音乐创造法的原理
音乐化构思设计的对象分两大类:一类是产品,另一类是方法。下面罗列了一些音乐化的产品和音乐化的方法,启迪大家进行新的发明创造。
音乐化的产品有音乐茶杯、音乐伞、音乐热水瓶、音乐门铃、音乐摇篮、音乐圆珠笔、音乐黑板、音乐蛋粒、音乐枕头、音乐手杖、音乐鞋、音乐雕塑、音乐轮胎、音乐积木、音乐照相机、音乐锁、音乐缝纫机、音乐楼梯、音乐纽扣、音乐储蓄罐、音乐蜡烛、音乐围巾、音乐建筑物、音乐电话(以音乐声代替铃声)、音乐酒具、音乐床、音乐牙刷、音乐贺年片、音乐书、音乐手套、音乐花盆、音乐台灯、音乐钟表、音乐健身球、音乐旅行镜、音乐理发梳、音乐邮票,等等。
音乐化的方法有音乐医疗法、音乐胎教、电话音乐(电话系统专门设有音乐号码、假设号码是123456,那么,你只要拨这个号码,随时都可从电话中欣赏新歌名曲,当有人跟您通话时,歌声乐曲自然停止)、音乐养殖法、音乐除虫法、音乐教学法、音乐思考法、音乐驱鼠法、音乐侦察法、音乐游戏、音乐捕鱼法等。
以各种事物做载体,提供悦耳动听的歌声乐曲,使人心情舒畅。
例如,以手套做音乐的载体,在手套的手背部夹层中设置二个超薄型印刷电路板,其中包括发音片、水银电池、振荡集成电路等,手套各手指部均设有导电橡胶开关。戴上这种手套,用手指按压实物就会发出乐声,而且具有不同音阶,可随时在物体上敲奏出各种旋律。
通过音乐代替某种信号或配合别的信号,传递某种信息或特定的指令。
例如,钟表报时、广告宣传、压力升降、传递暗语、接近临界线、超过额定负荷等,都可利用某种特定音乐声告诉人们。像美国的可口可乐广告瓶,你一打开瓶盖,瓶中就传出阵阵悠扬动听的音乐,可口可乐的形象使你难以忘怀。
例如,许多国家在20世纪50年代就开始应用音乐治病,如今,音乐疗法配合电疗、氧气疗法、针刺疗法等,可医治神经官能症、心理失常、急性腰肌扭伤、落枕、坐骨神经痛等疾病,甚至以音乐代替麻醉剂。专家们研究发现,在幼儿期就开始听音乐的孩子,其容貌或神态会出明显变化,也就是说,音乐可以改变孩子的容貌。
借助音乐调节人的心理,以达到预期目的。
例如,商店播放慢节奏的音乐,能使顾客消除紧张,心情愉快,放慢脚步细心选购商品,从而使营业额提高。餐厅饭馆播放快节奏音乐,能使顾客不知不觉地加快用餐,从而增大客流量和营业额。战场上,交战双方大放对方国家的“思乡曲”,可以瓦解对方的战斗意志。中国古代就把乐曲当作攻心战术使用,“四面楚歌”这一成语典故就是一个范例。
将噪音改变成乐音。
例如,使机器发出的杂乱刺耳的噪声变成易于被人们接受的乐音,使一串鞭炮爆响成为一曲音乐等。
“尺有所短,寸有所长”,任何事物皆是这样。不是所有的事物都应该音乐化。其中需要音乐化的事物也不一定都能实现音乐化。如果一切事物都应该音乐化,也都能实现音乐化,那么,音乐化构思设计的创造性也就失去了。正因为有的事物应该音乐化,有的事物没必要音乐化;在应该音乐化的事物中,有的能够实现音乐化,有的难以实现音乐化,有的不能实现音乐化;在需要而且能够实现音乐化的事实中,还应考虑什么音乐效果好,所以音乐化构思设计才成了一种创造的方法。
例如,科学家在进行“植物对音乐反应”的试验中发现,南瓜偏爱箫声,番茄喜欢浪漫的音乐,橡胶树爱听风琴奏的音乐,葡萄则对超声波特别敏感。对尖刺的音乐,多数植物有反应,特别强时,还可导致植物枯萎和死亡。不同的植物喜欢不同的音乐。植物只有听到它喜欢的音乐才能增加产量或改善果实的品质。印度曾对水稻播放一种叫“拉加”的乐曲,结果,水稻增产25%~60%。
音乐启迪着人们去创造,创造开辟着音乐的新天地。创造离不开选择,选择目标、选择原理、选择结构、选择数据、选择材料、选择方案、选择结果,在反复的选择中寻求正确的创造方向,找出科学的创造依据,设计出可行的创造方案,让音乐在更多的事物中发挥出独特的作用。
音乐创造法的应用要领
(1)设法把乐器、音响、音乐与其他事物相联系,例如:从音乐想到养鸡、从音乐想到皮球、从音乐想到10个、50个事物。试一试,看能不能产生带音乐功能的新事物。
(2)音乐创造法分两大类,一是音乐化的产品,二是音乐化的方法。就是设法以各种事物做载体,把它们音乐化。如果音乐化的结果产生了新事物,就产生了发明。
推销你的设想
几年前《华尔街》杂志上出现了下面这样一则广告:
紧张综合症
有件事情正发生在办公室里、工厂里、饭馆里、医院里、银行里和超级市场中。这就是紧张,它在一定程度上是由各种各样的噪音所造成的,从打字到谈话。
研究表明,紧张使人衰弱和妨碍能力的发挥,使我们脆弱。你可以想办法对付这一紧张综合症。
这个广告接下去告诉人们怎样才能解决这一问题。你能猜出他们推销的产品是什么吗?
许多设想需要其他人的时间,资源和献身的投资。你应该这样想:“我的设想中有什么地方能吸引人们的兴趣?什么地方能使该设想有销路?”
你像一个推销员那样思考过吗?你最好如此去做。生活在一个市场经济中要求你不断地推销设想,向你的上级、你的同事、你的爱人。如果你不能推销你的设想,你的麻烦就来了。我见过很多人,他们都有很不错的设想,但从来也没有实施。因为他们没能把它宣传出去,让人们接受。实际上,设法推销你的设想就像当初激发设想一样需要创造力。
自己推销自己的设想的最佳方式不是强调设想或产品本身,而是强调通过推销“产品的产品”,你就会用你未来的买主所了解和懂得的方式去描述它。下面有几个例子,在20世纪60年代初期,一个五金制造公司向市场推出了一套新的钻孔设备。他们设计得相当不错,但投入市场后,却无人问津。这家公司决定作点市场调查,结果发现大多数的潜在买主所考虑的不是“钻头”而是孔,即“产品的产品”。他们重新改变了产品的形象,强调了这些设备“创造孔”的神奇力量。另一个例子是莱夫森,他是化妆品公司的创始人。70年代初,在一次鸡尾酒会上,一位女士问他:他的产品是什么。莱夫森回答说:“尊敬的女士,在工厂的地板上,我们的产品是化妆品,但在商店里,我们的产品是‘希望’”。
你是怎样作“紧张综合症”这一练习的?你认为这种产品是什么?噪音较小的办公用机器?吸音天花板?背景音响发生器(能发出微弱的音乐用以抵消噪音)?消除紧张的咨询顾问?一家旅行社?药品公司?这些猜测都很好。但这份广告却是由莫扎特背景音乐公司赞助的。这个广告接下去是这样:
有了莫扎特,你就会创造出一种舒适的环境,它会消除单调,使人们消除疲劳,对饮食更有胃口,并能帮助集中注意力。
用一句话来说,莫扎特保证使人们更为多产。这是一种精明的销售策略。有些人一想到莫扎特时,把它归入像塑料花和接电话中请对方稍候片刻时放的音乐之列。通过强调产品的产品,莫扎特公司已使自己处于专营“消除紧张和疲倦”这一业务的有利位置上去了。
关于推销产品的产品的另一要点是产品的产品有很多。对家庭主妇谈这方面事情时是一回事,对一个工程师谈就不同了,对一个农民谈则更不一样了。
想一想如何推销你的产品,你的产品的产品是什么?它能为其他人创造出什么机会?
突破原型创造法
椅子发明的启示
远古时代没有椅子,人们席地而坐。中国汉末,北方少数民族发明了一种可以折叠的“胡床”,这就算椅子的前身。到了中国唐代,发明了交椅。中国南宋时,又发明了太师椅。椅子在人类的创造中不断地变化着。现在,各种造型、各种材料、各种功能的椅子层出不穷,令人眼花缭乱,如小巧轻便的安乐椅、会“唱歌”的音乐椅、带有按摩器的按摩椅、百人同坐的巨型椅、根据妇女临盆形状设计的助产椅、听话的声控轮椅、浮在水面上的救生椅,等等。这些形形色色的椅子都是通过造型上的变化、材料上的更新以及移植、组合或者附加别的东西进行发明创造的。尽管这些椅子以新的形象、新的功能出现,然而都是在一个共同的原型上创造的。那么,能否创造出“不像椅子的椅子”即脱离同一原型的椅子呢?请看一种“能坐的衣服”、能穿的椅子,它采用极轻质的材料制成,紧贴在裤子上,穿上它方便极了,需要坐下时只要把椅架从裤子上放下支起就能歇息。裤子就是椅座,上衣就是靠背。不用时,将支撑椅架收起来卷进裤腰中即可。裤子当椅座、上衣做靠背、穿在身上使用,这完全不同于世代相传的椅子原型。这种不沿袭已有事物的原型进行创造的方法叫做突破原型创造法。
人类的创造,一是原型上的除旧布新,二是突破原型的创造。例如折叠式缝纫机、能发出音乐的缝纫机、袖珍缝纫机、电动缝纫机等都属于原型上的创造。超声波熔接缝纫就是突破原型的创造。当剪裁好的衣料进入超声波缝纫机的机头和牙轮时,机器产生的超声波在两块衣料间振动,摩擦热以极高的速度将它们熔接在一起,熔接处平整光滑,比线缝制的更美观、更牢固。应用超声波缝纫这一新技术,突破了将近四百年历史的针——线——机械缝纫的原型。事物的原型在人们的意识中根深蒂固,很不容易动摇,因而变革原型相当困难。但是,原型一经变革成功就会创造出全然不同的新事物,常常引起该类事物的革命性跟进。所以,突破原型是一种创造最强、难度最大的创造。
突破原型创造法的原理
突破原型的目的不是创造别的事物,而是创造不同原型的同类事物。什么是不同原型的同类事物呢?例如,包扎伤口或患处一直用纱布做绷带。假如创造出不同纱布包扎伤口患处的新方法或新东西,这就是不同原型的同类事物。美国埃默里大学研制出一种“水性绷带”,这种水性绷带由两层很薄的塑料含有一个水分夹心层构成。其作用原理是由活动的水通过两层膜渗透保持伤口湿润,并且可以从伤口深处吸出过量的水分。水性绷带的优点是:能比较容易地去掉伤口的坏死组织;可减小伤口的范围;促进伤口愈合和新组织生长;减轻伤口疼痛。俄罗斯则从树木中提取某种有效成分,制成能取代纱布绷带的一种以蛋白和多糖为主要成分的膏状体。在创口处薄薄地涂一层,即可形成薄膜,这种涂层绷带的透气性能极好,并可阻止细菌进入创口。这两种绷带克服了纱布绷带限制包扎部位活动,妨碍透气和血液循环、需要经常拆换以及不便观察愈合情况等缺点。水性绷带、涂层绷带就是与纱布绷带不同原型的同类的事物。
突破原型是对某种事物的重新创造。只有从根本上改变某种事物的原理或结构、形式或内容、材料或成分,才能做出这种创造。比如传统的手工剪刀,不论裁铁皮的剪刀,或是理发的牙剪,都没有改变2400多年前的剪刀的基本结构。美国设计的一种手工圆剪刀突破了长剪刀的结构,具有革命性意义。这种圆剪刀不仅比传统的剪刀更好使用,而且安全可靠,左右手均可使用,用途广泛。再看那制造镜子的材料,古时候的石镜是用石料磨出来的;铜镜、银镜是用铜和银铸造后磨制的;近代、现代和当代的玻璃镜和塑料镜,是用玻璃和塑料制作的。但是,这些镜子全是固体镜,现在,已经有一种用水和油或者用水和水银制成的液体镜。再如风力管道传送邮件、平面荧光屏、不结雾的挡风玻璃、显影不需暗室的底片、可以拿在病人手上的静脉注射器、永洁不洗的衣服、能显示体温或血压的胶布等等,都是突破原型的创造。
突破原型创造法的应用要领
(1)试图改变事物的原型,从根本上改变某种事物的原理、结构、形式、内容、材料、成分,从而达到对某种事物的重新创造,创造出不同原型的同类事物。
(2)设想用另一种方法完成同样的功能。一旦使原型变革成功就会创造出截然不同的新事物。
利用现有的资源
有时最有帮助的设想就在你眼前,正如著名的探险家拉夫所说的:“只有最愚蠢的老鼠才会藏在猫的耳朵里。但是只有最聪明的猫才会想起看看那里。”
有个典型的例子可说明人们错失明显之处。如果你研究一下19世纪60年代和70年代的自行车演变发展的过程,你便会注意到两个轮子开始基本上是同样大小,但随着时间流逝,前轮变得越来越大,而后轮变得出奇的小。原因是那时车蹬是直接与前轮连在一起的。因为那时没有传动链条(没有人想到过它),让自行车跑得快的惟一办法是把前轮做得越来越大。这一趋势的最终结果是给这种大小轮自行车装上一个直径达1.5米的大前轮。可想而知,它们并不是很安全的。
整个发展过程最稀奇的事是制造一种更好、更安全的自行车,办法就摆在发明者们的面前。他们自己制造的自行车就应用了链传动工艺!最后,有人一抬头发现了这一明显的联系。他问道:“为何不用链条带动后轮呢?”H。J。劳森第一个造出了这种式样的自行车。仅仅几年,这种安全的自行车便取代了“大小轮”自行车。
问问你自己:我面前有什么资源?
