創新思維與創造技法

１０ 邏輯推理型創造技法

　　創造不僅需要聯想、想象、靈感、直覺等突變式思維，同樣需要各種科學的邏輯推理思維。類比、移植、歸納、演繹等思維方式常常以能揭示事物的相關關係或因果關係而使創造從模糊走向精確。

　　１０。１ 類比創造法

　　１０。１。１ 類比創造法的基本原理

　　類比創造法是把兩個或兩類事物加以比較，並進行邏輯推理，從比較中找到比較對象之間的相似點或不同點，在同中求異或異中求同中實現創造的創造技法。

　　類比推理的基本模式為：Ａ對象中有ａ、ｂ、ｃ、ｄ屬性（成分、結構、功能、性質等），Ｂ對象中有類似的ａ′、ｂ′、ｃ′屬性，則Ｂ對象中可能有ｄ′屬性，如果ｄ′屬性鮮為人知，或由此悟出新的設想，便意味著產生了創造功能。

　　例如：

　　北京某大學教師孫曹民雖然是火箭發動機專家，但他的興趣十分廣泛，對發明創造情有獨鍾。一個偶然的機會，他看到一則信息：１９２４年，日本一位海軍少校航海到巴西，在那裏他發現有一種棕櫚樹膠，將其與蜂蜜、蜂蠟混合在一起，能製成一種絕緣性很強的固體棒。經過對這種固體棒進行充電試驗，他出乎意料地發現了“永電體”。（棕櫚樹膠 ＋蜂蜜、蜂蠟———絕緣固體棒———永電體）。從此，物理學家麥克斯韋關於“有永磁體必有永電體”的科學預言變成了現實的真理。永電體也稱為駐極體，就是在電磁場、熱場和輻射場等外場的作用下，能夠捕獲電荷，而當卸去外場後又能長久地保持極化狀態的介質。日常生活中的話筒、耳機、揚聲器、靜電複印機等，都運用了駐極體原理。孫曹民思索：有機材料隻要絕緣就能做成駐極體，無機絕緣材料也行，那麽，複合材料行不行呢？於是，他開始了類比推理：有機與無機材料之所以能夠製成駐極體，關鍵在於它們有很好的絕緣性能。有機和無機絕緣材料混合而成的複合材料，也一定具有絕緣特性，因此也應該能製成駐極體。根據這種思路，孫曹民類比有機或無機材料作駐極體的工藝和方法，終於首次製成了複合材料駐極體。

　　孫曹民思路又回到他的專業上，他想，火箭發動機用的固體燃料是一種複合材料，也應該能做成駐極體。駐極體的電性能是可以通過外加電極來改變的，那麽，如果將火箭發動的燃料做成駐極體，不是可以通過外加電極來控製它的燃燒過程嗎？根據這種設想，他發明出“火箭發動機燃燒控製方法”，並獲得國家保密專利。

　　類比創造法的成功使孫曹民的思路更加開闊。他接著又思考這樣的問題：有機高分子材料可以做成駐極體，生物有機體是由生物高分子構成的，並且本身就具有電效應，那麽，能不能把它做成駐極體呢？如果可以，能不能像利用電極控製火箭燃料燃燒那樣，用某種電極對生命體施加有益作用呢？

　　當孫曹民闖入人體理療新領域時，科學家們已對生物電現象有了很多的研究，而且已發現許多生物高分子如骨膠原、蛋白質和血管等都存在駐極體三效應（靜電效應、壓電效應和微電流效應等）。這說明，生命的存在及延續是與生物高分子具有並保持駐極體狀態分不開的。孫曹民類比駐極體三效應可以調節，提出了生物高分子的三效應也可以調節的新思想。他進一步考慮：生物體的損傷，必然導致它的駐極體效應的破壞，如果能找到某種外在的技術手段，使得生物駐極體受到幹擾或破壞的基本效應複原，或許就能達到治療生物體損傷的目的。

　　如何做到這點呢？他想：生物體一旦損傷，損傷部位的駐極體效應遭到了破壞，要想使損傷部位盡快恢複，隻需針對它的三種駐極體效應，人為地施加一個負電極作用、一個補償電位作用和一個微電流刺激作用。那麽，怎樣施加這三種作用呢？他又想到，這三種作用下就是駐極體的三效應嗎？做一個人工駐極體對生物駐極體施加作用不就行了嗎？他經過選材試驗，發明出能夠長久保持一定電位的三種高聚物駐極體膜，即聚四氟乙烯、聚丙烯超細纖維和硝化纖維素微孔駐極體膜。將它們放入藥布中，就製成了轟動一時的“電子消炎止痛膜”。此項發明獲第３５屆布魯塞爾尤裏卡世界發明博覽會金質獎章。

　　思維作為人類認識世界和改造世界的一種基本能力，已有久遠的曆史，早在公元前５世紀，我國先秦墨子和公元前４世紀古希臘亞裏士多德、公元前３世紀古印度學者都對類比做過廣泛的研究。近代、現代科學家都充分肯定類比思維在科學認識實踐中的重大作用。

