这种“层层逼近法”对我们分析问题、研究问题来说,是相当有用的一种方法。德国心理学家卡尔·邓克尔曾进行了一个实验研究,该研究基本上可以用来描述我们提出的“层层逼近法”,参加实验的是柏林大学的学生,邓克尔提出一个问题,“假定,一个人在他的胃里生了一个不能作手术的肿瘤。如果我们应用某种放射线,只要有足够的强度,肿瘤是可以破坏的。问题在于:这样强烈的放射线怎么能够应用到肿瘤上,同时又不会破坏围绕这个肿瘤四周的健康组织呢?”其中一个大学生解决了这个问题,该学生的思路基本上是采用“层层逼近法”,只用一个透镜就解决了这个问题。
4、淘汰法
我们常常会碰到许许多多的复杂事情,乍一看,千头万绪,不知从何处下手为好。这时候就是“淘汰法”的英雄用武之地。所谓“淘汰法”就是从复杂的事物现象中理出一个“头绪”进行推敲和分析,不行的话,否定这个线索,再找另外一个,依然推敲分析,这样逐条逐个地分析、淘汰,最后我们就能把握住该事物的本质。例如:
现在有一个问题,甲、乙、丙、丁四个孩子在院子里踢足球,不留神将一户人家的玻璃给打破了,四个人都很恐慌。在房主人问是谁把球踢到窗户上去的时候,他们谁也不承认是自己打碎的。房主人问甲,甲说:“是丙打的。”丙反驳道:“甲说的不符合事实。”房主人又问乙,乙说,“不是我打的。”再问丁,丁说,“是甲打的。”好人告诉房主人,这四个孩子中只有一个比较老实,不会说假话,其余三个人都说假话。这样一来众人感到不解了,犹如—个“无头案”。但利用“淘汰法”这个问题可迎刃而解。其方法如此:假如甲说的是真话,那么乙说的也是真话了,两个孩子都说真话不符合实际上所了解的情况,故玻璃不会是丙打破的;同样的理由,丁说的也不是真话,所以玻璃也不是甲打破的;剩下的人只有乙和丁了,如果是丁打破的玻璃,那么,乙和丙说的就是真话了,这也不符合实情,故也不是丁打破。于是,打破玻璃的只能是乙了。
5.内插法和外推法
内插法是在一系列已确定的事实之间填补空白。这是一种“间接”的“层层剥笋法”,它实质上是起了为“剥笋”铺路的作用。外推法则是根据某一趋势会延续下去的假设推广到一系列已有的观测事实之外这样一种方法。它也是一种间接性“层层剥笋法”。
普朗克提出著名的辐射公式就是利用了内插法的结果。在他之前,瑞利和金斯提出过一个计算物体热辐射强度随频率及温度的函数变化关系的公式,但只适用于低频(长波)范围。后来维恩又提出一个新的分布律,克服了瑞利-金斯公式的缺陷,但是在后来卢梅尔和普村舍姆所做的改进测量中,发现与维恩的分布定律有明显的偏差。而普朗克认为,这些人的做法都没有把计算公式和辐射的能量、频率和熵之间的关系明确地联结起来。维思的分布定律对应于一种这样的关系,瑞利-金斯公式对应于另一种关系,他就把这两个旧的分布公式作为两“极”,在它们之间建立了一个公式,从而取得巨大的成功。由此可见,“内插法”是一种严密的思维活动,并且在科学上有着广泛的运用。“外推法”也是一种对“深层”特征的认识方法。受这种方法影响最深刻的是未来学领域,该学科就有一种叫“趋势外推法”的研究方法,其原理是根据历史和现有的资料来研究发展趋势,从而推测出未来的发展情况。据说,有80%的技术预测都是运用此法而进行的。
·层层剥笋法训练:
训练1:
特性列举法
创造学家克拉福德教授经过研究,总结了一种特性列举创造技法,特别适用于具体事物的创造发明,也适用于我们“层层剥笋法”的训练。特性列举法主要采用这样一种方法:通过对发明对象的特性进行分析,并一一列出,然后探讨能否革新,怎样找出实际的革新方案,所以有时也称为“分析创造技法”。
其一般过程如下:
第一步选择一个目标比较明确的发明或革新课题,课题宜小不宜大。选好以后,一一列举出你所要发明或革新的对象一些持征。特性包括以下三个部分:①名词特性——全体、部分、材料制造方法;②形容词特性——性质状态;③动词特性——功能。例如,假如确定革新的课题是一把水壶,便可有:①名词特性———采用名词来表达水壶的特性。全体:水壶;部分:水壶柄、壶盖、蒸汽孔、壶身、壶口、壶底;制造方法:焊接法,冲压法。②形容词特性——采用形容词来表达的特性。性质;轻、重;状态,美观、清洁。③动词特性——采用动词来表示的特性。功能:烧水、装水、倒水。
第二步是从各个特性出发,通过提问,诱发出可用于革新活动的创造性设想;例如,围绕着名词特性,可提出下列问题“冒出的蒸汽会烫手,蒸汽孔是否能移至别处?”“焊接的地方能否采用其他办法来联接?”“除铅以外是否还可使用更廉价的材料?”等等。(注意,这些问题,实质上是对特性的“进一层”认识。)
移植法
所谓“移植法”,就是将某个学科领域中已经发现的新原理、新技术、新方法,移植、应用或渗透到其他学科、技术领域中去,为解决其他学科、技术领域中的疑难问题提供启示或帮助,从而使它得到新的进展的一种方法。移植法也称“渗透法”。
从思维的角度看,移植法可说是一种侧向思维方未能。它通过相似的联想、相似类比,力求从表面上看来仿佛是毫不相关的两个事物或现象之间,发现它们的联系。因而,它与类比法、联想法有着密切的联系,在很多情况下还与灵感思维有关。
17世纪的笛卡儿是科学方法移植的先驱。他以高度的想象力,借助曲线上“点的运动”的科学想象,把代数方法移植于几何领域,使代数与几何融为一体而创立了解析几何。19世纪以前,他学家们只局限于化学自身的范围内研究化学运动,这就使他学长期未能超出经验科学的地位,到十九世纪下半叶,人们开始把物理学的理论知识和研究方法移植于化学领域,终于出现了物理化学这门边缘学科。这一重大成果,使他学研究由定性走向定量,由归纳走向演绎。
自然界物质运动的多样性与统一性,为学科间的渗透、移植提供了客观基础。
学科移植大致有如下一些情况:
1、同一学科中,不同方法的移植,产生了新方法,如前面所说的由于解析几何的出现,产生了新的数学方法;
2、不同学科、不同理论万法的移植,从而产生新学科。如物理学与化学的相互渗透,先后产生了物理化学和化学物理。化学、物理学和生物学的相互渗透,出现了生物物理,生物化学,分子生物学等新学科,把数学应用于管理,出现了管理数学;
3、多个学科领域之间的渗透和移植,即许多学科的理论和方法的综合应用,去研究同一对象,从而产生新的综合科学。如环境科学、空间科学,海洋科学等就是多学科的综合;
4、不同研究领域的研究方法、手段、实验技术的移植,从而出现了许多新技术或分支学科,如将射电技术应用于天文学,产生了射电天文学。激光技术应用于生物学和医学,产生了激光生物学和激光医学。X射线衍射技术在医学上的应用,形成了电子显微镜技术;
5、基础理论学科与技术科学、专业技术的相互渗透,产生了许多新学科,如应用物理学和化学等基础科学理论去解决各种材料及其生产问题,产生了材料科学;把一种基础科学理论应用到许多不同的生产部门中去,如把力学理论应用到采矿、建筑、材料等不同生产部门,产生了岩体力学、土工力学、材料力学等等分支学科;
6、在自然科学与社会科学之间,也相互渗透。
可见,移植、渗透方法,用一门或几门学科的理论知识与研究方法,去研究另一学科的研究对象,这是发展科学技术和创造新学科的重要途径。许多事实证明,移植法在科学研究与创造活动中是一种比较简便和有效的方法。它对技术创新和新产品开发,也有重要的应用价值。