色彩创造法
色彩的启示
大自然是多彩的,人类的创造也是多彩的。你看,衣裙鞋帽、亭台楼阁、家用电器、糖果点心、船舶车辆、文化用品,无一不披彩挂色。丰富的色彩为我们的生活增添了无穷的美妙。然而,人们不仅仅欣赏和利用色彩的特殊装饰作用和各种装饰功能,发明新的事物。例如交通信号灯的发明就是这样。世界上第一个交通信号灯用的是红色和绿色,红色示意“停止”,绿色示意“通行”。过了半个世纪,直到1918年才创造出今天的红、绿、黄三色信号灯,用红色、绿色和黄色代表不同的语言指挥交通,色彩的功能就是非装饰性功能。
利用颜色发明创造新事物,一要研究色彩的成因和原理;二要研究光和色的特点和关系;三是研究色彩同各种事物的功能性关系。比如在白水泥中加入氧化铬,就成了绿水泥;加进铬酸铅就变成黄水泥;加进氧化钒又成红水泥;加进硫化锡,水泥变成了金色。如果在水泥中加入二氧化钴,水泥就会随着温度变色,使用这种水泥的建筑物,晴天是蓝色的,阴天是紫色的,“山雨欲来风满楼”时变成深紫色,下雨时呈现出玫瑰红色。变色水泥的这种性能叫湿敏变色。许多化学物质还具有光敏变色特性和热敏变色特性。人们利用这些变色特性,发明了变色玻璃、变色涂料、变色纤维。在这些发明创造的基础上,又做出了更多的发明,如变色眼镜、变色窗帘、变色出入证、变色陶瓷、变色衣衫、变色铅笔、变色手帕、变色领带、变色书、变色商标、变色包装材料等等。有的不仅可以变色,而且连图案花纹都在变化。
美国有一种变色游泳衣,下水前是单色的,湿水后即出现了花花绿绿的图形。日本发明的能显示一年四季特征的玻璃水杯,看外形与普通水杯一样,每四个组成一套。当你注入冰冷饮料时,它们会发生“季节的变化”,春杯上显示出正在长嫩叶的树;夏杯上的树叶茂盛;而秋杯的树呈现一片萧瑟景色;冬杯上的树则覆盖着皑皑白雪。
专门为婴幼儿发明的形如牙刷把的变色体温计,只要在口中含一分钟,取出后可以方便地读出体温数据,用酒精一擦就迅速恢复原色。别看它如此神奇,实际上原理也很简单,那就是在塑料上压制50个微小的凹坑,每个坑内涂上敏感点不同的热敏变色材料就成了。异辛锱醇酯能随温度变化而改变颜色,俄罗斯发明的那种诊断疾病的彩色温谱图,就是由一块薄塑料片注以黑漆和异辛锱醇酯制成的。将温谱图放在腹部,根据颜色随体温的变化,能及时地诊断一些易误诊的疾病,如急性阑尾炎、胰腺炎等,并可准确地测出患病部位和范围。美国的马克特耐尔公司推出的那种会变色的饮料吸管,也是利用一种热敏材料做出的发明设计。
若通过色彩进行发明创造,不但要研究变色材料,设计变色产品,更多的是要把色彩同各种事物联系起来思考,发现色彩的新功能,利用颜色解决问题,让色彩在更多的方面发挥作用。例如,不同颜色的光对植物的生长、发育有明显的影响:红色光照射下的植物,有机物合成加速,作物成熟早、产量高,如果是香瓜还特别甜,维生素C丰富;蓝色光照射下的作物,体内蛋白质含量明显增加,小麦等品质变优,花朵分外鲜艳;银色光尤其利于蔬菜的生长,因为危害蔬菜的蚜虫惧银色,而银色对蚜虫有迷向作用。于是,人们发明了有色塑料薄膜覆盖农田的方法。再如火车站,怎样才能让旅客一眼看出哪是快车、哪是慢车呢?德国将旅客火车的外壳涂成同一颜色,普通客车涂条状的红色和粉红色,快车涂深蓝色和浅蓝色,地区性客车涂两种不同的天蓝色,郊区客车涂橙、黄两色。这样,旅客只要一看见火车的颜色,便知是何种类型的列车。
颜色还可像药物一样治疗多种疾病。已经发明的颜色治疗仪,能将各种颜色变成电磁波,经过放大输入人体,人体吸收了这种色素电磁波,病变部位就会逐渐痊愈。在军事上,利用色彩构图创造了迷彩伪装。
色彩还能帮助你揭开大自然的秘密。人们最初用显微镜观察细菌时,由于细菌是无色透明,像雾里看花很难认清它的真面目。19世纪,德国的柯赫出奇地想到:给细菌染层颜色就容易识别它了。经过多次实验与失败,柯赫找到一种苯胺染料,细菌穿着这件牢不褪色的“蓝装”,第一次在显微镜下向人类展现出清晰的“身体”,“细菌染色法”终于发明了。有趣的是法国警方为对付那些不听从警察指挥停下来的汽车,别出心裁地设计出一种“颜料枪”。枪膛内装着不脱色的颜料,遇到违反交通规则并绝尘遁去的汽车,瞄准击发,颜料射在车身上洗刷不掉,车主也就无法匿迹。
色彩创造法的原理
生活离不开色彩,正如印度诗人泰戈尔所说:“美的东西都是彩色的。”人们利用色彩不断地做出发明创造,使生活的色彩更浓、更美。当你看到食用冰一直是无色透明的老面孔时,是否想到发明彩色食用冰,能否找到创造的途径?其实这个发明并不难,只要在饮用水中加入适量色素,放进装有若干通气管的冰罐里,管内冒出的气泡就会不断地对水进行搅拌,饮用水即在不断地搅拌中被结成彩色食用冰。强烈的光亮会使牛奶风味变差,所含维生素B2损失导致牛奶营养价值降低。你知道吗?这个问题也能用色彩来解决。只要把奶瓶换成深黄色的就行了。大家想在公共场所交结志趣相投的朋友,但苦于无法联系,那么,也可借助颜色。可以设想把别针设计成各种颜色,红色表示找音乐爱好者,绿色表示找棋友,蓝色表示找服装设计的同行,你按自己的意愿并按标示牌佩戴相应的一枚别针就可以了。在企业管理上,颜色也起了作用,这就是“颜色管理法”的发明。颜色管理由三个方面组成,即颜色优劣法、颜色鉴别法和颜色心理法。
人类还将按照自己的需要改变和控制大自然的色彩。如今,蓝色玉米、红色香蕉、紫色卷心菜、乳白色条纹的茄子、彩色棉花等都已培育出来。10多年前,中国的水稻育种专家,根据当地的地理条件,适应调整了肥料中的元素,培育出罕见的五彩稻。由于五彩稻所含营养成分的不同,可以治疗人体因缺少某种元素而引起的疾病。俄罗斯畜牧学家发现,给羊喂食不同的微量元素可以改变绵羊的毛色。给绵羊吃铜元素后,它的毛色会变成天蓝色,吃铁元素后,它的毛色呈现淡红色,他们培养的彩色绵羊已成群出现在草原上。据统计,全世界已育成彩色绵羊百余种,颜色有金黄、雪青、蔚蓝、琥珀等色彩,这些羊毛无须染色,即可纺线编织。美国科学家用南美洲的一种专产彩壳蛋的鸡,蛋壳有红、蓝、青、绿、粉红、墨绿等各种颜色。彩色珍珠、彩色兔也都已培育成功。人类将用更绮丽的色彩来描绘大自然的本色。
任何事物的功能、意义和作用都不是惟一的、不变的,颜色的功能、意义和作用不光是供人观赏。当你欣赏璀璨秀色的时候,请用创造的眼光审视美丽的外表,看到颜色的更多功能、意义和作用,把它同各种各样的事物联系到一起思考,才能利用颜色做出绚丽多彩的发明创造。
色彩创造法的应用要领
(1)要知道和掌握色彩的成因和原理,光和色的特点及关系,色彩同各种事物的功能性关系。
(2)充分利用色彩的特性在某种事物上应用。
(3)不断地把色彩同各种事物联系起来思考,发现色彩的新功能,利用颜色解决问题,让色彩在更多的方面发挥作用。
颜色的禁区
假设你正处于一场战争之中,两支军队在打仗,一方是“红”军,另一方是“白”军。仅就颜色来联想,你支持哪一方?这一问题出现在俄国的国内战争中。在冲突伊始,白军占有物质上的优势,但最后他们却失败了。他们的失败有很多原因,但就颜色来联想,俄国人认为“红”是美,与春天盛开的罂粟花、“生命的复兴”有同等的意义。而白则带来“冷”、“雪”、“流放到西伯利亚”的其他一些消极的情感。
有时,我们把假设灌输进自己的思维太深了,以致于意识不到它们正在指挥着我们的判断和评价。许多根深蒂固的假设来源于我们的文化背景。文化背景的类型很多,有司机的文化背景,经营管理干部的文化背景,跑步者的文化背景,和三年级小学生的文化背景等等。一种文化背景中不言自明的东西对另一种文化可能会是陌生的。
认识文化背景是怎样地影响着我们思维的一种方法是离开这种背景。例如几年前住在德国时,欧克博士在汉堡参加过一次新年晚会。真是个快乐的夜晚,好酒、美食、温文尔雅的宾客。大约在10点半左右,有人端出一大盆爆玉米花。欧克博士暗想:“好极了,我有6个月没吃着爆米花了。”欧克博士伸出手去,抓了一大把塞进嘴里,天哪!欧克博士吃了一惊,有人竟在爆米花里放了糖,而他认为理所当然应该是咸的。后来他才知道,在北欧的一些地区,爆米花里放糖是当地的习惯。
