,是指人们有意识、有计划地寻找事物的对立面,从而发现新概念,产生新创意。法国微生物学家巴斯德发明了高温灭菌法,为酿造业和医学做出了重要贡献;英国科学家汤姆逊以相反的条件去思考,创造了低温消毒法,达到了同样的目的。所谓“相反相成”,是指人们将两个或多个对立面联系在一起时,能够发现它们之间有时不仅不起破坏作用反而起促进作用,在它们相互补充和相互融合的作用下,可发现事物新的功能和作用。所谓“相辅相成”,是指将对立面置于一个统一体系中,保持着相互间一种必要的引力、融合,而且能适时地相互转化,使事物同时具有两种对立的性质,能在两种极端的条件和状态下相继发挥作用。按这种思路进行科学研究、技术发明和系统管理,能创造出新的、科学的理论体系、科学概念、技术方法和设计方案。例如,将两种膨胀系数不同的金属片压合在一起,可用于温度测量和制造温敏开关。
创新的实践表明,人们可以用具有挑战性、批判性和新奇性的逆向思考去拓展思路、启发思维,因为这种从事物对立的、颠倒的、相反的角度去考虑问题的方式,往往能帮助人们有效地破除思维定式、克服经验思维,习惯思维或僵化思维所造成的认知障碍,为发明创造开路。
(二)形象思维型技法
1.形象思维法
形象思维法是将思维可视化的方法,就是将思想画成图形的创造方法。有人说,21世纪是人们读图的时代,即在思考问题时,必须充分利用图形的方法。大家都会有这样的体会,当我们演算一个较复杂的数学或物理习题时,如果能画出一个示意图,根据这个图形找到事物间的关系,也就便于问题的解决。
在创新设计过程中,若能借助于图形、符号、模型及实物等形象进行思考,对提高创造思考效率是很有好处的。
在常用形象思维法进行创造性思考过程中,一是要借助于参考形象,二是要创造新形象。参考形象就是把思考时被参考的东西形象化;创造新形象就是把创新的各种方案形象化。例如,要发明一种水陆两用汽车,首先必须参考已有的陆用汽车、船舶、潜艇,以及已有的水陆两用汽车或某些水生动物的形象,然后要充分想象各种水陆两用汽车的方案,并及时将它们形象化地描绘成各种图形、符号模型等,以便进一步借助形象进行创造新形象。
形象思维,特别是想象,是创造性思考的非常重要的手段和必不可少的过程。想象能力是创新者应必备的重要能力。
2.大胆设想法
所谓大胆设想法,就是彻底冲破现存事物的约束,对现在尚没有,但有可能产生的事物进行大胆设想的方法。下面列举一些常用的大胆设想做法。
①摆脱现有技术和事物的约束,深入研究技术的发展规律,不能认为现存的技术和事物已能满足人们的需要;更不能认为现有的技术和事物经过多年的发展已完整无缺到了顶峰,再无法提高和突破;也不要迷信权威和经典。人的需求是永无止境的,这是人的本能,当一种需求满足时,还会提出更高级的需求。
②必须有大胆怀疑的精神,对现有的事物、技术、经典理论、权威都可以怀疑,同时要进行认真分析,分析它们是什么时候、什么情况下、为什么需求而产生的?它应用的是什么原理?使用价值如何?要怀疑它总会有问题,有不能满足需求的地方,有不理想的地方,甚至怀疑它有根本性的、原则性的错误,考虑能否将它取消或用别的东西代替,至少要考虑它能否改进。
③对已熟悉的老事物、老产品、老技术有意识地以陌生的姿态对待它,做法是对某一老事物、老产品或老技术的结构、方法或原理有意识地避而不管,而当成一件被重新设计的新事物,根据其应有的功能,应用自己所具有的知识经验和创新方法,结合最新出现的技术重新对其进行创新思考。经认真思考创造出来的该类事物,一般都会与原来的事物有一定的区别或根本的区别,有区别的地方往往是应改进或创新的部分。
④要海阔天空地想。人的思维活动有无限广阔的天地,犹如万马奔腾,凡可想到的领域或方面都可以去想。哪怕是看起来很荒唐的想法。例如,可设想不用洗的衣服,找一个机器人来做朋友等。