　　１０。１。２ 類比思考的特點

　　１。類比思考的探索性

　　在進行創新思考時，一旦理智缺乏可靠論證時，就要借助類比推理去探索未知領域的奧秘和真諦。

　　２。類比思考的引導性

　　在未知領域進行探索往往缺乏明確的方向，運用類比推理就可以從摸索中發現真理的端倪，從而引導探索者朝著目標方向前進。

　　３。類比思考的預見性

　　探究者運用類比推理思維尋找到在未知領域中前進的目標，對目標的追求和實現會產生種種預見性，預見到通過努力可以達到目標，或由於條件限製不能達到目標。

　　４。類比思考的或然性

　　由於類比推理是由兩個特殊事物的比較而做出的結論，是一個由此係統到彼係統、由此物到彼物、由特殊到特殊的推理過程，推理結果不是必然的，而是或然的。例如，用地球的特定情況類比推理月球的情況，所取的類比要素如下。

　　地球：在太陽係、有地殼、有礦物質、有生命。

　　月球：在太陽係、有地殼、有礦物質。

　　由於前三個要素相同，所以可以推斷，月球上也有生命。很顯然這個推論是錯誤的，因為，“阿波羅”登月成功的科學考察表明，月球上沒有生命。造成這一錯誤的主要原因是類比要素的選取不妥，因為兩個係統的類比要素有相似性、相同性也有差異性，如果用相似性、相同性為推理依據，並不能必然得出另一係統有相似性或相同性的結論。本例子就是用相同性為類比推理依據，而推理的結果正是兩個係統的差異性。

　　所以，為了減少推理結果的或然性，提高推理的準確性和科學性，兩個類比對象的類比要素要盡可能多一些、全麵一些、符合實際一些。

　　１０。１。３ 類比思考的基本方式

　　１。直接類比

　　從自然界或者已有成果中尋找與創造對象相類似的東西，在原型的啟發下激發靈感的產生。其關鍵是要善於觀察和判斷，保持開放的和有準備的頭腦，不放過任何機會。例如：

　　農民科學家吳吉昌看見種甜瓜的能手在甜瓜苗剛長出兩片真葉時就打頂，並且知道打頂後的兩片真葉的葉膠裏會很快長出兩根蔓來。吳吉昌由此想到棉花上如果把這種方法移植來種棉花，棉苗是否也會長出兩根杆呢？經過反複試驗，終於培育出“一株雙杆”型栽培法，進而又培育出一種“多杆兩層”豐產栽培法。

　　１９世紀２０年代，英國要在泰晤士河修建一條水下隧道，由於土質條件很差，用傳統的支護開挖法，鬆軟多水的河底很容易塌方，施工極為困難，工程師布魯塞爾對此感到一籌莫展。一天，他到室外散步，無意中看見有隻昆蟲在其外殼的保護下使勁向橡樹皮裏鑽。這一極平常的現象，卻使他恍然大悟：河下施工與昆蟲鑽樹皮是多麽相似啊！人為什麽不能類比昆蟲進行鑽洞呢？循著這條思路，他創造性地想到：如果先把空心鋼柱體橫著打進河底，以此為“構盾”，先支護後開挖，邊掘進邊延伸，在構盾的保護下進行施工，難題不就解決了嗎？於是，一種新的施工技術———“構盾施工法”應運而生。

　　在１９４８年，一位名叫喬治·特拉爾的工程師發現，他每次打獵回來後，總有一種大薊花植物粘在他的褲子上，回家後，他好奇地用顯微鏡觀看殘留在褲子上的植物，發現每朵小花上都長滿了小鉤鉤，他明白了這些小東西為什麽緊緊鉤住衣眼的緣故。他解開衣褲扣子時，一個新設想冒了出來：能不能仿照大薊花結構發明一種“新扣子”呢？出於這種創意，他又再次觀察大薊花的鉤子形狀和分布特點，並進行類比推理：如果在兩條布帶上也織上這種小鉤鉤，那麽兩條布帶一接觸不就能互相粘在一起了嗎？經過研製，獲得了成功，於是就設計開發了尼龍搭扣等產品，並獲得了許多國家的專利。

　　２。因果類比

　　根據某一事物的因果關係推理出另一事物的因果關係。推理基礎是兩個事物都有某些屬性，各屬性之間可能存在著同一種因果關係，掌握了某種因果關係並進行觸類旁通，有可能獲得新的啟發，產生新的創造。例如：

　　美國麻省理工學院謝皮羅教授發現，放洗澡水時，水流出浴池總是形成逆時針方向的漩渦。這是什麽原因呢？請教專家後，專家告訴他，這種現象與地球自轉有關，由於地球是自西向東不停地旋轉，所以北半球的洗澡水總是逆時針方向流出浴池。在明白了浴池水流旋向的道理後，謝皮羅教授想到了台風的旋向問題，並進行了因果推理。他認為北半球的台風同樣是逆時針方向旋轉的，南半球的台風是順時針方向旋轉的。謝皮羅有關台風旋向的科研論文發表後，引起世界各國科學家的莫大興趣。他們紛紛進行觀察或實驗，其結果與謝皮羅的論斷完全相符。

　　３。對稱類比

　　利用自然界中許多事物都存在著對稱關係的規律進行類比創造。如物理學上的正電荷與負電荷，兩者除了極性相反之外，其他都相同，好像人們照鏡子，鏡中人與鏡外人一樣。由此可能作出某種“對稱”創造。