就文化背景的判别会造成人们的迷惑和误解这方面,一个例子是心理学家瓦茨拉威克对第二次世界大战期间美军士兵与英国姑娘约会所发生事情的描述。问题:男女双方都指责对方太放肆。原因是什么呢?回答:文化差异所造成的误解。人类学家说,每种文化都有其一定的求婚步骤,从第一眼相见到婚姻关系的完成约有30步。有趣的是每种文化的步骤都不一样。按北美的习俗,接吻是第5步——这是开始两人关系的一种友好的方式。而在二次世界大战前的英国,这却是第25步——接吻被视为一种高度亲密的行为。现在想象一下一个美国士兵和一位英国姑娘在一起时会出现什么情形。他们约会并出去了一两次,这时这个士兵会想:“我吻她一下,把我们的关系再推进一步。”于是他吻了她一下。而姑娘却惊呆了,她想:“这是要到第25步才该发生的呀!”而且,她感到她受哄骗而跨越了礼貌交往过程的20步,现在她必须要决定或者由于走得太快太远而中断他们的关系,或者准备与他同居,因为这只有5步远了。从士兵的角度看,情形同样令人迷惑不解,她的行为像癔病患者或像一个荡妇。
做这些练习,讲这些故事的目的,为了阐明一个观点:即生活是一场比赛,每种文化都有其不同的规则,盲目地去遵循这些规则会造成你作出低质量的决策。在发明创造领域同样如此。例如颜色,在中国红色传统上代表吉祥喜庆,而在西方的一些国家和地区却意味着凶灾和磨难。
微缩创造法
微型化的启示
事物总是有大有小的,大到无穷大,小到无穷小。事物的大小表现在各个方面,有形状的大小、面积的大小、距离的大小、数量的大小、容量的大小、重量的大小、力度的大小、强度的大小,等等。
如果你以为起源于罗马时代的滑轮起重机,发展到今天都成了摩天巨人,那就错了。起重机在朝着大型、重型的方向发展的同时也朝着小型、微型的方向发展。德国发明的微型起重滑车,自重仅2千克,只需5千克的拉力就能吊重100千克。除一般的起重外,尤其适宜家庭使用,由楼上向下或由楼下向上吊运重物十分方便,遇到意外险情还可以用来自救。
最初发明的收音机、录音机、电视机、录像机、电子计算机都称得上庞然大物。随着科学技术的进步,它们越变越巧、越来越小。调频收音机只有图钉那么大,除天线和扬声器外,其余零件全部包容在一块精巧的集成电路上,图钉收音机可以装在怀表里或钢笔上,也可像耳环那样戴在妇女的耳朵上;录音机小如一只手表,戴在手腕上可随时录音,而且具有手表的功能;世界上最小的黑白电视机宛如一粒纽扣,银幕尺寸仅有7.9mm×5.8mm,小巧玲珑,图像清晰;微型电子摄像机安装在一副眼镜里,眼镜与肩夸的小型录像装置接通电源,每盘微型录像带可以连续录制两小时;各种用途的微型电脑,有的薄如纸片,有的小于一粒胶囊药丸,可以吞进肚里到体内检查病情。事物总是在创造中发展,在发展中创造的。从小到大是事物发展的一面,从大到小是事物发展的另一面。如果不改变某一事物的基本功能,而只是缩小它的空间占有量,这种发明创造的思路叫做微缩创造法。
微缩创造法的原理
在微缩创新的过程中,有的不改变已有事物的原理或基本结构就能实现微缩并保持它的基本功能。例如,把风筝缩小到40mm长,25mm宽,照样能飞上天空。有的必须彻底改变它的原理或基本结构,才能达到微缩的目的。倘若没有集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发明,要微缩晶体管电脑是不可能的。许多事物的微缩化并不是高难度的创造,而是人们不晓得哪些事物应该微缩,以及怎样微缩才是科学的和可行的。当你长途旅行时,衣服难免揉弄出折皱,显得没精打采,携带一只熨斗又很不方便。你就应该想一想熨斗的微缩。熨斗可以微缩到一盒香烟的体积,净重不超过1千克。有了它,你可以长时间的旅途中保持衣冠整齐。再如,弹簧拉力器是用来锻炼手、臂、足等部位的肌肉的,把它缩小到50mm左右,即成为锻炼手指的手指拉力器,装在衣服里,随时可以拿出来锻炼。类似这样的微缩创新,难道你想不到吗?
人们需要的不是事物对空间的占有量,而是它的功能。只要功能存在,微缩是大有可为的创造领域。阳春三月是孵鸡雏的季节。千百年来,发明创造者创造什么孵化装置只是不同的手段。只要能够孵化,方法越简单越好,相应的孵化装置越小越妙。于是,发明了袖珍孵化器,大小如同一个扁圆形糖果盒,可容纳20个鸡蛋,孵化中能严格保持所需温度,并且设有水分蒸发器,以保证必需的湿度。为了使卵受热均匀,还能不断地变换鸡蛋的位置。这种袖珍孵化器不但适合家庭养禽业的需要,还被用在胚胎研究和教学中。某些事物虽然功能很强,由于结构庞大,反而限制了使用范围,微缩可以弥补美中不足。例如,山区的农田零星分布在七零八落处,且不说中型拖拉机,连小型拖拉机也派不上用场。由此可以想到,拖拉机也需要微缩。保加利亚专为农民设计的微型拖拉机,小得令人难以置信。净重才60千克,放在自行车的后架上就能带走。微型拖拉机使用一台小马达,配有一副耙和一个中耕机,可以进行多项作业。
微缩技术有深有浅。有些事物只有应用新技术、新工艺、新材料,直到采用最新科技成就方能实现微缩创造,拇指那么大的录音带,微缩空调的袖珍调温器,比一块香皂还小的超小型复印机,总重量10千克的微型直升飞机。但是,大多数事物的微缩并不需要深奥的学问。比如微型订书机,全长不过35mm,重22克,体积比指甲剪还要小,使功能仍同普通型号的订书钉。再如,比打火机稍大一点儿的微型喷灯、与茶杯高低差不多的袖珍水泵、体积相当于一台洗衣机的小型废纸回收处理机、不足10千克的微型管道疏通机、火柴盒大小的电风扇等,只要创造性地利用现有的技术、工艺和材料制作,就能达到微缩创新的目的。
一台机器可以微缩,那么,能否微缩一个车间、微缩一座工厂、微缩一群建筑呢?例如水电站,有雄伟的拦洪坝、巨大的发电机组、复杂的仪器仪表,然而,俄罗斯科技人员经过微缩设计,发明了一种能装在背包里的“水电站”。虽然“水电站”的功率只有300~500瓦,但它仍能发出50Hz、380V的标准三相交流电,每度电的成本只有汽油发电机的1/700.微型水电站的发明不仅为地质学家、勘探队和野外旅行者提供了工作和生活的方便,更重要的是人们从这一创造中看到了车间微缩化、工厂微缩化的曙光。当今世界,人口激增、工厂林立、森林草原和耕地锐减,研究车间、工厂的微缩化,对科技、经济和社会的发展具有深远的意义。
微缩创新的思想能在很多领域得以运用。把农药、化肥按照需要封装在一种微型囊中,种植者购回后,埋在作物根部,既保证了使用的安全,还可以使农药、化肥在土壤中定时释放,减少浪费,并能保证药力和肥效。这就是大有发展前途的微封包装。绿豆大的辣椒、弹丸似的茄子、手指般粗细的黄瓜、鹅蛋大的南瓜、一口能吞下十来个的西红柿,这就是植物学家已经成功的培养出来的袖珍蔬菜。还有兔大的猪,全家三口人一顿可美餐一头,这就是速成微型瘦肉猪。今后,小孩缺奶不必愁,饲养一头微型奶牛即可解决问题。中国有一位农民经过25年的研究配种,培育出震惊世界的“迷你鸡”,小到能站在你的指头上跳舞。在艺术领域,那脸盆大的百花园、刻在头发上的诗词,也都是微缩创造的瑰宝。
微缩创造法的应用要领
(1)在不改变事物的基本功能的情况下,尽量设想缩小它的空间占有量。
(2)可以不改变已有事物的原理或基本结构达到微缩的目的。也可以彻底改变原有事物的原理或基本结构达到微缩的目的。
(3)充分利用最新科技成果、新技术、新工艺、新材料实现微缩的目的。
(4)在不同领域设想应用微缩创造法。
艺术家的创造
假如人们在冰箱里睡上一觉会怎么样?你很可能会梦见滑冰或滚雪球。你把头放在冷冻室里可以睡个好觉。许多冰箱是自动除尘的,你可能因此不需要去洗澡了。还有什么荒唐的事我们可以去做做的?
一提起艺术家,我们脑海里就常常会浮现出一个与泥团打交道的雕塑家的形象。艺术家偶尔也需要来点“傻气”,这是他使用幽默和夸张技术的前提。艺术家利用幽默和荒谬的“假如……会怎么样”的疑问使自己从陈规旧习中挣脱出来,并从新的角度来看待事物。例如他可能会讲上一两个笑话:
问:你怎么称呼一个刚越狱潜逃的有着超人魔力的侏儒?
答:一个在逃的小巫师。
问:一只甲虫撞碎在你汽车挡风玻璃而亡的一瞬间,掠过它大脑的最后一物是什么?
答:它的屁股。
问:这位探险家为什么花了20元钱买一张砂纸?
