1、第一節類比法概述一、類比法的概念“類比”一詞源于古希臘，含義為“按比例”。古希臘數學家發現，兩個尺 寸不同的三角形若三條邊的比例關系相同， 則這兩個三角形相似。這種以比例發 現相似性的方法，是最早意義上的類比。我們現在使用的類比的含義已經擴大化 了。簡單的說，類比就是把具有一定相似性的兩個不同的事物進行比較。在我們日常認識事物的過程中，常常會在無意中使用類比的方法，從兩個事物的一個或 數個相同點或相似點推想其他的相似點，從而對事物一些未知的屬性做出推斷。 反過來，在創造新事物時，我們需要新事物具有一定的屬性或特點，那么，是否 可以找到具有相同或相似屬性的其他已有事物，將決定該屬性的形狀、結構、

2、原 理或其結合運用于我們需要的、正在創造中的事物呢？根據普遍聯系的哲學觀， 完全孤立的事物是不存在的，事物總是處在這樣或那樣的聯系之中。 這種聯系的 表現方式是多種多樣的，其中一個事物與其他事物之間具有的相似性，可以為我 們認識新事物或創造新事物提供幫助， 將這種相似性的比較運用于發明創造， 就 形成了一種創造技法類比法。類比法就是通過對兩個對象之間某些方面的相同或相似之點進行比較分析，從而推出這兩個對象在其他方面的相同或相似的 方法。二、類比法原理類比法的基礎是比較，它的運作機制原理包括兩個方面：異質同化和同質異 化。1異質同化異質同化是指在創造發明新事物時， 借助現有事物的知識進行分析研究

3、，找 出待創造事物和現有事物之間的相同點或相似點的過程。類比法中的比較必然是 建立在不同的兩個事物之間，所謂的異質就是指這兩個不同的事物， 其中之一是 待創造的事物，另一個是現有的事物。同化就是指找出這兩個不同事物的相同點 或相似點。2 同質異化 同質異化是指把決定現有事物與待發明事物相同點或相似點的原理、結構、 形狀或其結合運用于發明創造， 創造出具有該相同點或相似點的新事物。 在運用 類比法時，異質同化和同質異化兩個方面缺一不可。 異質同化是前提和基礎，同 質異化是創造發明的關鍵環節，一個新事物的創造發明必須把這兩個方面結合起 來，運用辯證統一的觀點，分析解決問題。類比是以比較為基礎的，類

4、比法的關鍵是發現和找出原型，也就是類比的對 象。從熟悉的對象類推出陌生的事物，從已知探索未知。如果沒有類比的對象， 類比的方法就無從運用，創造發明的實施只能由其他技法來進行。三、類比的四大類型在以類比為基礎展開聯想或聯系時，實際的連接方式會有不同。美國創造 學家戈登把創造過程中的類比分為四大類型：1 .直接類比從自然界的現象中或人類社會已有的發明成果中尋找與創造對象相類似的 事物，并通過比較啟發出創造性設想是一種直接類比的方法。如電視發射塔的設計，要求既有抗各向風力的性能，又能滿足發射信號的需要。人們發現山上的云 杉樹由于受狂風常年累月的打擊， 底部直徑顯著增大，樹形長成了圓錐狀。通過 類比分

5、析，就出現了圓錐形的電視塔。飛機發動機的燃燒器由于氣流無法控制， 常出現氣體湍流紊亂現象。 我國年輕的博士高歌曾在大西北工作， 注意到沙丘的 形狀十分穩定。 于是他將沙丘的形狀同飛機發動機的燃燒器作了比較， 將燃燒器 內表面改為沙丘形狀，最終發明了“沙丘駐渦火焰穩定器” 。美國發明家萊特兄 弟更是以“誰要飛行， 誰就仿鳥” 的名言為眾多的夢想飛行者指引發明創造的方 向。2 擬人類比擬人類比也稱感情移入或角色扮演。把創造發明的對象或者某個因素人格 化，假如自己是該對象或因素時， 在該種情況下會如何辦。 如機械人的設計主要 是模擬人的動作。3 象征類比象征是指用具體的事物或符號表示某種特定的意義，