⑤要别出心裁。当人们的基本生存得到充分满足以后,他们的需求将主要由对功能的需求转向心理需求。例如,现在人们穿衣服已不再是为了防寒、防晒和遮体,而主要是出自美的心理需要,更喜欢追求时尚。成功的独出心裁往往就能有效地激发人们的需求。
⑥大胆创意。创意的威力之所以强大,就在于它能促使人们对未来进行创造性地思考。例如,当人们创意将现代电子技术如何应用到手表上的时候,就出现了电子表;在随着汽车的不断增多,撞车事故频发时,人们就产生了汽车防撞装置和自动驾驶的创意。因此,大胆创意是激发人们从事创新的源头。托夫勒构思的人类“第四次产业革命”或“第三次浪潮”创意,不但激荡了整个美国社会,而且引起了全世界的重视和反响,众多国家政府都积极在对之探索对策。
创意的目的是最终产生理想的概念和创新方案,应从技术进化的方向去设想,并运用发明原理、知识效应库、标准解等工具去大胆设想。
(三)列举型技法
列举型技法是把同解决问题有联系的众多要素逐个罗列,把复杂的事物分解开来分别加以研究,以帮助人们克服感知不足的障碍,寻求科学方案的技法。例如,将一个熟悉的老产品的细节包括缺陷统统列举出来,强制性地分析、配对、组合,试着用别的东西代替等。
1.特性列举法
特性列举法是美国内布拉斯加大学新闻学家克劳福德发明的创造技法。以任何事物都具有一定的特性为基础,通过对发明对象的特性进行详细分析和逐一列举,激发创造性思维,从而产生创造性设想,使每类特性中的具体性能得以改进或扩展。[8]因此,该法也称分析创新技法。
特性列举法的应用程序如下:
①将对象的特性或属性全部罗列出来,犹如把一架机器拆分成许多零件,每个零件具有何种功能和特性、与整体的关系如何等全面地列举出来,并做出详细记录。
②分门别类加以整理,主要从以下方面考虑:名词特性(性质、材料、整体及部分制造方法等);形容词特性(颜色、形状和感觉等);动词特性(有关机能及作用的特性,特别是那些使事物具有存在意义的功能)。
③在各项目下设想从材料、结构、功能等方面加以改进,试用可替代的各种属性加以置换,引出具有独创性的方案。进行这一程序的关键是要尽可能详尽地分析每一特性,提出问题,找出缺陷。
④方案提出后还要进行评价和讨论,使产品更能符合人们的需求。例如,要改良一只烧水用的水壶,使用特性列举法可先把水壶的构造及其性能按要求予以列出,然后逐一检查每一项特性可改进之处,问题便迎刃而解。(https://www.daowen.com)
·名词特性
整体:水壶。
部分:壶嘴、壶把手、壶盖子、壶身、壶底。
材料:铝、不锈钢、搪瓷、铜等。
制作方法:冲压、拉伸、焊接、铸造等。
通过以上特性便可提醒人们有许多可着手改进之处。例如,壶嘴会不会太长,壶的把手可不可以改用塑料,壶盖可否用冲压的方法以免除焊接加工的麻烦,等等。
·形容词特性
水壶的颜色,有黄色、银白色等;质量有大、小之分;形状有方、圆和椭圆;图案更有多种。水壶的高低、大小均有不同。
由此也可发现许多可改良之处,对于造型、图案而言,各人的眼光各不相同,可用仿生学原理制作各种果实(如葫芦)形状和动物形状的壶,也可从节能、美观等方面考虑,设计出有现代感的水壶。
·动词特性
功能方面的特性,冲水、盛水、加热、保温等。从中可发现许多可改良之处,如将水壶改为双层并采用保温材料,或给壶嘴或壶盖加上鸣笛,当水开时可发出鸣叫,电热壶在水开后自动断电等。目前,人们非常重视产品的实用性,如果能在功能上多想些点子,肯定有助于扩展产品在市场上的份额。
2.缺点列举法
缺点列举法是让人们用挑剔的眼光,有意识地列举、分析现有事物的缺点,然后提出克服缺点的方向和改进设想的一种创新技法。其针对性强,通常可取得较好的效果,目前被广泛应用。
1)缺点列举法对创新活动的积极作用