答:他把这张砂纸当成了撒哈拉大沙漠的地图。
他或许给你一组新的换算数字:
2个人=1天
1/2个人=一个伴
1千里=重
他也可能会引用一段名言:
这儿好那儿好,比不上自己家好。——桑尼,双关语艺术家。
我不爱吃蜗牛,我喜欢快餐。——吉姆,权威评论家。
他也可能给你一张鸡食谱:
小肚鸡肠、鸡飞蛋打、鸡零狗碎、滑稽、鸡毛蒜皮。
艺术家相信引人哈哈大笑的幽默心情与做出创造性发现时所发出的“阿哈”惊叹之间有密切的关系。若你在笑话什么东西,你就是在向其概念下的规则提出挑战,并以别具一格的眼光看待它。这已在几年前我对一组高中学生所作的创造力测验中得到了证实。参加者等分为两组。在测验前,一个组先在教室里静静地坐半小时,同时另一组在另一个房间里听一著名喜剧演员的演出录音。然后两组一起参加创造力测验。结果听录音的组在测验成绩的各个方面都比另一组好,喜剧开阔了他们的思路。
一个咨询服务对象是一家卫星制造公司。一次,该公司召开了一个设计会议,会上人人都沉浸在一种发狂的思维状态之中,他们甚至要想把卫星拿过来烤一烤吃了。他们编了很多笑话,真是开心极了,结果他们列举出大量的很棒的设计想法。而在下一周的另一次会议上,当每个与会成员都格外严肃时,他们却未能够产生出任何新设想。
精简环节创造法
精简环节的启示
发明创造必须遵循事物的基本构成规律。什么是事物的基本构成规律呢?简单地讲,任何事物都由成分和形式构成。成分是构成事物的物质或因素,形式则是各个构成的形状、各种构成物或构成因素的形态以及相互间的搭配和排列。不同的成分与不同的形式、不同的成分与相同的形式、相同的成分与不同的形式构成了各种各样的事物。这就是事物的基本构成规律。
发明创造所要解决的核心问题就是用什么成分、以什么形式构成何种事物。我们把构成某一事物的每个成分及其形式叫做组成该事物的环节。每个环节都有各自的功能。一种事物的环节越多,其构成就越复杂。一台机器有成千上万的螺栓、铆钉、卡环、开口锁、键、焊缝等,这台机器的连接环节就由这些不同的成分与形式构成。同理,服装的连接环节由线、纽扣、拉锁等成分与相应的形式构成;楼梯、电梯是建筑物上下层之间连接环节;公路、铁道、航线是城镇之间的连接环节。连接环节仅仅是组成某一事物的环节之一。事物由各种不同的环节组成,因而可以通过改变已有事物的环节进行发明创造。
例如,从有跟袜到无跟袜减少了一个结构环节;用冲压加工代替车、铣、钻加工,把三道加工环节合并为一道加工环节。将事物的一个或一个以上环节去掉,或者将其中的两个或两个环节以上的环节合并,这种发明创造的思路叫精简环节创造法。
1804年,世界上第一辆沿铁轨行驶的蒸汽机车在英国诞生。创造者是33岁的机械技术专家特里维西克。他制造的机车依靠齿轮和轨道前进,运行时发出吱吱的声音,而且速度不快,很难投入使用。当时有位年仅23岁的司炉工,名叫史蒂芬森。他总想找个办法提高机车的速度。为此做了许多试验,但是总不见效,也找不出失败的原因。那时的专家们都认为机车要想在轨道前进,必须通过齿轮和轨道啮合,否则机车就会在轨道上打滑或者脱轨。因此,史蒂芬森做机车实验时都安着齿轮。然而,不论他用什么方法试验,车速仍然提不高。
几年的光阴过去了。他开始怀疑起来:“莫非专家们的话有错?”一天,他横下心把齿轮取下来试验。惊奇的事出现了,机车的速度一下子提高了5至10倍,飞快地奔向前方,既没有打滑也没脱轨,而且还消除了吱吱的响声。仅仅减少了一个环节就使蒸汽机在实用化的道路上突飞猛进!依靠减少环节解决问题不仅仅是发明家独有的方法。在空战中,战斗机抛弃副油箱;压缩编制时,撤销机关内设置的某些部门;转让技术时,免去一道审批手续;文学创作中,删除一段故事情节等等,都属于减少事物环节的做法。
大家都知道,在实现某种目的或收到某种效果的过程中,经过的或需要的环节越少越好。尽管人们在创造中都想这么做,但是,由于受知识水准、社会需要和创造条件的限制,人们创造的每个事物、某种规章制度、某种运算程序,只能以当时的知识水平、社会需要和创造条件决定事物的环节。各种环节上的不足或缺陷会随着社会的发展、科技技术的进步和人类新的要求而逐渐暴露出来。因此,我们既要从已经出现的问题中寻找环节上的原因,更要从环节上及早研究将会出现的问题。通过环节上的革新达到改造旧事物、创造新事物的目的。
精简环节创造法的原理
减少环节的思路是:认真剖析事物的各个环节;寻找落后的环节、功能衰退的环节、意义或作用不大的环节和可有可无的环节;把有待于解决的问题同每个环节联系起来思考;确定哪个环节或哪些环节可以取消或者合并。
例如,杂志的合钉,需要在每本杂志上都打出孔眼才能穿线装订。打孔眼是合钉杂志时最麻烦的一个环节,能不能不用这个环节呢?中国兰州有一位女学生,将纱线按期刊长短结成双股直线,嵌于每本期刊的中页折缝处,再用另一根纱线在每本期刊上下双股线孔中穿过,上下结扎起来既成合订本。她发明的这种期刊无眼合订法,获得中国青少年科学发明创造竞赛奖。人们以减少环节为目标,做出了形形色色的发明创造。如俄罗斯发明的一种新型相纸。一般底片曝光后,不用显影液和定影剂,不用清水冲洗,也用不着烘干器,只要用电熨斗熨5~7分钟,相纸上就会清晰地显示出图像,减少了一系列的环节。再看登高的梯子。通常的梯子都由很多梯级组成,梯子笨重在这些梯级上。美国新设计的一种梯子,去掉了所有的梯级,代之以一个巧妙的踏板机构,主体只留一根铝柱。使用者只要用脚连续踩动两个踏板,梯子便会升到所需高度,并可在任意位置固定。由于减少了那么多梯级,这种没有梯级的梯子结构简单、重量轻、拆卸、携带都很方便。
减少什么环节,必须从实际需要出发,根据革新改造的要求确定。有的以减少功能用途为主,有的以减少结构设计为主,有的以减少制造程度为主,有的以减少易损零件为主,有的以减少操作步骤为主,有的以减少维修次数为主,有的以减少材料消耗为主,不论减少什么环节都不得降低质量和效率。例如,随着现代防弹装备的不断完善,尤其是钢盔和防弹衣的大量使用,传统枪械和子弹的威力逐渐减弱,参战人员必须消耗更多的子弹才能击毙敌人,携带的枪械重、子弹多,势必影响作战的机动性。在保证战斗力不减的前提下,机械弹药上的哪些环节能够减少呢?子弹弹壳成了减少的重要环节。去掉金属弹壳,将火药与黏合剂模压成实心方块,然后将金属弹头和引爆底火压制在实心方块上,即成为无壳子弹。这种子弹工艺简单、体积小,重量仅为传统子弹的1/2.射击时也不必担心弹壳的后抛,枪的构造也跟着相应减少了若干环节。
事物的各个环节互相联系着,减少某个环节,会引起其余环节的变化,这种环节上的变化必须对整个事物的革新改造有益,否则,减少这个环节就得不偿失。有时减少一个旧环节,却增加了一个或一个以上的新环节。比如,一台机床,减少一个操作步骤环节,以增加两个机构结构环节为代价。像这种环节上的更新,就不可取。再以耳机为例,耳机使人们得以在不影响他人的情况下收听音乐。但是,耳机与收放机之间的那条连线却惹人讨厌。把这条连线作为减少的环节,利用红外线接受发射机的信号,于是,设计出一种用起来格外方便的无线耳机。
假设,把吊扇作为一个减少环节的对象,那么,你将减少什么环节?可不可以减少扇叶这个环节,发明设计一种无叶风扇?可不可以减少吊杆和拖线两个环节,发明设计一种插入式电风扇,像插入式灯泡一样用插头挂在天花板上,使这种插入式电风扇安装便利,价格低廉呢?减少环节法不但用在设备的改造和工艺的革新以及产品的开发设计中大有成效,在其他领域具有同样的意义,如无珠算盘训练;去掉一篇文章中间隔的每一个字或标点符号,形成空格让学生填写,这都是减少环节创新的结果。
从整体到环节,从环节到整体;从此环节到彼环节,从旧环节到新环节,这是认识事物的过程,也是除旧立新的过程。用较少的环节代替较多的环节,用简单的环节代替复杂的环节,用先进的环节代替落后的环节,是创造新事物的方向,我们只要科学地合理地减少或更新事物的环节,就可以做出新的创造。
精简环节创造法的应用要领
(1)把构成某一事物的每个成分及形式叫做组成该事物的环节。每个环节都有各自的功能。一事物的环节越多,其构成就越复杂。因而可以设想通过改变已有事物的环节、减少环节、合并环节以达到创新的目的。
(2)认真了解事物的各个环节,寻找落后的环节、功能衰退的环节、意义不大的环节、作用不明显的环节。确定哪个环节可以取消、哪个环节可以合并。
(3)要合理地减少环节,减少环节以后要对整个事物有益。
心动不如行动
你最近一个未去实施的好设想是什么?为什么不去实施?
我没有时间。
我不知道下一步做什么。
我推销不出去。
我得不到任何支持。
我没有条件。
我害怕失败。
我没有真正卖力气。
这些理由都不错,但不管它们是好是坏,它们都是妨碍你把设想变成行动的借口。排除这些借口是勇士的工作。
西班牙探险家科尔特斯对这些是深有体会的。16世纪时,当他在韦拉克鲁斯登陆,卸下装备后,他做的第一件事就是把船烧掉。然后他给属下打气说:“勇士们,现在你们只有去战斗,或是去死。”他之所以烧船就是为了排除第三条路,即向后转回西班牙。他知道这是给失败留的一条退路,烧船有力地刺激了其下属去取胜。因此,你必须为你的设想作出牺牲,你必须学会烧掉你的船以使你自己相信无回头路可走。
一位工程师说,他一再为戒烟而努力。每次他戒烟几天后就会出现便秘,这样一周后,他以此为借口又抽上了。他已经经历几次戒烟——便秘——再抽烟这样的循环了。最后,他认识到需要对这一理由作一次冲击并排除它。他跑到杂货店,买了25磅梅脯,然后又开始戒烟了,每当他想吸烟时就嚼一颗梅脯。结果这两个问题全解决了。
伸缩折叠创造法
折叠汽车的启示
提到伸缩和折叠,大家自然会想起拉杆天线、弹簧、椅子、雨伞、扇子、纸箱、针管、木尺、抽屉、卷闸等等,这些东西有的可以伸缩,有的可以折叠。伸缩与折叠的优点体现在许多不同的事物上,进而形成一种发明创造的设计思路及设计形式。各种伸缩化、折叠化的产品相继问世,不仅扁担可以伸缩,舞台也能伸能缩;不仅晾衣架可以折叠,汽车也能折叠。例如,日本丰田汽车公司研制成一种可自动缩短与伸长的汽车。司机一按电钮,车身、底盘、轴距就同时缩短或伸长。伸长时,与一般小汽车或吉普车相似,两排座乘坐4人,缩短后只有一排座位,仅容纳两个人。以色列一家工厂制造的可折叠汽车只有一辆手扶椅子大小。美国一家食品公司发明的折叠式电冰箱,只要折叠成3折,放在旅行袋里即可带走,非常适合流动作业的人员使用。发明创造有难有易,如果说,汽车的伸缩、电冰箱的折叠是难度较大的发明创造,使你望而兴叹的话,那种能装在衣兜里的伸缩旅行杯,那种美观大方的折叠式太阳帽,你难道也不敢想、想不到、不去做、做不来吗?