移植法,有时可以便对某个学科自身来说是一种普通的原理或技术,而移植到另一学科领域后却生长出崭新的科学成果。例如,红外辐射,它在物理学中,是一种常识性的知识,因为它不过是一种很普通的物理过程——不同温度的物体,会发射不同的红外辐射。可是,当把它移植到临床医学上,出现了全新的医疗手段和诊断技术;把它应用于遥感,可用来勘测资源、农业估产、植物保护、军事目的;将它用于国防科学、工业生产和国民经济其他部门,现在已形成了一门崭新的现代红外技术。这个事例给予我们一个重要启示:千万别嫌某个理论、原理或技术的“普通”,因而瞧不起它,重要的是多多思索,能否通过移植,为它开拓“用武之地”。有人认为:“在科学研究活动中,运用移植法的最大困难,在于科学研究工作者有时不能够理解其他领域内的新发现对于自己研究工作的意义。”我们认为,这话是很有道理的。
移植论不仅适用于科学技术领域,在其他领域中也有广泛的应用价值。平时人们常说的借鉴,就是一定意义上的移植(当然不是生搬硬套)。就拿篮、排球运动来说,在篮球运动中,一些优秀的进攻队员常以投篮的假动作,迷惑对方,诱使对方防守队员起跳,等他们从空中落地,进攻队员早以真功夫投篮了,这时防守队员已来不及第二次起跳,眼看着对方投篮也奈何不得。这种“假动作”,后来移植到了排球运动之中,发展成为一种所谓打“时间差”的进攻技术。同样,篮球运动也受排球运动的启示,把“二传”引进了自己的技术体系之中,产生了一种“二传式”投蓝。它由中场控制球的队员发动,“二传手”中间转承,埋伏在对方篮下附近的高大进攻队员突然起跳,接过快速传来的二传式的球,趁势将球投入篮筐。
在建筑设计中,有些高明的设计师在设计像旅游建筑群这类建筑时,把音乐中的“旋律”引入设计之中,使人对建筑群产生一种美感,一种美的“旋律”。
许多能工巧匠用树根雕出了富有诗意、栩栩如生的动植物形象,使废品变成珍贵的工艺品,如此等等,说明移植法确是一种颇有用处的创新方法。
·移植法训练
训练1:
掌握移植法,要善于联想,要善于从其他事件、现象中寻求启示。
在欧洲,直至十九世纪中叶,由于外科技术落后,在做手术后大部分患者都会受感染而化脓,死亡率很高。医生们对此束手无策。英国医生李斯特眼看许多患者一个个死去,心里很难过。为了找出化脓原因,他昼思夜想,经过很长时间仍一无所得。后来,巴斯德发表了有关有机物腐败和发酵的研究成果。证明有机物腐败系由微生物——细菌所引起。巴斯德的发现,顿时引起了李斯特的联想,感到恍然大悟:病人伤口感染化脓,不就是微生物(细菌)在作怪吗?不久,他又在一次机遇中发现细菌是怎样跑进伤口中去的。于是决定采取石碳酸消毒的办法,终于在1865年首次采用无菌手术获得成功。到1868年时,别的医生术后病人死亡率高达80%以上,而由李斯特做手术的病人,死亡率仅15%。李斯特成功地移植了巴斯德的研究成果(证明腐烂由细菌造成),发展了外科手术的消毒。
通过这个例子,你从中得到了什么启示?你也可以通过这种方法来发现一些新事物。
训练2:
要想更好地运用移植法,还要努力提高自己的“辐射”能力,即善于从“看来无关”的事物中寻找启示和线索。
一个人踩到丢弃路上的香蕉皮会使他滑倒,这是众所周知的常识。香蕉皮为什么滑溜呢?想到这个问题的人也许不多,把它当作一个问题去研究的人,可能更少。有人用显微镜加以观察,发现它由几百个薄层构成,层与层间可以滑动。据此,有人提出推断,如果能找到类似结构的物质,就可由此发现性能优异的润滑剂。在对许许多多的物质进行研究后,人们终于发现二硫化铝和石墨的结构完全类似于香蕉皮的结构。石墨早已被用作润滑剂,二硫化铝却是通过这种移植方法被发现的。
它具有极薄的层结构,厚度为0.1微米,仅为香蕉皮层厚的二百万分之一,其易沿性相当于香蕉皮的200万倍。它的熔点高达1800℃,常用润滑剂黄油只能在150℃以下的条件下使用,而二硫化铝在400℃温度下使用也不成问题,是一种良好的耐热性润滑剂。留意、研究“日常小事”,有时也可引出新发现,这对于我们从事技术开发、产品开发的人来说,足有启示作用的。
其实许多发明是很简单的,只要我们掌握正确的方法。