　　例如，１８９７年，湯姆生發現一個帶負電荷的電子，後來，盧瑟福發現了帶正電荷的質子，但是，質子的質量是電子質量的１８００多倍，質子與電子太不對稱了。這就引起了物理學家的思考：自然界有沒有和電子質量相同而帶正電荷的粒子？由正負電荷的對稱，來思考自然界可能存在與負電子相對稱的正電子，就用到了對稱類比的推理方法。

　　１９２８年，英國物理學家狄拉克從理論上推算出正電子。三年後，美國物理學家安德森在宇宙線的實驗中找到了正電子。正電子發現以後，物理學家很自然地聯想到自然界可能存在著帶負電的質子，它們與正質子的關係就好像正電子與負電子的關係一樣。果然，這一推測很快被實驗所證實。正電子和負質子，它們所帶電荷與普通電子和質子相反，叫做反粒子。

　　４。綜合類比

　　根據一個對象要素間的多種關係與另一對象綜合相似而進行的類比推理，叫做綜合類比。兩個對象要素的多種關係綜合相似，就意味著它們的結構相似，由結構相似可推出它們的整體特征和功能相似。

　　例如，為了了解新開發設計的汽車性能，不可能都用實際汽車來進行撞擊試驗，一方麵成本太高，另一方麵也沒有這個必要。可以根據相似準則按比例製作一輛縮小了的汽車模型，放在試驗台上進行模擬運行和撞擊試驗，以了解汽車在行駛中和撞擊過程中的動力學特性、外觀設計的合理性、安全性等問題。經過綜合特性的類比，就可以改進汽車的設計。

　　１０。１。４ 類比對象的選擇

　　運用類比法，首先要尋找類比對象。類比是有研究目的的，即創造對象已確定，所以，一般都從已有的知識出發去選擇熟知的事物或現象，如果隻是為了從類比中獲得靈感去捕捉創造課題，則可以選擇自己感興趣的事物或現象進行外推類比。

　　１０。１。５ 類比推理的可靠性

　　類比創造法的核心是類比推理，即根據類比對象之間在某些方麵的相似或相同而推理出它們在其他方麵的相似或相同。在推理過程中，已知對象的已知屬性是推理的依據，但在推理到另一類對象的未知方麵時就變成了結論，那麽，這個結論的可靠性如何呢？

　　由於兩類事物畢竟有差異，其屬性也有必然與偶然之分，因此所推的結論有正確的，也有不正確的。類比推理的重要作用在於給人們提供創造性的設想和思路。例如，人踩在香蕉皮上很容易摔跤，於是，有人對香蕉皮進行了研究，發現香蕉皮之所以滑，是因為它是由幾百個層狀結構組成的，而且層與層之間可以滑動。由此推斷出：如果尋找到或製造出具有類似結構的材料，那麽這種材料可能具有優良的潤滑作用。後來終於發現二硫化鉬具有類似香蕉皮一樣的層狀結構，果然，它是一種優異的潤滑劑。

　　作為類比創造，總希望經過類比推理能獲得可靠的結論，因此在類比時要注意抓住兩類事物在某些本質屬性方麵的相似去推理，因為兩類事物屬性的相關程度決定著類比結論的可靠程度。

　　例如，搓元宵機的方案設計可有如下的思考。

　　（１）確定類比對象。傳統的手工搓製，以人的搓製運動為設計機器的類比對象。

　　（２）觀察分析類比對象。手工搓製有兩種方法：包餡法和滾粉法。從大批量生產的要求出發，應類比滾粉法，此時人的雙臂使圓盤做空間振擺。

　　（３）尋找滾製運動的機構。搓元宵機的設計，首先要選擇一種能實行圓盤振擺的機構，由機械原理的知識知道，空間連杆機構能滿足這個要求。

　　（４）提出元宵機的方案。經過上述的類比，提出搓元宵機方案。它以圓盤１為主動件，就能滿足滾製元宵的要求。

　　加拿大卡爾加裏市的一所大學裏，有一次，圖書館的自來水設備出了故障，水溢得滿地都是，致使許多珍貴的圖書浸泡在積水中，事後，如何拯救被水浸泡的書籍成了大家的議題。有一位搞過罐頭生產的圖書管理員想到：製造罐頭時，為排除水果中的多餘水分，采用低溫存放和真空幹燥的手段。假如把濕圖書當“水果”，能否散發出濕書中的水分，又使圖書完整無損呢？——經過實驗，獲得了成功。

　　１０。２ 移植創造法

　　１０。２。１ 移植創造法的基本原理

　　吸取、借用某一領域的原理、方法、結構及成果，引用或滲透到其他領域，用以改變或創造新的事物的創造技法。這就是成語所說的“他山之石，可以攻玉”。

　　應用移植創造法往往能得到突破性的技術創新，有時候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問題，而用別的領域中的科學技術原理和方法卻很容易得到解決。

　　在電氣科學技術尚不發達的時代，機器的許多功能都是由各種各樣的機構來完成的，有時候為了實現某一個功能，可能要用一個或幾個機構才能完成，常常使機器複雜、笨重、噪聲大、操作不方便。電與機械是屬於兩個有明顯區別的不同技術領域，隨著電氣新技術的不斷出現及電器工業的不斷發展，各種電工技術不斷被移植到機械工業中來，出現了各種各樣的機電創新產品，促進了機械產品的大發展，使機械產品的自動化程度更高，結構更緊湊，重量更輕，直至今日，機電已很難分家。