当你运用伸缩或折叠的方法进行发明创造时,设计的基本思路有如下两步:
根据发明目标和创造要求,确定或者计算空间变化的最大量和最小量,即伸缩的范围、展开与折叠的范围。
选择科学的伸缩方法或折叠方法,设计合理的伸缩结构或者折叠结构。
以折叠式自行车为例,有的从自行车的中间拦腰折叠;有的只将自行车的车把和踏脚折叠;有的则把自行车的两个车轮折叠起来。自行车折叠的巧妙与否,发明创造价值的大小,关键就在折叠结构的设计上。
伸缩折叠创造法的原理
有时可以利用材料的性能达到伸缩或者折叠的目的。有一种折叠鞋,从鞋面到鞋底均由牛筋构成,可任意弯曲,揉成一团装进口袋,取出来即恢复原状。伸缩与折叠尽量要以可靠而简单的方法和结构成达到发明目标和创造要求。例如,供野外旅游或考察使用的太阳能电池,不仅要求重量轻,而且要求它在工作状态时,具有较大的面积接收阳光,待到工作结束时接收面积越小越好。国外设计的折叠式太阳能电池,重要为3.5千克,在阳光下展开时,形同一只手提包。
人们的需要引导创造的方向,创造的价值决定于人们的需要。并非所有的物品都要实现伸缩化或者折叠化。例如,能伸缩的花瓶、折叠式的砧板就属于没有必要的设计。而能屈能伸的水龙头才称得上一种很有用的设计,这种可伸缩的水龙头的设计特点是,水龙头本身和一根具有伸缩性的软性铜管结合为一体。平时,它以外套管固定于水槽架上,当需要时,将套筒松脱即可使水龙头脱离固定架,拉到其他地方使用,最大延伸长度可达30cm,而且水龙头的出水量可以随手调控。厨房、实验室使用这种能伸缩的水龙头,可以减少许多麻烦。类似的设计还有能伸缩的电源插头、能伸缩的晾衣绳等。
同样的事物可以用不同的原理、不同的结构、不同的方法、不同的材料创造出来。因此,已有的事物都可以重新创造。例如,多用折叠梯已经发明的不下数百种,但是,至今仍有多用折叠梯发明,其创造原因即在于此。不了解别人的创造,很难做出自己的创造。当你发明多用折叠梯的时候,必须清楚已有的折叠梯是采用什么原理、什么结构、什么方法、什么材料设计的。你只有运用与之不同的原理,或不同的结构,或不同的方法,或不同的材料去设计,才有争取创造的可能性。最近发明的一种多用折叠梯,仅由4个铝合金部件组成,却能变换出30种不同的结构,可派上多种用场,设计之妙可谓巧夺天工。
生活中,人们对那些暂时不用而又占据一定空间的物品十分发愁。比如,自行车打气筒、提包、菜篮、浴缸、帐篷、盥洗池、钓鱼竿、门窗等等,伸缩与折叠有可能使这些物品在不用的时候最大限度地减少其空间占有量。于是,发明了伸缩式打气筒、折叠提包、折叠菜篮、伸缩浴缸、折叠帐篷、伸缩盥洗池、伸缩式的钓鱼竿、折叠门窗等等。反过来,伸缩与折叠既能够改变物体的空间占有量,也就能充分利用有限的空间。
例如,设计一种能自走的流动式伸缩与折叠的旅馆。每到夜晚,只要车站码头有一席之地,它就可以停到那儿变做一座高层简易旅馆,专供过夜的旅客住宿,收费很低。第二天,旅客全部离去后,这座高层简易旅馆就折缩成一辆汽车开走了。
事物尽是在不断地变化与发展,有待于人们发展创造的事物无穷无尽。伸缩与折叠的创造远远不止这些,更多美好的发明创造还在后头,你也许就是其中的创造者。
伸缩折叠创造法的应用要领
(1)根据设想确定伸缩的范围,展开与折叠的范围空间变化的最大量和最小量。
(2)选择科学的伸缩与折叠方法,设计合理的伸缩与折叠结构。
(3)充分利用某种材料的性能达到伸缩与折叠的目的。
(4)寻找时用时不用的物品,以需要为目的进行伸缩与折叠设计。
发明的动机
是什么在激发你去把设想付诸于行动的?是什么燃起了你的热情?
表现个人。
金钱。
生存。
得到公认。
有趣和享受。
厌烦和没趣。
害怕失败。
期限。
不满足。
所有这些都能点燃我们的创造之火。最紧迫的促进因素是事物发展变化神速。去年好用的办法不一定能解决今年的问题,也不见得就能在明年的机会中用得上,因此,生存就意味着实施你的新设想。
另一个动机激发因素是不满足。有一次遇到一位发明家,他每天花16个小时从事创造发明。当我问他为什么花费这么多时间来追求他的设想时,他回答说:“因为我不满意现存事物的形式。”英国幽默家克里斯托弗莫里一次也说道:“高跟鞋是一位女士发明的,因为她以前总被人亲在前额上。”
期限怎么样?广告诗作家卡门一次说道:“最有力的激励是期限,这就是当你不得不做完所需要完成的事的时候。”用类似的语言,娱乐消遣企业家巴斯耐尔从理论上阐述说,使美国生意成功的是“贸易展销”。他说:“全美国的天才们一年两次工作到半夜把东西准备好以便用于一次‘交易会’,这类事情对经济是相当有好处的。没有这类压力,什么事情都会变成烂土豆泥。”
另一个动机是对你的设想有热情。有几个企业家告诉说:“你想要什么东西吗?自己去创造去索取吧。就是这种欲望推动你克服在向目标前进道路上的任何障碍。”
是什么在你胸中点燃起一团火?不管它是什么,用它来推动你自己进入行动。
专利发明创造法
爱迪生的启示
在技术发明史上,许多重大的发明都是先从专利文献中获得启示而产生的。例如,爱迪生采用炭丝作灯丝制成具有实用价值的白炽灯,是在他读了电灯发明家——英国人斯旺发表在美国《科学美国人》杂志上的文章,得到启示后完成的。而斯旺却是在1845年看到了J。W。斯塔尔关于电灯的英国专利后才开始考虑如何制造炭丝白炽灯的。爱迪生对白炽灯的研究产生了极大的兴趣,他先后试验了1600多种材料,终于试验出一种实用性强的炭丝白炽灯。让电灯得以向全世界推广。
专利发明创造法的原理
那么专利发明创造法,就是充分利用已有的发明技术,找出不足之处,进行改进研究,并产生一种新的事物、新的技术。爱迪生领导的研究机构,广泛研究了全世界的专利文献和技术,寻找专利空隙和缺点进行发明,终于有了1000多项发明。
专利制度在国际上已有几百年的历史,绝大多数的国家和地区都采用了专利制度。
目前全世界已有3000多万件专利,并以每年100多万件的速度递增,这是人类一个巨大的知识宝库。善于和有效地利用专利文献,是人们进行创造发明的重要手段。
从专利文献中,人们不但可以找到许多成功的途径,也可以找到同样多的失败的脉络,甚至还可能找到许多潜在的、经过努力可以成功的线索。
利用专利文件寻求创造发明的课题和设想,以及利用专利文献对课题的设计进行改进和完善的创造发明技法,称为专利发明法。
城市居民垃圾袋装化,是一项有利于环境卫生的好事,受到广大居民的欢迎。为了使垃圾袋装化得到有效地推广,有关部门用再生塑料生产了廉价的马夹袋以供使用。但是,马夹袋软软的“站”不起来,使用起来很不方便。于是,有人发明了一种圆柱状,没有上下底的网状桶架,使用时把它放在马夹袋内。
这样,马夹袋就“站”起来了,袋口也张开了。这项小发明获得了专利。
后来,一位学生又对这项专利进行了研究,发现它有两个缺点:一是当垃圾装满后,从袋中把网状桶架拿出来时,会带出一些垃圾;二是如果袋内装的是鸡、鱼等带有水分的内脏时,会把网状桶架弄得很脏,得洗过后才能再用。于是,他完成了一件新的发明“马夹袋架”:把马夹袋放在马夹袋架里面,张开袋口,再把马夹袋的拎袢挂在架子上的挂袢上,这样使用起来就方便多了。
对上述发明进行研究后,另一个学生又发现了一个问题:这样的马夹袋架在使用时袋口一直是开着的,在冬天没有什么问题,可到了夏天就会招引来很多苍蝇。于是,他设计并完成了一件命名为“袋装化垃圾箱”的新发明。这件作品是对市售的一种推动式箱盖的塑料垃圾箱进行改进后制作完成的。箱体的两侧各装一个用来挂马夹袋拎袢的挂钩。在活动的箱盖和箱体的相应位置上装有两副小磁铁,使活动的箱盖推板可以处于“常闭”和“常开”两种状态。这项发明在全国星火杯发明竞赛中获得了二等奖。
利用专利文献搞发明,实际上是一种寻找现有专利的知识空隙的方法。
专利发明创造法的应用要领
根据设想确定,具有步骤如下:
(1)确定初步课题。
(2)专利文献调查。
(3)评价。
(4)找出专利文献的知识空隙。
(5)增加新的知识、补充研究。
(6)制定正式课题。
分解创造法
自动行走鞋的启示
事物总有相反对立的一面,例如,机械运动中的作用和反作用;数学中的正数和负数;电学中的阳电和阴电;生物学的同化和异化。在发明创造的思路中有没有相反对应的思路呢?比如运用组合创造的方法将电视、计时、照明集合成一体,发明了多功能电视机。那么,与组合创造法相反对立的创造法是什么呢?让我们先欣赏一件有趣的玩具吧。
只见一双乌黑的小皮鞋在地板上嘎嘎地走动着,却不见人影。瞧着这双自动行走的皮鞋,好似穿鞋的人使用了隐身术,故意显露出一双会动的鞋,这件事让你百思不得其解。瞧着瞧着谁都觉得有趣、神秘,仿佛置身于神奇的世界。惊叹之余,有人发问:这是怎样创造出来的呢?创造的秘密有的像崇山峻岭,隧道很难凿通;有的像薄薄的一层窗户纸,一捅就破。神秘只是无知的表现,当你知其然并知其所以然时,就不觉得神秘了。
早在会自动行走的玩具鞋发明之前就有了一种能走路的娃娃玩具。娃娃的脚上穿着一双鞋,娃娃走动时当然也带动了鞋。可是人们对能走路的娃娃玩具并不感到新奇,因为现实生活中的人也都是这样穿着鞋走路或者赤脚走路,脱下来的鞋是不会走动的。假如一双鞋会自动行走的话,必须引人注目,这样的玩具一定能成为抢手货。于是只要娃娃玩具上的鞋和行走机构取出来改装在一起,就成了物美价廉的新玩具——会自走的鞋。这种将一个整体进行创造性地分解,使分解的结果产生了新的意义和新的价值的创造;或者使分解出的某一部分,或分解出的某些部分成为一个新的整体的创造就是与组合创造相反对应的创造。创造力培训中心把这种发明创造的思想方法叫做分解创造法。
分解创造法的原理
从分解创造的定义中可知,分解创造有分解再组合和分解不合之分。将一个整体创造性地分解后,再组合成一个新的整体就是分解再合;从一个整体上创造性地分解出某一部分或某些部分组成一个新的整体,就是分解不合。例如长筒靴,青年穿着它显得身材修长,精神活泼。但是长筒靴的穿、脱和保养都不甚方便,要改善这种状况还无从下手。然而,采用分解再合的创造方法就轻巧地解决了这个问题。创造的思路是:将长筒靴分割为两部分,设计出靴筒和鞋,再由靴筒和鞋组合成长筒靴。靴筒展开后近乎一张皮革,靴筒和鞋分别穿脱,不分先后顺序,靴筒能调换着穿甚至里外翻着穿,鞋还能单独穿、脱、擦拭、上油、保存都很便当。分解再合使长筒靴焕然一新。皮靴分解设计出了新花样,布鞋能不能分解设计呢?