6、 如鴿子象征和平， 手形 “V”象征成功、勝利等。象征類比是指將創造發明的事物中的某些問題，運用 具體的事物形象或象征性符號作類比描述， 從而使發明的事物更具創造性。 戈登 說：“象征類比是知覺感知的，在無意中的聯想一旦做出這種類比，他就是一個 完整的形象。”4.幻想類比幻想是指在現實情況下虛無縹緲、 不合情理的設想， 多出現在神話、 童話和 科幻故事中。 幻想類比指在創造的過程中， 把待解決的問題用理想的、 虛構的事 物類比的方法。如中國的古代帝王，為了更好的統治百姓，號稱自己是“真龍天 子”，并把神話中的龍繡在衣服上、大旗上。人們對死亡充滿恐懼，為了自我安 慰，大膽設想，只要活著時心地善良

7、，不做壞事，死后就可以升入“天堂” 。幻 想中的“天堂”實際是對現實“美好生活”的類比。但是，正是創造中的幻想類 比，推動了發明創造，逐步使幻想成為現實。如人幻想像鳥一樣的自由飛翔，現 在人們乘坐飛艇、 飛機等飛行工具已經能夠自由飛行。 人們幻想登上月球， 有嫦 娥奔月的神話，而現代的人已經能夠成功登上月球。以上介紹的四大類比法， 在實際運用中， 直接類比是基礎， 由此可以向擬人 類比、象征類比、幻想類比引申發展。四種類比各有特點和側重，在創造的活動 中相互補充、相互滲透、相互轉化，都是創造過程中不可缺少的方法。四、類比法的技法分類在人類社會的創造活動中， 不斷出現和完善了一系列建立在類比基礎

8、上的具 體技法， 包括典型技法綜攝法； 基本技法原型啟發法、 移植法和仿 生法；引申技法等價變換法、 中山正和法和中山高橋法。 隨著人們對創造 活動中的類比技法的熟練掌握和運用， 還會有更多的理論性、 操作性強的類比技 法產生。第二節 典型技法綜攝法一、綜攝法的概念綜攝法最初是由美國創造學家威廉戈登(W.J.Gordo n)提出來 的，后來喬治普林斯(GeorgePrince )同戈登一起共同研究，使 綜攝法得到進一步完善， 成為理論性和操作性強的創造技法。 綜攝法是指從已知 的事物出發， 將毫無聯系的、 不同的知識要素結合起來， 從不同的角度分析未知 的事物，從而使理想中的未知事物成為現實的

9、過程。綜攝法產生的基礎包括以下幾個方面： 第一，每個人都有潛在的創造能力，而且是可以被開發的； 第二，創造過程是可以具體描述的，創造經驗是可以總結和被他人學習的；第三，創造作為文化現象，在藝術中和在科技中是相似的，都可以用共同的 心理過程來表現；第四，在創造過程中，非理性因素比理性因素更重要；第五，創造小組可以模仿個人的創造過程。綜攝法作為一種專業的、系統的創造技法，其創造性的實現關鍵在于以類比 為基礎的聯想，這容易使人將其與頭腦風暴法聯系或等同。 實際上，綜攝法是與 頭腦風暴法不同的集體創造技法，它具有以下幾個特點。1綜攝法是以類比為紐帶進行聯想的。類比是人們將不同的兩種事物聯系起來時容易采

10、用的思維方式，當小孩在形容一個新認識的事物時，往往會不自覺中運用類比的方法。 綜攝法中的聯想至關 重要，但是，聯想的基礎是類比，聯想原因是兩種事物存在相同點或相似點，這 是其與頭腦風暴法不同的關鍵之一。2 綜攝法是一種適用于集體創造的專業性的技法。綜攝法雖然也可以為個人使用于創造活動，但是只有其作為一種集體技法 時，才能較好的克服個體聯想的局限性，才能使其優點得到充分的發揮。所以， 綜攝法系統的理論基礎和較強的操作性使其更適用于集體的創造活動。3 綜攝法是針對已有問題進行的，目的性較強。在使用綜攝法時，往往問題已經提出，可以是新產品開發、已有產品改進以 及廣告創意、解決某些社會問題等。因此，能