　　有人把移植創造法稱為不同領域之間的科學技術交叉，今天，這種互相交叉和滲透的趨勢將來越強烈。創造者應該非常明白這種趨勢的含義，意識到在創新思考時進行廣泛地移植和交叉將是必然趨勢，不要局限於一個較小的科學技術領域，而應解放思想，廣泛地移植各個領域的科學技術。例如：

　　法國近代微生物學奠基人巴斯德曾花費了大量的時間和心血研究證明：酒變酸和肉湯變質的原因都是由於細菌作怪，經過高溫處理的瓶子裏的酒或肉湯，隻要與外界嚴密隔離，就不會變味變質。當英國外科醫生李斯特看到巴斯德的這一實驗報告後，他想，如果說細菌破壞了酒味和使肉湯變質，那麽，細菌不也是使動過手術後的病人的傷口化膿潰爛的原因嗎？於是，李斯特決定把巴斯德的理論和經驗移植到醫療領域裏，輕而易舉地發明了外科手術消毒法，從而拯救了千百萬病人的生命。

　　現代科學的發展，使得學科之間的概念、理論、方法等相互滲透、相互轉移，為移植法的應用帶來廣闊的前景，所以，創造過程中，可以思考運用其他領域的成熟技術，使已有成果在新的條件下進一步延拓、發揮和拓展。例如：

　　拉鏈的原理是利用鏈牙的凹凸結構，在拉頭的移動中，實現牢固的嵌合或脫離。這一發明問世之後，被人們應用到鞋、衣服、睡袋、公文包等方麵。此外，人們還大膽移植，使拉鏈派上新用場，以致產生出新的發明創造。美國外科醫生Ｈ·史棟把拉鏈技術移植到醫療上，令世人瞠目結舌。原來，人體胰髒手術後會大量出血，因而必須在腹腔上反複開刀、縫合，更換腹腔內的紗布，每次手術時間長達６０分鍾，這種傳統的治療方法使患者不堪忍受，並易導致患者死亡，僅有１０%的患者能夠康複；怎樣才能解決這一問題呢？Ｈ·史棟聯想到拉鏈的功能原理，決定將此技術移植到人體。他將普通裙子上的７寸拉鏈直接縫合到患者身體上，創造了一種前所未有的醫療技術，盡管當時人們對此大加嘲弄，但Ｈ·史棟的移植是成功的。他可以隨時打開拉鏈檢查患者腹腔病況，且更換一次紗布隻需５分鍾。拉鏈在患者身上可使用５ １４天。在他完成的數十例胰髒手術中，患者康複率達９０%。

　　２００２年９月２０日，在成都市第三醫院的一間手術室裏，一位患者的手術進行到清創縫合階段，隻見主刀醫生撕開一個無菌真空袋，取出一條白色的拉鏈，仔細地貼在傷口兩側的皮膚上，再輕輕把拉鏈拉上，前後不到兩分鍾，手術結束。待傷口愈合後，隻要把拉鏈輕輕揭去即可，既可使病人免受針線縫合之苦，也不會留下難堪的疤痕。

　　１０。２。２ 移植的基本類型

　　１。原理移植

　　原理移植是將某種科學技術原理向新的研究領域類推和外延。例如：

　　１８８０年，在法國巴黎附近的一個鄉村裏，流行過一次“雞瘟”病。村民們辛辛苦苦養殖的大批雞禽，在短短的幾天裏甚至幾小時內相繼“暴病”死去。這件事引起法國的一位細菌學家巴斯德的注意，他把死雞胃裏的部分東西放在培養液中觀察，發現其中有許多漂動的顆粒。將含有這些顆粒的培養液注射到兔子身上，兔子很快死掉，他又通過深入研究得出結論：這些顆粒正是毒性強烈的霍亂病菌，“雞瘟”之謎就這樣被揭開了。

　　巴斯德進一步把雞霍亂菌培養下去，發現這種病菌培養的時間越久，它的毒性就越低，將這種培養液注射到兔子身上，隻在注射處有些紅腫，全身輕微發熱，卻並不引起死亡。同時，凡是注射過這種培養液的動物，體內均產生免疫力，再把它們與患霍亂的雞放在一起，也不再傳染上“雞瘟”病。巴斯德進一步證實：各種傳染病均由病原微生物所致，而被減毒的病原菌能增強動物的免疫性。從此，人類也借鑒這種方法，開始了預防注射的應用。

　　用碎煤燒火的人都知道，看到火爐或灶火裏的火燃燒不旺時，隻要拿根鐵棍一捅，火苗就順著捅開的洞眼竄出來，火一下子就旺了，但這個現象一直也沒有點醒人們的創造思想。直到２０世紀２０年代，才啟發了山東德州的炊事員王月山，他用煤粉捏了幾個大煤餅，然後在上麵均勻地戳了幾個通孔。這樣火著得旺，而且節省煤，在此基礎上演變成現在的蜂窩煤。

　　２。方法移植

　　方法移植是將已有的操作手段或藝術、解決問題的途徑和技術方法移植到新的研究領域。例如：

　　１９７２年的一天，美國俄勒岡州立大學體育教授威廉·德爾曼正在家中做飯，他發現用傳統的帶有一排排的小方塊凹凸鐵板壓出來的餅，不但好吃，而且很有彈性。餅的這個特性，立刻引起了德爾曼教授的聯想：如果能仿照做餅的方法，把烤過的橡膠放上去壓，然後釘在鞋子下麵，結果會怎樣呢？他很快進行了試驗，當他把壓出來的橡膠釘到太太的鞋底上時，太太走起路來感覺非常舒服。接著，德爾曼教授把這個新設計運用到運動鞋的改造上，不久，耐克運動鞋就誕生了。