缺点列举法之所以对创新活动具有积极作用,主要是它有助于直接选题,能帮助创新者获得新的目标。创新的第一步就是要提出问题,许多有志于创新的人,虽有强烈的愿望,却无法获得目标,面临错综复杂的研究对象不知从何下手。对现有事物的缺点进行列举,在平常认为没有问题的地方发现问题,在平常看不到缺点的时候找到缺点,利用事物存在的缺点和人们期望尽善尽美间的矛盾,形成创新者的创新动力和目标。
材料7-3:电冰箱的创新构思为例
电冰箱是常用的家电产品,人们对其进行了多方改进,一些显而易见的缺陷已经克服或改善。但目前市场上销售的电冰箱并不是尽善尽美的产品,可通过观察与思考,重点考察在电冰箱使用过程中产生的各种问题。例如,电冰箱使用氟利昂冷却剂,容易污染环境;电冰箱冷冻食品中带有里氏德细菌,可引起人体血液中毒或造成孕妇流产;患有高血压的人不能给电冰箱除霜,因为冰水使人手的毛细血管及小动脉迅速收缩,导致血压骤升,危及人身安全;冰箱压缩时发出阵阵噪声等。运用了缺点列举法,这些潜在缺点就暴露无遗了。
当人们掌握了电冰箱存在的各种潜在缺点以后,即可着手构思改进方案。例如,针对上述第一个缺点,可进行新的制冷原理研究,开发不使用氟利昂制冷剂的“绿色电冰箱”。最近,日本有家电冰箱生产企业独辟蹊径,应用半导体制冷器来制造新型电冰箱。半导体制冷机的原理源于珀耳帖效应。1843年,法国科学家珀耳帖研究发现,当两种不同属性的金属材料或半导体材料紧密连接在一起时,在它们的两端通以直流电后,就会相应出现吸热或者放热的物理现象,从而取得制冷或制热的效果。应用半导体制冷技术制造的电冰箱,因不使用氟利昂制冷剂,使人们在享受高科技成果的同时,还保护了人类赖以生存的环境,且不产生噪声。
2)缺点列举法运用要点
采用缺点列举法进行发明创造的具体步骤和运用要点如下:
(1)做好心理准备
缺点列举法的实质就是发现产品的缺陷,寻找事物的不足,从而进行改革与创新。但由于心理惯性和思维惯性作怪,人们往往意识不到这些缺点的存在。应该明确,世界上的任何事物都不可能尽善尽美,总是存在这样或那样的缺点和改进余地,只要勤于寻找缺点,善于分析缺点,找出改进的途径,就能实施有意义的创新。因此,在运用缺点列举法时,人们必须首先培养“怀疑意识”和“不满足心理”,要用“怀疑意识”的“显微镜”去寻找缺点,要用“不满足心理”的“放大镜”去分析缺点,使事物的缺点与不足暴露无遗。
(2)详尽列举缺点
列举事物的缺点,不能仅凭热情,还要依靠科学的方法。用户意见法、对比分析法和会议列举法都能为人们详尽地列举事物的缺点提供帮助。
①用户意见法
如果需要列举现有产品的缺点,最好将该产品投放市场,请用户提意见、找毛病,通过这样的方式获知产品的缺点最有参考价值。例如,将普通单缸洗衣机投放市场并收集用户意见后,便可列举出以下缺点:功能单一,缺乏甩干功能;使用不便,需要人工进水和排水;洗净度不高,尤其是衣领、袖口处不易洗净;不同颜色衣服同时洗时,容易造成衣服染色;排水速度太慢,洗涤剂的泡沫难以迅速排放;洗涤时,衣物往往被搅在一起,不易快速漂洗,等等。针对用户所提缺点,迅速有的放矢地改进,就可制造出性能更佳、功能更强、效果更好的新型洗衣机。
需要指出,采用用户意见法收集产品缺点,应事先设计好用户意见调查表,以便引导用户列举意见,且便于分类处理。
②对比分析法
没有比较就没有鉴别,通过对比分析,人们可更清楚地看到事物存在的差距,从而列举出事物的缺点。
例如,轴承是各种机器传动系统不可缺少的组成结构。早期设计的滑动轴承,使机械设备得以运转、劳动强度得以减轻、工作效率得以提高,是一项划时代的创造。但随着科学技术的进步,被滚动轴承取而代之,因为它揭示了滑动轴承摩擦阻力太大的缺点。20世纪80年代初,空气轴承的出现,使人们在比较中发现了滚动轴承的若干缺点:空气轴承的摩擦阻力只有滚动轴承的百分之几;空气轴承的转速可达每分钟几十万转,理论转速可达80万r/min,滚动轴承望尘莫及;空气轴承可在低至-260℃、高至1 500℃的温度区间内正常工作,滚动轴承则无法比拟;空气轴承可用普通钢材制造,甚至工程塑料就可代用,而滚动轴承需用特殊轴承钢制造;空气轴承可连续工作20年,甚至不需要维修,滚动轴承则无法比拟;空气轴承噪声微弱,滚动轴承则噪声严重;空气轴承没有污染,滚动轴承则污染严重。尽管空气轴承有很多优点,但径向承受的负荷却有限制,最近又出现了磁浮轴承。针对轴承,至今尚有巨大的改进空间。