11、夠針對目標進行分析并提出解決問 題的方案，不像有些類比技法帶有一定的偶然性。二、綜攝法的基本原理戈登認為綜攝法的基本原理包括兩個部分，即變陌生為熟悉和變熟悉為陌 生。1 變陌生為熟悉變陌生為熟悉的階段，就是類比法中的異質同化階段。主要是借助于分析， 設法將陌生的事物分解，盡可能的將其變為以前熟悉的事物。人的機體本質上是 保守的，它排斥任何陌生的東西或概念。 所以，當遇到一個新問題或陌生的事物 時，都要有意識的把它納入一個可接受的模式中， 與以往的熟悉東西相比較，找 出它們的相似點，以便把陌生的東西變為熟悉的東西。倉泄性的解決問題，不僅 需要通過變陌生為熟悉來認識事物， 更需要將熟悉的事物再變為

12、陌生的事物， 即 新的、具有創造性的事物或方案。2 變熟悉為陌生對已知的熟悉的各種事物，運用全新的方式，從新的角度進行觀察、分析， 將熟悉的變成不熟悉的，才能真正創造出新的事物或提出新的方案。 變熟悉為陌 生，需要打破舊框框，使人的思維跳出已有的習慣。在綜攝法中，變陌生為熟悉和變熟悉為陌生的過程并不是相互獨立的， 而是 辯證統一的，需要結合起來靈活運用，而且，都是以類比為基礎的。因此，綜攝 法的靈魂就是類比。三、綜攝法的實施程序綜攝法能在世界各國普遍采用，原因之一是其操作性強。綜攝法的實施步驟 如下：1 .確定綜攝法小組的成員2 提出問題一般由主持人將所要解決的問題向小組的成員宣讀。 這一問題

13、往往是預先擬 定的，而且小組成員并不知曉。3 .分析問題專家對該問題進行解釋和陳述，目的是讓小組成員了解有關問題的背景等信 息，使非專業人員對該問題有一個大致的理解。4.凈化問題小組成員圍繞這一問題進行類比設想， 盡可能多的提出解決問題的方法，專 家從較專業的領域，說出該想法的不足之處，選擇兩三個比較有利于問題解決的 設想，達到凈化問題之目的。5 .理解問題確定解決問題的目標從所選擇的設想中的某一部分開始分析， 讓小組成員從新的問題出發，展開 類比聯想，陳述觀點。這樣做可以使小組成員理解解決問題的關鍵環節， 并提出 解決問題的目標。6 .類比靈活運用確定了解決問題的關鍵環節。主持人要有意識地拋

14、開原來的問題， 讓小組成 員發揮類比設想作用，把問題從我們熟悉的領域轉到遠離問題的領域。 從各位成 員的類比中，選出可以用于實現解決問題的類比，對選出的類比進行分析研究， 從類比的例子中找出更詳細的啟示。7. 適應目標遠離問題不是根本目的，是為了到陌生的領域去，尋找有利于問題解決的啟 示。把從類比中得到的啟示，與在現實中能使用的設想結合起來， 從而形成一種 新穎獨特的解決方法。8. 方案的確定與改進專家對于方案要進行反復的論證，并對其中的缺陷進行改進，直到取得滿意 的結果。四、注意事項與應用范例在運用綜攝法的過程中，不一定完全照搬上述八個步驟，關鍵是靈活運用類 比技巧。同時注意以下4個問題。第

15、一，由不同知識背景的人組成討論小組，相互啟發，集體攻關，特別是對 主持人和專家的要求較高，必須選擇合適的人來擔當。小組的其他成員需要多種 學科、多種專業，這樣才能大膽類比設想，變熟悉為陌生，在廣闊的領域內展開 問題，解決問題。如美國在“911”后反恐策略的制定中，將好萊塢的著名 導演們請來，讓他們充分發揮藝術創想，為反恐提供思路。第二，專家對所要解決的問題的陳述，不能過于詳盡，防止大家的思維囿于 一定的范圍，而影響問題的展開。第三，在凈化問題和確定解決問題的目標的過程中，既要發揮民主，讓小組成員盡可能多的提出設想，又要體現集中，專家要從中選擇兩三個設想，作為進 一步討論的出發點，所選擇的設想，