　　毛衣經常起球，為了去除起球，應設計一個小型的去球器，有人想到了電動剃須刀。借鑒電動剃須刀的原理，用飛速旋轉的刀片產生的吸引力，將毛球吸進刀網內，並將切斷後的毛球收集在透明的容器內。

　　３。結構移植

　　結構移植是將某種事物的結構形式或結構特征向另一事物移植。

　　例如，常見的機床導軌為滑動摩擦導軌。有人把滾動軸承的結構移植到機床導軌上，研製出滾動摩擦導軌。這種導軌與普通滑動導軌相比，具有如下優點：運動靈敏度高、定位精度高、牽引力小、潤滑係統簡單、維修方便（隻需更換滾動體）。例如：

　　ＰＥ２０９美洲狗轎車的造型是橢圓平扁式雙開門敞篷轎車，這款轎車單就造型就給人以新鮮的感覺。玩具設計人員把這種結構特征移植到玩具的設計中，設計了扁圓形吹球飛碟，該飛碟配有紅、黃、綠三色燈光，中間裝有吹氣流的小泵，可以將２０ｍｍ直徑小球吹上空中，高約７０ｍｍ，小球不會落下來而懸在空中。另外，在飛碟下部裝有回輪機構，當飛碟走動時小球隨著一起行進，非常有趣。該吹球飛碟一投放市場，就受到小朋友的歡迎，為廠家帶來了巨大的經濟效益。

　　４。環境移植

　　環境移植是將某一事物原封不動地移植到另一使用環境下，可以產生新的使用價值。

　　例如，在雪花紛飛的日子裏，條條道路上都覆蓋著冰雪，人們走在滑溜溜的道路上格外小心，但仍免不了摔跟頭。千百年來，在冰雪上摔過跤的人不計其數，可是用心想這個問題的人卻寥寥無幾，為什麽呢？因為大多數人都認為在冰雪路上滑倒是常有的事，也是難以避免的，滑倒了爬起來，這有什麽可思考的？有什麽可創造的？有多少人的思想就停留在這裏，阻礙了自己的創造力發揮。實際上，解決這個問題就是創造。幾年前，歐洲人從運動員的跑鞋上得到啟示，發明了防滑鞋套板，套板的底麵上固定了許多跑鞋的釘子，使用很方便，它可以隨手係在或套在各種鞋上（類似於拖鞋），有了它，走在冰雪路上再也不用提心吊膽了。

　　１０。２。３ 移植創造的思路

　　１。成果推廣型移植

　　主動考慮已有的科技成果向其他領域拓展延伸。拓展和延伸時，首先要搞清科技成果的基本原理及適用範圍，然後考慮移植後能否產生新的成果。

　　２。解決問題型移植

　　從待研究的問題出發，從基本原理、功能、方法、結構設計等方麵的矛盾考慮。移植前，首先要搞清創造的目的與創造手段之間的不協調、不適應問題，然後借助聯想、類比等手段，找到被移植的對象，確定移植的具體形式和內容，並通過實驗研究和設計活動實現創造。例如，試用移植法設計一種旅行用微型卷發器，要求加熱卷發，但不用電源。

　　由分析可知，問題的關鍵在於確定這種卷發器的加熱原理，既要滿足不用電源的要求，又要達到微型化的目的。對“加熱”進行發散思維：氣體燃燒法、化學反應法。從卷發器的設計、製造和使用特點出發，在比較分析後，收斂在氣體燃燒法上，移植氣體打火機的原理：移植結果是設計出一種用丁烷氣作燃料的氣體卷發器，用這種氣體卷發器隻需３分鍾就可以把卷發器加熱到所需溫度，１５分鍾即可卷燙好一個發型。

　　１０。２。４ 正確把握移植的限度

　　運用移植法往往借助類比法，要類比某一研究對象的已知東西，移植應用到某些屬性尚不清楚的其他研究對象上，必須設法找出這兩個看起來仿佛不相幹的對象之間的某些共同點或相似點。在一定觀察實驗的基礎上，類比法可以滿足移植法的這種要求。因為類比法能夠根據兩個不同對象之間的某些屬性的相似，推出其他方麵可能隱含的共同點或相似點。

　　由於類比法是一種由特殊到特殊的推理，難免帶有某些想象、猜測的成分，使得類推的結果難免帶有偶然性。這樣，借助類比的啟示和溝通所實現的移植，決定了移植法在很大程度上是一種試探性的方法。

　　應用移植法時，要注意對移植對象和需要對象有充分的了解，並準確把握移植的限度，因為移植法的適用範圍會受到一定客觀基礎與主觀認識的限製，移植的跨度越大，這種限製表現得更為突出。所以，必須認真地分析和準確地把握移植的限度。

