席金合
解數(shù)學(xué)題需要公式,其實(shí),發(fā)明創(chuàng)造也有“公式”——
轉(zhuǎn)換式
曹沖稱(chēng)象是典型的轉(zhuǎn)換式——將不能直接用秤來(lái)稱(chēng)的大象重量,轉(zhuǎn)換成許多小石塊的重量,再用秤來(lái)稱(chēng)這些石塊,得出大象的重量。這是異物同量之間的轉(zhuǎn)換,即將一種對(duì)象的重量轉(zhuǎn)化為另一種對(duì)象的重量。又如測(cè)量樓房的高度,將繩子從樓頂垂到地面,量出繩長(zhǎng),就得到樓房高度,這是樓高向尺長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換。其中的道理很簡(jiǎn)單,人們一般都想得到。
可在許多情況下,轉(zhuǎn)換不一定是在同類(lèi)型的量之間進(jìn)行。如用激光測(cè)量地月距離,是測(cè)出激光從地球出發(fā)又經(jīng)月球反射返回的時(shí)間,再用激光的傳播速度換算,得出結(jié)果。這種做法是將地月距離轉(zhuǎn)換成激光傳播時(shí)間。
移植式
移植式是將已知對(duì)象中可借鑒的東西,遷移到待研究的對(duì)象之中,加以充分運(yùn)用,從而實(shí)現(xiàn)新的突破,達(dá)到期望要求。移植的方式有原理移植、結(jié)構(gòu)移植、方法移植和材料移植等。
仿生技術(shù)絕大多數(shù)屬于結(jié)構(gòu)移植。比如魯班受齒狀草葉啟發(fā)而發(fā)明了鋸子,就是把能劃破手指的草葉結(jié)構(gòu)原樣照搬,設(shè)計(jì)出鋸齒的形狀。又如許多建筑工程中的拱形橋梁、拱形屋頂、拱形堤壩等,都是參照鳥(niǎo)蛋這種抗壓力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)而成的。
側(cè)迂式
遇到無(wú)法直接解決的問(wèn)題,可暫時(shí)避開(kāi),從側(cè)面迂回繞行,另辟蹊徑。這種靈活的變通之法,也能帶來(lái)創(chuàng)新。常言道“竹籃打水一場(chǎng)空”,但若運(yùn)用側(cè)迂法,情況完全相反:將水轉(zhuǎn)化成冰,用竹籃盛到水缸里,再融化成水,不就等于用竹籃打到水嗎?竹籃里鋪上塑料薄膜,或用粗大竹子做個(gè)筒狀的籃子,也照樣能打水。
運(yùn)用側(cè)迂式解決問(wèn)題,關(guān)鍵要明確根本目的,并以此尋找求解思路。有人讀了《愚公移山》,提出愚公為何不搬家,就是根據(jù)愚公搬山的根本目的,運(yùn)用側(cè)迂式思考問(wèn)題而產(chǎn)生的好問(wèn)題。愚公每天率子孫挖山不止,最終是為了改善交通,讓門(mén)前道路通暢。若是將家搬到平原,不就能輕而易舉地達(dá)到這個(gè)目的嗎?何必子子孫孫沒(méi)完沒(méi)了地挖山呢?竹籃打水并非竹籃盛水,無(wú)論怎么做,只要用籃子將水轉(zhuǎn)到缸中就行。
轉(zhuǎn)向式
轉(zhuǎn)向式是指解決問(wèn)題受阻時(shí),來(lái)個(gè)180°大轉(zhuǎn)彎,站到對(duì)立面思考解決辦法。
一位國(guó)王有潔癖,最害怕鞋子沾土。一次外出巡視前,他下令途經(jīng)道路全要用布覆蓋。負(fù)責(zé)的大臣粗略計(jì)算,這需要20萬(wàn)工匠勞作50年。大臣無(wú)奈,建議取消出巡。國(guó)王大怒,將其處死,另派人辦理此事。新任大臣知道,按照前任的思路不可能完成這項(xiàng)任務(wù),于是他思考:行走時(shí),腳與路是相互對(duì)立的兩方面,要讓腳不沾土,從路這方面看,消除路面泥土工程量極大,并不可取;可從腳這方面看,可讓國(guó)王坐轎、騎馬或穿上鞋套,讓腳不與路接觸,自然染不上塵土。最后國(guó)王對(duì)穿鞋套出行,十分滿意。
老翁吃肉,煮得爛熟還咬不動(dòng),就去補(bǔ)牙;帽子戴不上,削頭不行那就換大的;機(jī)械化采收番茄易破損,改進(jìn)機(jī)器困難,但可培育硬皮番茄。站在事情對(duì)面想辦法,收效不凡。運(yùn)用轉(zhuǎn)向式解決對(duì)立關(guān)系交織的題,關(guān)鍵在于能否明確現(xiàn)時(shí)立足的一方,再用反向思維,找到與之相對(duì)立的另一方,然后根據(jù)情況解決問(wèn)題。
跳躍式
用筆和紙一筆畫(huà)圓及圓心,你能做到嗎?其實(shí)畫(huà)法很多:一是將紙的一角折上來(lái),在緊靠紙角處畫(huà)上圓心,筆跡借所折的背面過(guò)渡到某處,再展開(kāi)紙角,移筆畫(huà)成圓圈。二是畫(huà)條橫線,就是圓及心,因?yàn)閺哪骋唤嵌瓤矗瑘A和圓心是一條線。三是用毛筆畫(huà)一個(gè)黑寬的圓環(huán),得到白心的黑圓。這三種畫(huà)法,分別在畫(huà)法、圓的視角和形式上,實(shí)現(xiàn)了跳躍。所謂跳躍式,是在難以解決時(shí),跳出立足點(diǎn),從新的境地中尋找辦法。
創(chuàng)新并不高深神秘,也不復(fù)雜;若能克服僵化、習(xí)慣、死板的想法,擺脫老經(jīng)驗(yàn)、老眼光、老套路的束縛,從思維定式中跳出來(lái),誰(shuí)都能創(chuàng)新。如人類(lèi)的交通工具,已實(shí)現(xiàn)由馬車(chē)、汽車(chē)到火車(chē)、飛機(jī)的跳躍。如果當(dāng)初一味在改善馬車(chē)性能上下功夫,則很難在提速上實(shí)現(xiàn)飛躍。只有跳出一味研究馬車(chē)的園囿,才可能有高級(jí)交通工具問(wèn)世。
反向式
反向相對(duì)正向而言,正向一般指常規(guī)、公認(rèn)、習(xí)慣的想法;而反向是對(duì)傳統(tǒng)、慣例、陳習(xí)的反叛,利于破除由經(jīng)驗(yàn)造成的僵化思想,為創(chuàng)新鏟除阻礙。反向式創(chuàng)新在各個(gè)領(lǐng)域都適用,主要表現(xiàn)為原理、程度、功能、屬性、結(jié)構(gòu)、方位、缺點(diǎn)、觀念、對(duì)稱(chēng)等方面的反向思考。比如氣體受熱導(dǎo)致體積以至壓力變化,由此發(fā)明了氣壓表;反過(guò)來(lái),體積變化也能體現(xiàn)溫度變化,由此發(fā)明了溫度計(jì)。這是原理反向式創(chuàng)造。小風(fēng)助大火,而大風(fēng)能吹滅小火,于是就有風(fēng)力滅火法,這是程度反向的結(jié)果。以毒攻毒療法,是藥物功能的反向。椅子由實(shí)心發(fā)展為空心,是屬性反向。大禹治水,變堵為疏,洪水順利歸海,是方法反向。