16、不應該是顯而易見的、合乎情理的，而應該 是新奇的、獨特的構思。第四，專家要及時發現有益于問題解決的啟示， 只有專家，更清楚啟示與目 標的距離，從而達到變熟悉為陌生。第三節基本類比技法在類比技法中，有一些理論體系性不強，突出個體創造，常廣泛使用的基本 類比技法，如原型啟發法、移植法、仿生法等。下面分別進行介紹：一、原型啟發法原型啟發法是一種最為籠統的類比方法， 也稱墊腳石法，是指通過觀察找到 原型，在原型的引發下，產生創新設想的技法。啟發是指在某種刺激物的作用下形成新設想的心理活動，它是以相似聯想為 基礎的。創造性的思維活動就像江河，可以奔流不息，創造性思維是一種復雜的 腦力活動，往往有“山重水

17、復疑無路，柳暗花明又一村”的感覺，因此啟發帶有 偶然性、機遇性，需要有一定的條件：第一，有強烈的創新欲望。這樣才能提高接受啟發的敏感性。第二，明確問題的實質，以鑒別把握可能得到的啟發。第三，增加信息量，擴大知識面，為啟發創造更多機會。跨學科的研究者常 常能做出突破性的貢獻，因為事物之間的相似點越少，所發明物的意義就越大。第四，大膽猜測事物之間可能的聯系，尋找啟發的原型。1原型啟發的原理和特點原型啟發法是根據人的創造思維和運行方式， 將偶然遇到的某些事物，經過 觀察和分析，突然間啟發出靈感。它是以創新欲望為前提，以類比為基礎而進行 的一種創造活動。原型啟發法的特點是：(1) 在原型啟發之前，有時

18、創造者的目標并沒有確定，有時雖然確定了目 標，但不是在有意識地尋找下才發現原型。(2) 原型啟發法強調的是啟發，啟發只是一個墊腳石，并不是要求啟發物 與發明物之間有明顯的嚴格的相似關系。有利于發明創造的現象是常有的，發現或者知道這些現象的人很多， 從發現 而受到啟發的人卻很少。差別在于發明創造者是生活中的有心人，他們不輕易放 過在別人看來微不足道的現象，并及時、敏銳地把它同發明聯系起來，進行創造 性思考。他們發現的是很普通的現象，從中創造出來的卻是前所未有的新事物。總之, 原型啟發是一種籠統的類比法，沒有完善的理論體系，只是根據人創造思維的偶 然性活動，從事物的特征、形狀、顏色、結構和功能等獲

19、得啟發，進行創造活動。 因而，創造發明的成功率較低，且必須以原型為基礎。但該方法理論要求不高， 易于被接受，所以仍然是一種比較常用的創造技法。二、移植法移植法就是將某個領域的原理、方法等引用和滲透到其他領域，用以改造舊 事物或創造新事物，所以移植法又稱“滲透法”。1 移植法的原理和特點移植的原意是指把播種在苗床或秧田里的幼苗拔起或連土掘起種在地里或 其他地方。醫學上的移植則指將有機體的一部分組織和器官補在同一機體或另一 機體的缺陷部分上，使它逐漸得到修復。移植法是一種側向思維方法。英國劍橋 大學教授貝弗里奇說：“移植是科學發展的一種主要方法。大多數的發現都可以 應用于所在領域以外的領域，而應用

20、于新的領域時，往往有助于促成進一步的發 現。”移植法和原型啟發法相比，是更為具體的類比，其發明物與利用物之間有 明顯的相似之處，而且移植前，發明者有明確的目標，即移植的方向，從目標出 發來尋找欲移植的對象。2 移植法有效運用的必要條件移植法的運用比較容易理解和聯系， 但是，移植并不是毫無目的和條件的進 行，它需要滿足一定的條件，以保障技術的可實現和創造性。移植法有效運用的條件有：(1) 用傳統方法難以找到理想的設計方案或解決問題的設想，或者利用本專業領域的技術知識根本無法找到出路；(2) 其他技術領域存在解決相似或相近問題的方式、方法；(3) 對移植的結果能否保證系統整體的新穎、 先進、和實用