中国台湾制鞋业设计出一种可换鞋面的女帆布鞋,鞋面的边和靠近鞋底边沿处装着拉链,可随时根据个人爱好和衣服的色调更换不同的鞋面。这种鞋上市后很受消费者欢迎。许多名曰组合的事物实际上是分解再组合的结果。如组合式写字台、组合裙衫、表盘可转动的手表、分体式安全电热杯、组合录音机、经过分解加工后组合起来的大型或重型机械零件等。分解再组合的创造目的是在原有的事物上革新这一事物。例如,文具商店出售的打孔器,在纸上打出的两个孔眼的距离是固定的,这就限制了它的使用范围,如何革新这种打孔器呢?中国北京一位小青年运用分解创造法,将打孔器一分为二,再加两杆,使其中一半能在两根杆上来回滑动,就这么发明了新型打孔器,获得了全国青少年科学发明创造竞赛奖。再如日本生产的一种小块地毯,仅有50cm2见方,可像铺瓷砖那样方便地铺在地上。常走的地方如有磨损只需换一块地毯就行了。铺一段时间,还能重新排列组合图案,并使地毯磨损均匀。
分解不合的创造目的则是利用原有事物的一部分或几部分设计出另一自成一体的事物,1825年,美国一位叫汉娜蒙塔基的妇女,她为了让丈夫的衣领经常保持干净而又不至于总洗衣服,于是把衣领从衬衣上分解下来,设计成为一件独立的衣物,衬领就是这样发明的。要用已有事物的某一部分或某些部分做出新的创造,确实要有点非凡的想像力,否则很难一反常态地超越现有事物的形象。以墙上的挂钟为例,挂钟尽管在造型设计上花样百出,可是人们总能从别的事物上看到与其相似的形象。挂钟的造型只有与别的事物的形象完全迥异时,才是真正不寻常的造型。运用分解不合的思路设计的挂钟,创造的形象不但在别事物上看不到,而且设计过程简单,造型也简单,只要将挂钟左右等分成两半,把钟表机构全部集中到一半,就发明了不落俗套的半形钟。瞥见墙上挂着半个完好的钟,另一半荡然无存,好像神秘地失踪了,真是耐人寻味。这是分解不合的思路在工业产品造型设计上应用的一例。会走路的鞋、五指手套、“无影”电影、玻璃滑槽、单人卫生火锅、简易跑鞋,则是分解不合的创造在玩具、纺织品、电影艺术、家具、饮食、体育活动中结出的果实。
那些在使用中经常被磨损的或者寿命相对短的部分,材料最贵的部件,体积较大的工作、安装费事的设备,复杂却又必不可少的程序等,都可以作为分解设计的目标。例如,推土铲铲刃、可换刀头、齿圈、分置吊装法等,都来自分解设计。妇女给婴儿哺乳时,松衣解扣很不方便,当着异性的面更不好意思。运用分解创造设计的哺乳用女式上衣可随意盖上或打开,给婴儿哺乳时,既可以遮住婴儿的头,又可以把乳房盖住,母婴均很方便。
在一个确定的分解对象上,可以进行不同的分解。因此,将这种创造方法应用在工业设计中,对某个工业产品的每一分解都会得出一种设计,取得事半功倍的效果。以裙形瓶为例,经过不同的分解,就获得各种富有创意的设计。采用灵活多样的分解线,很快就从一只裙形瓶分解出了五花八门的玻璃器皿,其中有斜口杯、裙形口杯、悬口杯、异形口杯、花瓶、笔筒等。由此可见,分解创造是一种简便、多变的工业产品设计方法。
分解创造法是发明新事物革新旧事物的方法。比如彩色胶卷,大都是36张一卷。一般人一下照不了那么多,照不完又不能冲洗。如果分解成4张一卷、6张一卷、8张一卷,就能满足更多人的需要。再如,把500克一袋的奶粉分解成为25克一袋,在火车和轮船上出售,旅客十分欢迎。
不论分解再合的创造,还是分解不合的创造,分解是共同的创造起点,再合与不合是不同的创造目的和不同的创造结果。分解并不改变事物的本质,而是以结构或形式上的变化创造新功能,新意义或新价值。已有事物的分解和已有事物的组合是事物相反对立的两方面。只有认识事物相反对立的两方面,才能更加广泛、更加深入地进行创造。
分解创造法的应用要领
(1)设法将整体进行创造性地分解,使分解的结果产生新的意义和新的价值,或分解出来的某些部分成为新的整体。
(2)可以将一个整体创造性地分解后,再组合成一个新的整体就是分解再合,也可以分解之后独立成为新的整体。
(3)在不改变事物本质的情况下,以结构或形式上的变化创造新功能、新意义、新价值。
怎样作决策
你必须要做的最重要的事情是决策。若不如此,他就会阻碍创造过程的进展。有时你只会有几秒钟的时间来评价一种情况,有时却有6个月的时间。有时你的信息不全,有时信息却又太多。这就是现实世界。你必须决定如何对待这个设想,向前推进还是就此止步。
“以太”计算机网络的发明家麦克考菲说得好:“莫让寻找伟大设想的意愿蒙住了你的眼睛,使你看不见仅仅是好的设想和有发展前途的设想,这往往正是勇士所想要的东西。如果是一个伟大的设想,当然更好。但若你除了最好的设想之外一概拒而不纳,你就会无事可做。”斯坦福大学校长肯尼迪有同样的感想:“许多失望的人们留在街角上,等待着标有‘最佳’字样的公共汽车开过来。”
在决策上,理智是很重要的,但不要忽视了你的直觉。一个人曾告诉我:“假如我得到一个设想,并且摆脱不掉它,那么我就一定去做。这需要有充分的自信,但我发现很管用。”另一个人说道:“假设我有三个设想,我感觉对其中的一个有很大的热情,那么它就是我要往上花时间的那个。”
扩散思维创造法同一事物不同思想的启示能否从同一现象、同一原理、同一问题产生大量不同的想法,这一点对进行发明创造都具有十分重要的意义。假如,作家对某一现象都用同样的文句描写,工程师只能将某一原理应用于一种机械设备上,教师满足于对某一问题的惟一解释,那么创造就会销声匿迹。文学上,对同一景象的不同描写;技术上,对同一原理的不同应用;课堂上,对同一问题的不同解释……都来自于同一事物的不同思想,其结果体现着一个人的创造性。
什么是对同一事物的不同思想呢?当你瞧见墙壁上有一个小黑点时,能够由此想到那是掉在餐桌上的一粒芝麻,盘旋在空中的一架直升飞机,白纸上的一个疵点,漂浮在牛奶上的一片茶叶,航行在海洋中的一艘巨轮,皮肤上长的一个斑痣,洒在衬衫上的一滴墨汁,击穿车厢的一个弹孔,宇宙中的一颗星星,落在窗户上的一个昆虫,木板上的一个钉眼,田野里的一口井等等。看到一样,想到多样,看得一样,想得异样,这就是对同一事物的不同思想。创造是不同的思想过程与不同的思想结果。这种以同一事物为思想的起点,想到许多方面,得出各种迥异的结果,称为扩散思维。扩散思维是创造性思维的基本形式之一,发明创造的各种思路,例如发现创造、破旧思想、移植、联想、变换材料、仿形、异类组合、主体附加、研究潜功能、突破原型等,都离不开扩散思维。
创造不仅要求我们从一事物想到另一事物,更需要从一事物想到很多事物;不光想起身边的各种事物,还要想到眼前不存在的事物。例如,从一支笔的笔尖想到笔尖——尼龙,笔尖——美术馆,笑尖——伸缩,笔尖——音乐,笔尖——海绵,笔尖——测量,笔尖——暗号,笔尖——图案,笔尖——壁灯,笔尖——塑料,笔尖——羽翎,笔尖——徽章,等等。这是因为,只有从一事物想到许多不同的事物,才能产生出不同的思想,只有不同的思想才能孕育创造。笔尖常用金属材料制造,那么笔尖——尼龙,笔尖——塑料是变换材料的思想;笔尖上除沾上墨水外,没有其他的东西,那么,笔尖——海绵是主体附加的思想;笔尖功能是沾上墨水进行书写或描绘,那么笔尖——暗号,笔尖——图案是移植的思想;笔尖只同笔杆、墨水、纸张有直接的构造关系和作用关系,那么笔尖——音乐,笔尖——羽翎,笔尖——测温是异类组合的思想;笔尖的造型是其特有的形状,那么,笔尖——美术馆,笔尖——壁灯,笔尖——徽章是仿形的思想;毛笔的笔尖一直固定在笔杆上,那么,笔尖——伸缩是破旧的思想。
从毛笔的笔尖想到的还不止上述这些事物,形成的也不仅仅是这些思想。然而,就在这为数不多的思想中,已经闪耀出创造的火星。中国山西雁北艺校的王家平同学,按照这种思想把一小块海绵装入毛笔尖后,书写效果显著改善。以前,沾一下墨水顶多写50来个字,笔线也粗细不匀。使用这种装海绵的笔尖,沾一下墨水可连续书写1000余字,而且出水均匀流畅,也不再出现往纸上滴墨水的现象。在毛笔尖上附加黄豆大的一块海绵就构成了一项成功的小发明,并获得山西省青少年科学发明创造竞赛奖。再如,毛笔的笔尖能够随意伸缩时,笔尖就不容易损坏,使用寿命延长,而且不论插在笔筒中、衣兜上,还是放在文具盒里都很放心。
扩散思维创造法的原理
由一种事物想到各种事物,既可以使一事物从不同的事物上获取创新的启示,又可以使各事物从同一事物上得到创新的营养。属于前者的有尼龙笔尖、塑料笔尖、伸缩式笔尖、能写出音乐的笔尖、带海绵的毛笔尖、可显示温度的笔尖、羽翎形笔等。属于后者的有笔尖形的建筑物、用笔尖做暗号、笔尖形壁灯,以及各种笔尖图案、笔尖徽章等。独看一个小小的笔尖并不起眼,将它同各种事物联系起来思想的结果却令人欣喜若狂。再如一块手绢,仿佛没有多少用途,当你由手绢想到各种事物,或者从各种事物想到手绢时,就会看到手绢的许多不同功用。如包装物品、扎辫子、做游戏、代替过滤网、遮挡光线、做衬垫、吸收液体、用在月历上、堵塞孔眼、附加在衣服上,等等。不同的思想才能导致创造。由手绢想到吸收液体,才能由液体想到药液,再由药液想到预防感冒,于是,产生了发明预防感冒手绢的思想。倘若每个人都养成这样的思考习惯,乐意对每一事物随时进行这种思索,长期坚持下去就会思维灵敏,使应变能力增强;办事就会胸有成竹,举一反三,触类旁通;碰到不测事件,就会沉着冷静、应付自如;在同样的境遇中,又将比别人容易产生创造的灵感。
从某一事物可以想到哪些事物,不可以想到哪些事物,事先没有框框,只能在思想的过程中认识与辨别。限定思想会缩小认识的空间,减少辨别的对象,其结果等于约束创造力。任何一个简单的事物,只要把它想到各个方面,不简单的思想就有可能在其中闪现。例如,“环形”,把它想到切削工具上,就会形成环形刀具或环形加工创意;把它想到饰物上,就会形成环形发卡、环形梳子、环形纽扣等创意;把它想象到家具上,就会形成环形座椅、环形沙发、环形抽屉等创意;把它想到器皿上,就会形成环形茶盘、环形铲子、环形奶瓶等创意;把它想到自行车上,就会形成环形车把、环形支架等创意;把它想到儿童运动器材上,就会想环形秋千、环形球、环形车等创意;把它想到游泳池上,就会形成环形游泳池的创意。传统的游泳池均呈长方形,运动员在这种矩形游泳中参赛,往往很不容易跟观众交流和沟通。欧美的一些游泳专家建议设计一种犹如田径场的环形游泳池,运动员沿着一条环形泳道一圈一圈的前游,观众可以更清楚地看到水上健儿一次又一次从自己眼前经过的风姿,比赛气氛将更趋热烈和激动人心,运动员亦会更贴近地感受观众的支持。
国际泳联的有关专家认为,这种环形泳池也许是21世纪世界游泳运动改革的一个新趋向。从“环形”继续想下去,创意越来越丰富,请读者接着思索。我们再举一例“维生素袜”,它与普通长筒袜外观完全一样,只是袜中溶进了人体可吸收的多种维生素,对脚部起滋润和保养作用。“维生素袜”的研制不是从“维生素袜”想到“袜子”,就是从“袜子”想到“维生素”,没有这种思想就没有这种创意,没有这种创意就没有这一创造。