　　１０。３ 歸納創造法

　　１０。３。１ 歸納創造法的基本原理

　　歸納法是建立在歸納推理基礎上進行創造性思考的創造技法。所謂歸納是指從許多同類的個別事物中找出它們共同點的一種邏輯推理方法，其創造作用表現在以下３個方麵。

　　（１）歸納是整理經驗材料並能從中發現普遍特性的一種認識方法。

　　（２）歸納是提出科學假設和假說的一種方法。

　　（３）歸納是科學實驗的指導方法。

　　例如，人們發現，醋、檸檬汁、鹽酸及碳酸礦水，都會使石蕊試紙變成紅色。這４種物質的具體化學性質極不相同，前兩種是有機物，後兩種是無機化合物。然而，它們有一共同點，即是酸性物質。據此，人們從中歸納出一個結論：酸性可以使石蕊試紙變紅。人們采用這種方法可以很方便地進行物質的酸性檢驗。

　　１０。３。２ 歸納創造的方法

　　歸納創造的方法主要有求同法、求異法、求同求異共用法、共變法、剩餘法。

　　１。求同法

　　求同法是通過分析現象發生的每一個個別場合的情況，利用異中求同和從個別到一般的推理來判斷事物因果聯係的操作技巧。

　　操作規則：如果在研究對象出現的兩個或兩個以上的場合中，隻有一個情況是共同的，則該情況便是這種現象的原因或結果。

　　例如：

　　有位醫生看到兒子睡覺時眼珠有時轉動，他感到奇怪，連忙叫醒兒子，兒子說你打斷了我的夢。醫生想：眼珠轉動和做夢有什麽聯係呢？於是，他又觀察了妻子和一些病人做夢時的變化，然後進行了歸納推理並得到結論：

　　有關因素

　　被研究內容

　　兒子、好動、做夢

　　有眼珠轉動

　　妻子、好靜、做夢

　　有眼珠轉動

　　病人、癱瘓、做夢

　　有眼珠轉動

　　結論：做夢是睡眠時眼珠轉動的原因。

　　求同法常用於科學研究的初級階段，而且應注意選取有廣泛代表性的事例來考察，事例越多，得到的結論越可靠。

　　２。求異法

　　求異法是利用同中求異和從個別到一般的推理來判斷事物因果聯係的創造技法。

　　操作規則：如果研究對象出現的場合和不出現的場合之間，隻有一點不同，則這個情況便是該現象的結果或原因，或原因不可缺少的部分。

　　求異法常用於自然科學實驗和社會科學的調查研究之中，對於被研究對象產生的原因隻有一個時，推理得到的結論是可靠的，如果涉及多種原因，則結論隻能是參考。

　　例如：

　　蠶能吐絲，這引起人們的思考：人類能否製造出蠶絲來呢？這個誘人的希望成為許多科學家和發明家孜孜以求的奮鬥目標。

　　化學家們開始研究，經過分析桑葉和蠶絲的成分，發現二者組成中部含有碳、氫、氧３種元素，但蠶絲中還含有氮。科學家們抓住這一發現，通過差異歸納形成了研製人造絲的新思路。其歸納推理過程如下。

　　蠶絲：含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ，具有絲的一般特性；

　　桑葉：含有Ｃ、Ｈ、Ｏ，不具有絲的一般特性；

　　結論：Ｎ很可能是形成絲的一個重要原因。

　　據此，１８５５年，瑞士人奧蒂瑪斯用含氮的硝酸處理纖維，製成了硝酸纖維，抽出了絲。可惜用這種方法製成的絲並不理想，不具有實用價值。１８８４年，法國的查唐納托，也根據這個歸納推理的啟示，首先製造出硝酸纖維素，再把它溶解在酒精中，通過細孔壓出一條條直徑１ｍｍ的細流，待溶液中的酒精蒸發後，就變成了一根根細絲。這就是最初發明的人造絲。

　　３。求同求異共用法

　　這是求同法和求異法共同使用的創造技法。

　　操作規則：在研究對象出現的幾個場合中，都存在一個共同情況，而在研究對象不出現的幾個場合中，又都沒有這種情況，則這種情況就是該研究對象的結果或原因，或是原因的重要組成部分。

　　可分以下三步進行。

　　第一步，用求同法確定各正麵場合出現的共同情況。

　　第二步，用求同法確定各反麵場合不出現的共同情況。

　　第三步，用求異法通過比較確定所研究對象的因果關係。

　　例如：

　　農業種植時，人們早就發現種植豆類植物時，不僅不需要給土壤裏施氮肥，而且還可使土壤增氮，如果在種過豆類植物的土地上種植其他農作物，還能提高作物的產量。為什麽呢？

　　經過仔細觀察、分析、比較，得到：

　　各種豆類植物的根部有根瘤，不需施氮肥；

　　各種非豆類植物都沒有根瘤，需要施氮肥。

　　比較上述兩步所得的結果：豆類植物不需要施氮肥的原因是有根瘤。

　　求同求異共用法比單獨的求同法或求異法應用更廣泛，對於自然界和社會生活進行調查研究時常常用到它。但要注意當被研究對象具有多種原因時，所歸納得到的結論可能不是根本的因果關係。例如：

　　有一年，澳大利亞牧場上的羊群得了一種病：不停地叫、跳、打鬥，最後衰弱不堪而死亡。澳大利亞科學家貝內茨決定尋找發病的原因。

　　有一天，他突然想到，這種病一定是神經係統的病，而金屬鉛會引起中樞神經係統的損害，羊是否吃了含鉛的牧草才得病的呢？他給兩批羊注射了氯化氨後，病羊的症狀明顯減輕。但給第三批羊注射後，沒有任何效果，貝內茨百思不得其解，後來反思自己的判斷：羊病是否還有別的什麽原因？