21、性有一個基本 的估計或肯定性的判斷。這三個條件，在運用移植法進行創造的時候必須具備， 否則移植工作將無任 何意義。3 .移植法的種類(1) 原理移植。技術原理本身都帶有一定的普遍性和通用性，因此可以根 據不同的要求和目的作移植創造。(2) 結構移植。物體的特定結構往往對其功能的實現具有重要的作用，如 果將不同物體的結構移植、滲透，就有可能產生新的事物。(3) 方法移植。科學研究每提出一種新的理論，技術創造每完成，。一項新發明都伴隨著方法上的更新和突破17世紀的笛卡爾是科學方法移植的先驅。他以高度的想象力，以曲線上“點的運動”為觸發點，把代數方法移植到幾何領域， 使代數、幾何融為一體，從而創立了

22、解析幾何(4) 材料移植。產品的材料對產品的價值、功能和制造成本具有決定性的影響，通過將不同的材料移植于特定的產品， 可以達到創新的目的。例如現代社 會塑料的使用非常普遍，2000年英國研制出了世界上第一輛塑料坦克。這種坦克以塑料和玻璃纖維取代鋼來制造外殼， 不但輕巧，能以飛機運載，而且具有 避開雷達的隱形功能。移植法是科學研究中一種簡便、有效的方法，它理論簡單、易于掌握，不足 之處是必需要有移植的原型。三、仿生法仿生法是指通過模擬生物的結構、功能或原理等而進行發明創造的方法。1 .仿生法的原理仿生法的運用以人類對生物界的不斷認識為基礎， 也在不斷地發展之中，生 物原型已成為現代發明的源泉。其

23、理由是：生物在自然進化中，經歷了億萬年的 篩選、淘汰和改進，通過自然選擇，每種能夠生存的生物都有別的生物所不具備 的特點和功能，這些特點和功能便成為人們創造活動模仿的對象。 如蝙蝠可以發 出和聽到超聲波，狗的鼻子可以感覺出2 0 0萬種物質和不同濃度的氣味， 等等， 這些功能都已被人類所認識和利用。 隨著科學技術的發展，自然界中生物系統的 這些奇妙功能愈來愈為人類所認識和把握， 向生物索取啟迪，是現代發明創造的 一個重要趨勢。2 .仿生法的實施步驟仿生法的模仿對象主要是生物，它是一種以生物為比較對象的具體的類比 法。其實施的步驟為：(1) 明確發明創造物的功能。(2) 選擇模仿的對象。根據自然

24、界的生物學知識，通過類比聯想，尋找與 目標功能相似的生物體，有目的地選擇模擬對象。(3) 研究生物體的結構、功能等。(4) 將研究所得的生物學資料，運用數學分析抽象成通用的數學模型， 再 采用機械、電子、化學等手段制成可進行工程技術實驗的實物模型。第四節引申類比技法由綜攝法引申和演變的技法很多，具有代表性的技法有：等價變換法、中山 正和法和中山高橋法。下面分別給予介紹。一、等價變換法1等價變換法的原理及特點等價變換理論是日本同志社大學理工研究所市川龜久彌教授于1955年 提出的。等價變換法就是通過對某事物的一方或雙方經過適當的思考，找出原來沒有關系的兩個事物的共同點，把兩者的等價關系體系化。等

25、價變換法，理論完 整，體系嚴謹，程序清晰，并有相應的檢索工具，是一種較系統的創造技法。該 技法在日本比較流行，對我國的創造發明影響也較大。自然界中任何生物的進化過程，總是由初級到高級，由簡單到復雜，這也是 由達爾文的“優勝劣汰”的進化論所證明的。科學技術發展史與生物進化史有同 樣的道理，任何新事物都是從原事物中產生的， 舍棄其過時的消極的方面，保留 積極的和合理的因素，再結合新技術新理論，從而構成了適應當時時代發展需要 的新事物。因此，舊事物中保留下來的那部分仍存在于新事物中， 這就是新舊事 物共有的部分，也是事物之間的等價性（或者稱相似性或共性）。等價變換法認為：創造發明的本質就在于使一個或