在创造的领域里,首先需要占有大量的创造性设想,发现众多的创造目的,构成较大的可能性空间。由同一事物产生的思想越大,瞄准的目标越多,越有益于选择。勤思善想有主意,广思多想出智谋。对任何事物切勿一味地孤思单想,要从一事想万事,要从一物思万物,这样才能拥有丰富的思想,才能从中做出最佳的创造选择。
扩散思维创造法的应用要领
(1)设法从同一现象、同一原理、同一问题产生大量不同的想法,看到一样,想到多样,看得一样,想得异样。
(2)只有从一事物想到许多不同的事物,才能产生出不同的思想,只有不同的思想才能孕育创造。
适应需求创造法
母子雨衣的启示
青少年朋友们如果看到“袋鼠式母子雨衣”,一定深有感触吧!它是怎样被发明出来的呢?据说,那是上世纪80年代的后期,一位做了妈妈的年轻纺织女工,每天都要到幼儿园接送她的小宝宝。小宝宝快3岁了,爱说爱笑,一路上瞧瞧这里,指指那里,母子俩感到非常幸福。可是到了下雨天就糟了,小宝宝只能闷在雨衣里,怪可怜的,她十分心痛。“我们多么需要一种新的雨具啊!”年轻的妈妈常这么想着。有一次,她带着小宝宝到动物园,看见袋鼠妈妈袋囊里装着自己的孩子,小袋鼠在妈妈的胸前探头探脑的,很有趣。这情景使她很受启发。回到家里,她赶紧在一般雨衣的前襟开一条口,安上帽沿,制成了第一件“袋鼠式母子雨衣”。母子俩一试,还真管用,可把她乐坏了。这种“袋鼠式母子雨衣”很快被厂家开发出来,一时间成为市场的畅销货。
这种根据人们生产、生活等方面的需要去创新构思的方法就叫适应需求法,青少年称之为“找需要”。
“需要是发明创造之母。”适应需求法是通过仔细的观察、充分的调查,抓住人们生产生活中的某一需要,下功夫去研究,提出优秀的发明课题的方法。我们常见到的如消毒柜、吸尘器、润肤膏、防烫勺、鲜花礼仪电报等都是这一发明技法实际应用的产物。
范碧海是江西省临川县河东中学初二年级的学生。她家在农村,责任田很多,每当收完棉花后,她都要跟爸爸、妈妈到田里去拔棉秆。粗壮的棉秆她拔不起来,还常把手磨破了。于是她很想做一个工具来替代繁重的徒手劳动。正是这种生产的需求,使范碧海同学获得了这一发明课题。随后,通过一段时间的努力,她终于发明了一种能减轻劳动强度的拔棉秆器农具。其外形类似羊角钉锤,作用原理类似钉锤拔钉子的杠杆作用。它由叉口、弯头、加强筋、手柄及支点铁杆脚等构成。拔棉秆时,将羊角叉口插入棉秆根部,把手柄往下压,棉秆立即被拔起。它很受棉农的欢迎。
诸多实例足以证明,适应需求法所产生的效果是十分明显的。
适用需求创造法的应用要领
那么,青少年怎样才能掌握好这一技法呢?范碧海同学发明成功的实例,给我们很好的启示:那就是以自己的生活体验为基础,善于思考,就可以找到人们生产、生活、学习中某种“需要”的发明创造课题。
辽宁省实验中学一位学生,在查数学用表时,常对错位,于是觉得很需要一种简单的文具来解决这个问题。随后他设计出了一种有查对数用表的三角板。使用时,将三角板两直角边上的线段箭头,分别对准所查的数字,那么三角板直角处小框内的数字就是你所查的结果。
鲁亮同学是一位业余木工爱好者,在制作中经常要划线分角。可常用的划线分角的方法器具多,费事费时,他老在想能不能根据这种需要发明一种工具,做到一眼准,一下子就平分好一个角呢?不久,鲁亮同学从“圆外一点与圆心的连线平分该点与圆两条切线所构成的角”的定理受启发,发明了任意角角平分器。它的结构非常简单,外形即为一把全透明的直角三角尺,在90°直角上刻上一条平分线作为标志线,从角尖起的角平分线上任意一点为圆心,从小到大刻上一组大小不等的图形,大圆套小圆,圆在直角平分线上一字排开,最大的一个圆撑满整把三角尺,两条直角边即为该圆的两条切线。使用时,只要把角平分器的标志线向上移动,当待分角的两条边同时与某一圆相切时,角平分器上的标志线即为待分角平分线,真是又快又准。
上述两位同学的实践同样证明,只要青少年在学习、生活中注意发现某种需要,就可以获得成功。
对“找需要”的发明选题技法,有一首歌谣是这样概括的:
高高山上一株桃,日日风吹日日摇,
发明创造选题好,天天思考“找需要”。
生产、生活与尊重,自我成就与社交;
保温瓶、太阳帽,吸尘器、润肤膏;
消毒柜、防烫勺,鲜花礼仪伴电报。
创造之母是需要,等待大家都去找!
希望发明创造法
扑翼架与移动电话的启示
达芬奇是15世纪意大利著名的美术家、科学家、工程师和哲学家,他曾经设计过一种人力飞机——扑翼架。扑翼架上装有羽毛的扑翼,人趴在下面用手拨动前边的横杆,用脚蹬后面的一对顶板,手脚一齐用力,就会像鸟的翅膀一样扑动,使其飞起来。用当时的科学技术来衡量,达芬奇的这个设计是不可能实现的。但他希望用人力来实现飞行的这一美好愿望,经过人们几百年的努力,终于在20世纪的今天实现了。当人们看到天空翱翔的人力滑翔机,无不为达芬奇在科技那样落后的时代就能提出如此动人的美好愿望而慨叹,同时也为那些为实现这一美好愿望而付出辛勤劳动,使新的发明成功的科学家而自豪!
美国人莫尔斯留学法国学绘画,深感和亲友通信十分费时,迸发出用电流传递信息的希望,从而发明了电报机。莫尔斯电报机广泛应用后,人们总还觉得电报只能传递电码,不能传递人的声音,于是人们幻想着用电来传递人的声音。美国人贝尔抓住人们的这一愿望,努力学习研究,发明出了电话。随着社会生活节奏的加快和经济发展,人们日益需要能及时地与他人取得联系,于是又有人发明了移动电话。这一系列发明成果,使整个世界变得越来越小。
这种根据他人或自己的美好愿望,而提出课题进行发明创造的技法就叫做希望发明法,青少年常称之为“提希望”。生活中,我们看到的许多高科技成果与小发明项目,如飞机、电视机、折叠伞、爬楼小车、充气床等,都是人们利用这种技法发明的。
希望发明创造法的应用要领
刘鸿燕是广东省韶关市北江中学的女学生,初二上几何课时,老师教同学们用圆规和直尺二等分和四等分角,她都画出来了。于是她想,老师怎么不教我们画三等分角呢?她试着用圆规和直尺画起来,但是,无论如何也画不出来。老师说,用圆规和直尺作三等分角是不可能的。刘鸿燕想,直尺和圆规作图不能解决三等分角问题,能不能用其他方法解决呢?如果发明一件能任意等分角的仪器该多好呀!从此,刘鸿燕就萌发了制作等分角器的愿望,以后,她就特别留意等分角的问题。
后来,学到等腰三角形和全等三角形定理时,刘鸿燕想,等腰三角形底边的垂直平分线平分顶角,几个全等的等腰三角形对应的顶角又是相等的,把它们连接起来不就可以把一个角多等分吗?她把设想和制作方案告诉了爸爸。爸爸说她的设想很好,原理是正确的,制作也是可行的,鼓励她大胆实践。刘鸿燕找来透明胶片,剪成一块块全等的等腰三角形,再把这些三角形用各种方法连接起来,对着接好的图样一边摆弄,一边冥思苦想。有一次,她突然联想到,这些三角形连接起来就像一把扇子,打开一把纸扇,不就看到很多等分角吗?随后,经过反复思考与实践,她终于发现:沿着等腰三角形底边上的高,开一条导向槽,用一枚大头针配合,公共顶点的位置就可以沿着槽随意改变。这样,作品就从“扇子”演化成“任意等分角器”。后来,经过实际使用,不断改进和完善,终于取得了成功。“任意等分角器”构造简单,使用方便,等分角准确,不仅解决了三等分角的问题,而且可以二、三、四、五……任意等分角,也可以把一个圆任意等分。它获得全国发明展览会的金奖和世界知识产权组织颁的大奖——“青年发明者”奖。
张希是江苏省苏州市沧浪区实验小学的学生,他家里有一只报箱,钥匙归他管着,每天他都要开两次箱,看看里面有没有报纸和信件。有一段时间,一连几天他打开报箱都一无所获,于是,他产生了一个美好愿望:“要是报箱能自动告诉我里面是否有报纸或信件该多好啊!”随后,他抓住这个发明课题干开了。通过好几个月的课余时间的努力,一种叫做“小狗报信信箱”终于问世了。这种信箱底部有个类似翘翘板的装置,当邮递员将报纸或信件放入信箱后,由于报纸或信件会将翘翘板一端压下,而另一端上部装配的小狗模型就会从信箱上部特设的小缝中伸出来。这样,报箱里是否有信件,一眼便看出来了。这项发明既有趣,又实用,它获得了全国第一届青少年发明比赛的一等奖。
几位青少年的发明实践给了我们这样的启示:人们总是憧憬着未来,在希望和追求中生活。每一个希望的背后都存在着新的问题和新的矛盾。提出希望,就是发现和提示创新的方向和目标。同时,将希望转化为明确的发明创造课题,并获得成功,发明人还必须具备不获成功,决不罢休的坚强毅力。
对于“提希望”的发明创造选题技法,有一首歌谣是这样概括的:
长江后浪推前浪,发明创造我们上,
精心选题不畏难,动动脑子“提希望”。
人们想象鸟儿飞,莱特兄弟向前闯,
发明飞机上蓝天,谱写历史新篇章;
电视机、折叠伞,爬楼小车充气床。
“希望”发明真不少,生活天天大变样!
缺点列举创造法
拉链的启示
拉链给人们带来了方便。“一拉,它就开了,再一拉,它就关了。”人们都很喜欢用它。云南省昆明市铁路三中的蒋知非同学,很爱穿夹克。一天,他又准备穿上那件夹克外套上学,可拉链被卡住拉不动了。随后,他抓住拉链的这一缺点,决心进行拉链的改进发明。于是,蒋知非同学仔细观察分析拉链被卡住的过程,发现拉链被卡住是由于衣服的毛边在拉链扣开合运动时被带入拉链扣里所致。为此,他又反复有意识地让绒毛细条之类物品进入拉链扣,发现链扣与链齿之间有一定距离,衣服毛边很薄,容易被夹带进入链扣的缝隙中,致使链扣被卡死。怎样解决这一问题呢?
有一天,蒋知非同学在建筑工地上,看见推土机把泥土砖头推走,联想到如果在拉链扣前端附加一推挡板,使毛边异物未接触扣齿就被挡开推走,不就避免了卡塞吗?
根据以上设想,蒋知非同学先后设计试制作了一种防异物卡塞最有效的拉链机构,并把它取名为“新型拉链扣”。该拉链扣有两个显著特点:一是一切异物不论其粗细软硬,只要进到拉链凹形边内,当拉链向前拉动时,都将沿着凹边向中心汇集,同时被向前推移开;二是拉链扣鼻梁安装在扣的面板前缘稍内,异物在拉链开合过程中避免了跟扣齿接触,从而保证开合顺畅。
世界上的万事万物都不可能是十全十美的,任何产品或事物总存在缺点或不足之处。通过观察分析,将这些缺点和不足列举出来,并提出改进的方案,就可以形成有创意的新设想,产生新发明。人们把这种发明创造技法称之为缺点列举法,青少年称之为“挖缺点”。
缺点列举创造法的应用要领
我们在日常生活中,也会接触到很多有缺点的事物,如不顺手、不方便、不省力、不节能、不美观、不耐用、不轻巧、不省料、不安全、不省时、缺某种功能……都可加以改进克服,从而发明创造出受人们欢迎的新产品来。
贺沁铭是内蒙古自治区包头市第九中学的学生,他发明了一种能防止热水瓶碰倒后瓶胆易破碎的椭圆保温瓶壳。
贺沁铭改进保温瓶的想法是一次偶然事件引起的。有一天,他们科技小组正在活动,有位同学不小心把保温瓶碰倒了,“砰”的一声,瓶胆碎了,热水流了一地。那位同学吓坏了,站在那里一动不动。科技辅导员汪老师并没有批评指责,先让同学们把碎碴打扫干净,然后启发大家想些办法,把保温瓶改进一下。
怎样克服保温瓶易倒易碎的缺点呢?