　　經過思考，他想到缺乏某種元素也會引起疾病，如缺維生素Ｂ會引起腳氣病；缺鐵會引起貧血，羊是否是缺某種元素呢？如果是這樣，那為什麽第一、第二批羊注射氯化氨後，病羊的症狀明顯減輕，而第三批羊無效呢？他進一步想到，是否三批的針劑有差異，假設第一、第二批注射的氯化氨中，恰好有某種羊所需要的元素，第三批中沒有這種元素，治好羊病是無意中的事。關鍵是要分析三次注射樣品的相同和相異點。

　　經過仔細的分析，第一、第二批氯化氨中含有銅元素，而第三批沒有銅元素，他初步斷定羊病是缺銅造成的，經試驗，羊病治愈了。

　　４。共變法

　　如果某種情況發生一定變化時，被研究對象也隨著發生相應的變化，則該情況就是被研究對象的結果或原因。

　　共變法廣泛應用於科學研究與日常生活實踐中，不僅可以確定因果關係，還可以用來否定事物之間存在因果關係，這時，可證明假定的原因及其變化並不引起相應的預期結果的變化，從而可以否定假定的因果關係。

　　如果研究對象的變化是源於多個因素，那麽，用共變法所得出的結論未必可靠。

　　例如：

　　國外科學家在研究各種房間顏色對人的心髒的影響時，曾經運用了共變法。首先，他們讓受試者走進塗有不同顏色的房間，然後測量脈搏的跳動情況。測量結果發現，在黃色房間裏脈搏正常，在淺藍色房間裏脈搏減慢，在紅色房間裏脈搏加快。據此，研究者用共變法進行歸納。

　　場合

　　有關因素

　　被研究內容

　　１

　　黃色房間

　　脈搏正常

　　２

　　淺藍色房間

　　脈搏減慢

　　３

　　紅色房間

　　脈搏加快

　　結論：房間顏色不同是脈搏快慢變化的原因。

　　５。剩餘法

　　被研究的某一複雜現象是另一複雜現象的原因，把其中已判明有因果關係的部分減去，那麽，剩餘部分一定有因果關係。

　　操作規則為：已知研究對象包含ａ、ｂ、ｃ、ｄ現象，其原因是Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，其中Ａ是ａ的原因、Ｂ是ｂ的原因、Ｃ是ｃ的原因，那麽，Ｄ就是ｄ的原因。

　　例如：

　　１７８１年發現天王星後，人們注意到它的位置總和萬有引力定律的計算不符。分析原因：已知天王星在軌道運行時有各種偏差ａ、ｂ、ｃ、ｄ，已知行星Ａ、Ｂ、Ｃ的引力是天王星發生ａ、ｂ、ｃ偏斜的原因，隻有發生ｄ偏斜的原因不知道。天文學家於是就認為ｄ偏斜的原因是受另外一顆還未發現的新行星Ｄ的引力所影響。果然，柏林天文台於１８４６年９月２３日晚，觀測到了那顆新星，並命名為海王星。

　　剩餘法比前４種方法更為複雜，它研究複雜對象的複雜原因，而這複雜原因是由多個原因複合起來的。在用剩餘法之前，總要先用前麵的某種方法確定Ａ是ａ的原因、Ｂ是ｂ的原因、……在此基礎上才能順利地運用剩餘法。因此，它是深入而細致地尋找複雜因果關係的方法。

　　剩餘法有助於人們創造性地研究自然科學與社會科學的問題，它的結論常常提供有科學價值的新發現。

　　１０。４ 演繹創造法

　　１０。４。１ 演繹創造法的基本原理

　　從現有的一般知識出發，推理出鮮為人知的新知識的技法。它有大前提、小前提、結論三部分組成，大前提是一般性命題，小前提是已知的個別事實與大前提中的全體事實的關係，結論則是有大小前提並通過邏輯推理獲得的關於個別結論的認識。

　　從演繹的概念看，演繹的結論沒有超出前提的範圍，結論中所表述的知識已蘊藏於前提中。它的創造性主要源於演繹過程中形成的科學假說，以及對特殊性的創造性思考。

　　愛因斯坦特別推崇演繹推理的方法，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，演繹推理就一個接著一個，它們往往顯示出一些預料不到的關係，遠遠超出這些原理所依據的實在範圍。他還認為，人們觀察到什麽取決於他們運用什麽樣的理論或思維作指導，新的理論能夠使人們發現看不到的東西。演繹推理是科學研究最重要的方法之一。

　　例如，人們知道地球是球形的，但實測之前並不知道地球究竟是什麽樣的球形？當時科學家牛頓運用了演繹推理。

　　（１）凡自轉的球，球上的物質都受離心力的作用而有沿切線方向運動的趨勢和表現，離心力的大小與半徑成正比。

　　（２）地球是自轉的球體，地球赤道附近的離心力最大。

　　（３）所以，地球有形成扁圓體的趨勢和表現。

　　實測結果表明牛頓的演繹推理是對的。

　　應用演繹推理的關鍵，首先要弄清原理的實質精神和條件限製，然後進行各種邏輯推理。原理不清不但很難進行演繹和應用，而且若按對不清原理的認識進行演繹推理，往往很難取得創造性的成果，多以失敗而告終。例如，２０世紀７０年代一位英國人曾經申請了一項新型發動機原理裝置的專利。他用一個直徑為幾十毫米的玻璃彎管，管子裏注入一部分水，用電熱線圈加熱某部位，通電後不一會兒，液體便開始在三個管柱中上下移動，不久就達到了穩定狀態，機械能可由管柱傳出。有人想應用這一原理經過演繹發明一種新型發動機，但是，對其原理進行詳細分析後，發現其熱效率遠比已有的熱機低，這個前提決定了它不可能用來代替現有的熱機。如果盲目地對其演繹應用，其結果隻能是事倍功半。