26、一類事物保留其有用的部 分，拋棄其落后的或不適應需要的部分， 最后變換成更為高級的事物。其過程可 以表示為下列符號形式，也稱等價變換方程式。I心U j A（13t乞hA。指任意已知事物，即發明的原型；U設定的思考路線或給定的某種要求或目標；Xa表示應舍棄的或不適應需要的所有部分或所有特征；C&表示保留的有用部分或稱等價性構成要素，其中&為等價因素，C為&的限制條件；Xb代表產生新事物時應加入的所有部分或所有特征；E代表新事物。2 等價變換法的運用程序市川教授以等價變換理論為指導，將該理論變為可操作的、有一定運用程序 的等價變換法，以指導實踐。等價變換法的運用程序圖如5

27、-1所示，以下結合 機動船的發明來說明這個程序。圖5 -1等價變換法運用程序圖第一步，提出問題，確定目標。以前供游玩的小劃艇的動力系統是靠雙槳的， 費時費力。因此，決定發明一種船的新式動力系統。第二步，確定觀點，分析問題，設定技術要求。分析問題要力求抓住問題的 本質，找出解決問題的關鍵環節。分析問題可以從多角度、多側面進行。因而就 會產生多種技術要求。小劃艇使用起來費時費力，可以改變船的體積或者船的形 狀，使船更輕巧，便于運動，也可改變槳的數量、質量，還可以改變其動力系統。 從推動裝置上提出技術要求如下：新式的小艇應具有機動的動力系統，且可控性 好，質量小。第三步，從設定的技術要求中，抽取出等

28、價因素£。等價因素&是對技術要 求的進一步簡化、抽象化和概括化的結果，一般都是動詞或動詞詞組。本例中可 確定等價因素&為“推動”。第四步，找出能實現等價因素的現有的所有技術裝置和技術手段（即工A（集），這一步需要有創造性，盡可能發散思維，向多方面擴展，提出盡可能全面 的多種類的能實現該等價因素的事物。 本例中，各行各業中能實現推動作用的事 物有電、蒸汽、汽油、柴油、風力（帆）、水流等。第五步，從所有這些事物工A 。集中選出最合適的一個事物A Oo本例中因發明者本人開了一家生產小型內燃機的公司， 因此選擇柴油類動力 系統。第六步，確定限制條件C,從2A 0集中選出的A

29、0,事物必然有其具體的實 現&的條件，這種特定的實現&的方式即為限制條件。 本例中，選用柴油類動力 系統，就要將柴油發動機與小艇相結合，推動小艇運動，而不能用帆，或蒸汽等 形式。第七步，組合C&,即將等價因素&與限制條件組合在一起。本例中，組合 結果為：以柴油發動機作為小艇的動力系統。這一步也是貝爾納舍棄原型中與發明物無關的部分（a）的過程。本例中將以柴油發動機為動力系統的拖 拉機、發電機等與新發明物無關的方面拋棄，而將拖拉機、發電機的動力系統柴 油發動機保留。第八步，對C&和工b做各種組合試驗。是為了保證實現目標的一系列 條件，形成工b需要專業知識，需

30、要了解當時的問題背景及社會、 科學技術發展 水平，包括要實現技術的功能、結構、效率等知識，以使發明具有先進性和新穎 性。本例中，需要尋找符合工b的有關機動船只螺旋槳、船體平衡的知識等，還 要將原形進行局部的變換，如將柴油發動機的體積變小，使其質量小，便于懸掛 和手控操作，同時發動機的傳動桿要向下伸入水中，與螺旋槳相連等。第九步，檢驗。看各種方案能否達到開始時提出的目標， 若達到則終止研究， 否則應重新考慮最初定的技術要求Ui,調整發明思路。反饋也可以到第4步， 選擇其他對象作原型，重新試驗，直到最后得到滿意的答案。第十步，完成新事物E,付諸實施應用。3 適用范圍和注意事項等價變換法適用于工業產品的開發， 主要是模仿、改進型的發明創造，對一 些沒有更多原型為基礎的組合