有一天吃饭的时候,他拿起一个鸡蛋,想把它竖立在桌子上,可是鸡蛋倒了,在桌上滚来滚去……鸡蛋那么容易碎,它摔倒了为什么不破碎呢?噢,原来是椭圆形的外壳起了缓冲作用。对,就把热水瓶做成椭圆外壳!想到这里,他高兴得差点跳了起来。
贺沁铭在保温瓶外壳上粘了几条中间厚两端薄的泡沫塑料,使外壳成了椭圆形。做好一试,瓶胆果然不碎了。可是,这东西看起来太臃肿,不美观,要是向提把儿的方向倒下去,冲击的力量还是很大,不安全。这个办法又被他否定了。他又想:把泡沫塑料垫在瓶胆和外壳之间行不行呢?试试看——不行,这办法很麻烦,没起到多大保护作用。最后,他用薄铁条做了一个椭圆形外壳,周围是一条一条的中间鼓起的铁条,每一条都可以当提把儿用,省去了原来的提把儿,使整个外壳形成一个椭圆形。
效果如何呢?同学们做了对比实验:把椭圆外壳的保温瓶和一个普通保温瓶都装满水,均匀用力,一齐推倒。普通保温瓶“砰”的一声,碎了;椭圆壳保温瓶摇晃了几下,却安然无恙。师生们都非常高兴。这项发明受到专家的好评,获得了全国青少年发明比赛一等奖。
李保强是新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市建工中学的学生,他发明了一种探针式颜料筒盖。
李保强是一个美术爱好者,常要用到牙膏筒式包装的水彩颜料和广告颜料。实践中,他发现这种包装有严重缺点:筒盖密封不严,筒口附近的颜料容易干结。硬结的颜料把筒口封死,再次使用时,必须先把硬结的颜料用针或小刀抠掉。随后,针对牙膏筒式包装的这一缺点,李保强进行了改进发明。他在筒盖的轴心部位加装了一根探针,拧上筒盖时探针插入颜料筒内。拧下筒盖时,探针拔出来,同时打通了颜料出口。这时稍挤压颜料筒,颜料就会沿针孔流出来,十分方便。
几位青少年的成功发明告诉我们:挖缺点、挑毛病并不是谁都能做好的事情。在有些人眼里,总认为现有的东西就是合理的,习惯于按常规思考问题,看不到事物的缺点;也有的人即使看到了现有事物的缺点,也不太愿意去改变它。这些容易满足于现状,缺乏创新意识的人,是不可能有什么发明成果产生的。只有要求改变现状,善于挖缺点的人,敢于打破常规,才能够不断创新,有所收获。
对于“挖缺点”的发明创造技法,有一首歌谣是这样概括的:
小鸟叫,跳林间,小鹿跑,向清泉;
发明创造选好题,你我莫忘“挖缺点”。
甘蔗没有两头甜,事物总有不完善。
不省力,不方便,不省料,不安全,
不省时,不价廉,不耐用,功能贱,
挖缺点,心莫闲,发明创造在身边!
U型发明创造法
扣子的启示
谭忆是长沙市九中初三年级的学生。一天早晨,他急急忙忙去上学。到了教室,他像往常一样和几个同学打打招呼。当时他是站着的,只见同学低着头望着他笑。他悄悄地往下一看,不禁脸红了。原来是他自己把衬衣的扣子扣错了位。这么大的男孩子,扣衣服还像小孩子似的扣错,他感觉特没面子,心里很不好受。可事情已经发生,再懊恼也无济于事。随后,他回想起来自己小的时候和许多小朋友一样,常扣错扣子,便决心解决这个问题。通过一段课余时间的努力,他将扣子和扣眼配成相同的颜色,每粒扣子的颜色都各不相同,这样小孩就可根据颜色判别,不会扣错扣子了。想到小朋友喜爱小动物,他又把扣子和扣眼设计成不同的动物图案,效果好极了。三四岁的幼儿穿上后便争着自己动手扣衣服。这项发明取名为扣子与扣眼易对位的童服,不仅获得了国家专利和全国第十一届发明展览会的新技术产品金奖,而且有来自全国各地10多个厂家要求专利技术转让。
这种遇到麻烦的事后,从情绪低落转向积极思考,怎样避免这类事件再次发生的发明创造的技法叫“U型”发明法。青少年称之为“巧转弯”。
U型发明创造法的应用要领
塞翁失马,焉知祸福。在某些事情上遇到麻烦,实际上正是机遇来叩你的大门。许多用品都存在这样或那样的缺点和不足,一时半会儿找不出,常常是在使用过程中才能暴露出来,这就是提醒人们去改进创新的信号。
张桂杰是山东省阳谷县柿子园联中的女学生,家里有十亩三分地的棉田。正在棉花现蕾的时候,棉铃虫繁生,她只得请假回家帮父母治虫。她背着药桶打药,一天干下来,累得筋疲力竭,想起同学们都在学校里学习,感到非常委屈,两眼泪汪汪的。常言说得好,再生气也解决不了问题,她冷静地想:“我怎么不发明一种效率高于现在喷雾器两倍的新型喷雾器呢?”当头脑中萌发这个念头,她高兴极了。后来,她把单喷杆改成双喷杆,喷杆的张角可以调节,喷头的方向也可以调节,可以喷一垄,也可以喷两垄,也可以将叶片上下对喷。使用它,一个人操作的功效是原来的两倍。棉农欢喜地叫它多功能两用喷杆,并获得了全国第六届青少年发明比赛的一等奖。
上述几位青少年发明成功的经验告诉我们,这种遇事思考“如何避免”的思维方法,实际上是解决一些意外情况的最好办法。这种思维方法使情绪和思路都呈U字形状,从而也常常产生一些事先料想不到的意外发明。
对于“巧转弯”的发明技法,有一首歌谣是这样概括的:
想看景,上苏杭,想捉鳖,下五洋;
发明创造选好题,生气莫忘“巧转弯”。
山东学生张桂杰,家有棉田十亩三;
每当病虫高峰期,回村喷药日夜干;
误学习,体力伤,生气跺脚泪汪汪!
哎,立马转弯想一想,双头喷杆可帮忙。
新的发明诞生了,一个顶俩俏四方!
类比创造法
类比创造法的原理
类比创造法是建立在类比推理基础上的一种发明创造技法,也叫类比发明法,是把两个或两个以上同类、不同类,相似、部分相似,乃至差别很大的事物进行对比,找出它们的类比之处,从而启发思路,构想新产品、新方案的方法。
类比是一种思维方法。这种思维方法在人们的生产、生活中广泛而经常采用。但是,有意识地运用于人们的创造发明活动中,并作为一种发明技法创立起来,则是美国人威廉戈登的功劳。戈登在美国国防部、麻省理工学院、哈佛大学和洛克菲勒财团等机构的资助下,搜集4000余项有关物理、化学、机械、生物、地质、市场等学科方面专家的发明创造,以及文学艺术领域中的重大创造,加以分类编组,深入研究,发现这些科学家、艺术家们的创造活动和导致他们创造成功的过程中,存在着共同的规律和技巧,这就是将两个或两个以上乍看起来彼此无关的、不同的事物或概念巧妙地联系了起来。而帮助他们实现这种巧妙联系的方法,就是类比的方法。戈登将他总结的这种类比方法称之为“综摄法”,即广为吸收、综合摄取的意思。这一类比方法于1959年发表后,当即受到各界重视,很快推而广之。
戈登在他的研究中,总结提出了类比法的两个要点,也是类比法的重要原则,即异质同化和同质异化。所谓异质同化,就是异中求同,把陌生的事物变为熟悉的事物。所谓同质异化,就是同中求异,把熟悉的事物变为陌生的事物。这两个变化实际上就是创造性思维在创造过程中所必然经历的两个阶段。
类比创造法的应用类型
类比创造法可分为:直接类比法、拟人类比法、因果类比法、对称类比法、综合类比法及象征类比法等多种形式。
(1)直接类比法
即从自然界或已有成果中寻找出与创造对象相类似的现象和事物,从中获得启示。这要比凭空想象来设计一种物品更易取得成功。
水下飞机的发明完全是按照同空中飞机的直接类比中所得到的启示发明出来的。水和空气都是物体,机翼的物体动力学特性是两者的共性,都可以由机翼产生升力,所不同的是水的浮力和阻力都比较大而已。
(2)拟人类比法(仿生类比)
进行创造活动时,人们常常将发明革新的对象“拟人化”,即模仿人的各种特征,制成新型机械。如模仿人的双腿迈步的方式,制成“步行机”,可以跳沟跨壕,在沼泽地带负重搬运;模仿人的手臂动作设计成新式掘土机,它的主臂如同人的上下臂,有活动“关节”,可以前后左右上下弯曲,而挖斗恰似人的手掌,可以插入土中,将土挖起;模仿人体还可以制造广泛使用的机械手、机械人等等。这种拟人化的设计,都是从人体的某一部分的动作中得到启示,常常会使人收到意想不到的效果。模仿生物就是仿生类比法。
(3)因果类比法
两种物品的各个属性之间,可能存在着同一种因果关系,因而,我们可以根据一个事物的因果关系,推出另一事物的因果关系,从所得的启示进行创造。
例如,面包的疏松多孔,是由于面团在烤制过程中,释放的气体在面团中形成的无数小气泡造成的。根据这一现象,日本一位发明家应用因果类比,在熔化的金属中加入起泡剂,迅速冷却后,就形成了包含无数微气泡的轻质泡沫金属材料。
(4)对称类比法
许多事物都具有对称性,我们可以通过对称关系的类比,发明出新的东西来。
现在有一种使司机头脑清醒的新产品,实际上就是把一只半导体致冷器贴在前额上。这种半导体致冷器就是根据对称类比法发明出来的。原来半导体PN结一端受热产生温差时就会产生电流。后来有人给PN结通上电流,那么PN结两端会出现什么现象呢?根据对称类比的观点,PN结的一端应当放热,另一端吸热而产生温差。吸热的这端就成了半导体致冷器。
(5)综合类比法
事物众多属性之间的关系虽然十分复杂,但是,我们从综合它们相似的特征进行类比,可以得到新的发明启示。
利用电子计算机对现有各种产品的相似特征进行类比,可以设计出样式新颖、性能更加优异、价格低廉的新产品。如在飞机、汽车、轮船及其他各种产品设计上,都已采用了这种方法,实际上就是利用计算机进行模拟设计,综合后选出博采众长的方案。
(6)象征类比法
用具体事物来表示某种抽象概念,或赋予其某种思想感情,使其具有独特的风格,即寓意其中,这就是象征类比法。
例如,在建筑设计中物质功能和精神功能是不可分割的,提倡精神功能的设计思维,就要求建筑设计以满足感情等心理需求为目标。
长城象征伟大的中华民族,紫禁城象征神秘的皇权,纪念碑的宏伟,纪念馆的庄严,音乐厅的典雅,园林建筑的古朴幽深,高楼的时代感等等,以及历史上许多名垂千古的建筑,就在于它们格调迥异,具有各自的特征。
在日用品设计中,不但应具有各国鲜明特性,而且更强调意境。日本名瓷“诺来蒂克”的怀旧造型,形似古典,又追求装饰花卉要“花能解语”,象征着一位女主人在向客人诉说什么。