　　演繹的基本職能在於使一般的原理過渡到特殊的或個別的知識，因此，要進行演繹，必須先由一般原理作為出發點，而這種作為出發點的一般性原理或知識，都是反映許多個別事物的共同屬性或本質的判斷，它們是人們運用歸納法對此進行認識的結果。這就是說，演繹推理要以歸納為基礎；在歸納過程中，以演繹為指導，以利於有目的地進行材料搜集和進行理性思考。例如：

　　如何測量地球的重量呢？英國科學家卡文迪許想到用牛頓提出的萬有引力定律，就是兩個物體之間引力的大小與兩個物體的重量成正比，與它們之間距離的平方成反比。他想，如果有一個已知重量的鉛球，它與地球之間的距離是可以測定的，若引力常數是已知的，就能根據萬有引力定律公式算出地球的重量。但是，引力常數當時沒有人能測出來。１７５０年，１９歲的卡文迪許開始向引力常數和地球重量的難題進軍。他先拿兩個鉛球做引力實驗。鉛球的重量是已知的，距離也是已知的，他需要先測出它們之間的引力，才能求出引力常數。但是引力是很微小的，要測出引力需要極精確的測量裝置。卡文迪許根據細絲轉動的原理做了一個引力測量裝置，如果它受到引力，就會產生一個力，促使細絲轉動，轉動得越多，說明受到的力越大。盡管卡文迪許的裝置比普通的彈簧秤精確許多倍，但是對於測量微小的引力來說，細絲轉動的靈敏度還不夠大。一天，他通過觀察幾個孩子在玩小鏡子的遊戲而深受啟發。孩子們手裏的鏡子，對著太陽在牆上反射出一個個小光斑，小鏡子輕輕轉動一個很小的角度，光斑在牆上便會移動一大段距離。卡文迪許跑回家在他的測量裝置上也安上了一麵小鏡子。細絲測力儀受到一點微小的力，它上麵的小鏡子就會轉動一個微小的角度，而小鏡子的反射光就會轉動一個明顯的角度。他利用這種放大的辦法，使細絲測量引力裝置的靈敏度大大提高。最終，卡文迪許求出了引力常數，測出了地球與鉛球之間的引力，再反推出地球的重量，從而使他成為了世界上第一個測出地球重量的人。

　　１０。４。２ 演繹推理的具體形式

　　１。公理演繹法

　　演繹時，大前提是公理和定義，得到的結論往往是重大的科學研究成果。例如，幾何學的結論是從５條公理、７條定義和一些公認的假設經過演繹而來的。

　　２。規律演繹法

　　演繹時，以經驗規律或普遍定律作為大前提，經過邏輯推理和創造性思考去獲得某種新的結論。

　　例如，門捷列夫在從事化學研究中，發現了元素化學性質的變化與原子量的變化之間有函數關係。然而，他開始並沒有說明這種關係的內在機理。精通演繹推理的門捷列夫卻從發現的化學經驗規律出發，推演出一些重要的結論，並預言了一些當時尚未被發現的元素，推斷了這些待發現的元素所具有的化學性質。後來，他的預言得到了證實。在門捷列夫研究的基礎上，化學家們終於揭示出了化學元素周期律。

　　３。假說演繹法

　　假說演繹是最富有探索性的一種演繹方式。它以假說作為推理的大前提而進行的邏輯推理。一般形式可寫為：如果ｐ，則有ｑ。

　　假說演繹對否定一個假說可以是決定性的；而對判斷假說為真時則未必成功。假說演繹是以假說為前提推導出可觀察結果的過程，它隻有和實驗結合起來，才能否證或證實假說。

　　例如，光是什麽？人們認識光的本性經曆了很長的過程。在研究中逐漸形成了兩種典型的假說，一種假說認為光是一種微粒流，像一連串高速飛行的小球；另一種假說認為光是一種波，在以太中傳播。後來，科學家們運用假說演繹法進行驗證，證實了光的波動說。當然，邏輯推理和實踐驗證也有其相對性和局限性，現代物理學關於光的波粒二象性的認識又比波動說更進了一步。又如，某醫學工作者對兒童發育情況進行調查中，偶爾發現一名發育不良的兒童體內嚴重缺少銅鋅微量元素。出於興趣，他又對若幹名兒童進行檢查，也發現類似情況。於是，他在掌握大量有關資料的情況下，按照歸納法得出自己的見解：鋅、銅微量元素是影響兒童正常發育的重要原因，並據此發現整理成科研論文，在某雜誌上發表了。湖南某銅製品廠科技人員從雜誌上看到醫學工作者的論文，便進行了演繹聯想推理，如果開發一種含銅鋅微量元素的食品或食具，是否可以幫助兒童發育良好呢？於是，開發出了“銅鋅合金炊具”的新產品。