③会议列举法
通过缺点列举会,可充分汇集群体的意见,较系统、更深刻地揭示现有事物存在的缺点,其步骤是:
·由会议主持者根据活动需要,确定列举缺点的目标对象。
·确定会议人员,一般5~10人召开主题会议,根据会议的主题畅所欲言尽可能多地列举事物的缺点,并将缺点逐条写在准备好的卡片上。
·对列举的缺点进行分类和整理,找出主要缺点。
·召开有关人员会议,研究克服缺点的办法。每次会议的时间控制在1~2 h。会议讨论的主题宜小不宜大,如是大的课题,应将其分解成若干小课题,便于迅速取得成效。
(3)仔细分析鉴别
将所列举的缺点进行仔细分析和鉴别,首先要从产品的标准、性能、功能、质量及安全等影响重大的方面出发,进行仔细筛选,找出有改进价值的主要缺点作为发明创造的目标,从而使新设想、新方案更具有实用价值。在事物存在的缺点中,既有显性缺点,也有隐性缺点,在某些情况下,发现隐性缺点比发现显性缺点更有创新价值。
(4)进行改进构想
经上述步骤明确了需要克服的缺点之后,进行有目的和有针对性的创造性思考,并通过改进性设计以获得更为完善的方案,从而产生更为合理和先进的新产品。在此阶段,除需对缺点进行列举、分析和思考外,还应采用逆向思维,做到化弊为利。
缺点列举法不仅可用于改进或完善某种具体产品,解决属于“物”一类的硬技术问题,而且可用于改进或完善设想计划方案,解决属于“事”一类的软技术问题。因此,其对创新活动的促进作用切不可忽视。
3.希望点列举法
希望点列举法是从人们的理想和需要出发,通过列举希望来形成创新目标和新的创意,进而产生出趋于理想化的创新产品。[9]与缺点列举法不同,希望点列举法是从正面、积极的因素出发考虑问题,凭借丰富的想象力、美好的理想大胆地提出希望点。实际上,许多产品正是根据人们的希望而研制出来的。例如,人们希望使用洗衣机时更省心、更便捷,于是就有人发明全自动智能洗衣机;人们希望走路时也能听音乐,于是就有了“随身听”;人们希望上高楼不用爬楼梯,于是就发明了电梯;人们希望像鸟一样在天空翱翔,于是发明了飞机;人们希望像鱼一样在水中遨游,于是发明了潜水艇;人们希望冬暖夏凉,于是发明了空调,等等。古今中外的许多发明创造,都是按照人们的希望而产生的科学结晶。
在电话刚出现的时候,美国创造学家艾可夫曾对理想的电话罗列了下列希望点:
①只要想用电话,就能在任何场合使用它(手机)。
②知道电话是从何处打来的,可不去接那些不想接的电话(来电话号码自动显示)。
③如果拨电话给他人,遇到占线,待对方通话完毕后即可自动接上。
④当无暇接电话时,可告示对方在电话里留言(录音或发短信)。
⑤能使3个人同时通话(会议电话)。
⑥可选择使用声音和画面(电视电话)。事实上,我们当今所用的电话,正是早年艾可夫所希望的电话。
希望列举法主要是运用理想化的原理,采用发散思维和收敛思维的方法,促使人们全面感知事物,对希望点加以合理的分类与归纳,在重视消费者内在希望的同时,应对现实希望、长远希望、一般希望及特殊希望区别对待,审时度势,做出科学的决策。如果仅以表面希望来构思创造发明,就会导致失误。例如,有一位假肢厂的工程师,设计了一种功能颇多、能伸到几米以外的假肢,但却不能得到残疾人的赞赏,因为残疾人的内心只是希望能像正常人一样走路。
希望点列举法不宜用于较复杂的项目,也不能达到最终解决问题的目的,应与其他方法(如TRIZ方法中的理想解)结合起来加以应用。