创造学基础创造原理.

1第一部分：发明创造的十个原理第二部分：发明创造的原则第六章创造原理及创造原则22010年诺贝尔物理学奖2010年诺贝尔化学奖2010年诺贝尔生理或医学奖3创造原理，就是人们根据创造性思维的发展规律和创造性行为的实施特点，总结出来并用以指导发明创造活动的带有普遍意义的道理。它是创造技法得以产生和发展的基础。4创造技法，就是人们根据创造原理解决发明创造问题的创意，是促使发明创造活动完成的具体方法和实施技巧。它是创造原理融会贯通以及具体运用的结果。创造技法则是从创造原理中最终派生出来并与实践密切结合的可操作的具体程序或步骤。创造原理是创造技法之母。目前创造技法虽然多达数百种，但创造的原理并不很多。创造原则，就是人们开展发明创造活动所依据的法则和评判发明创造构思所凭借的标准。它对创造技法的实施具有方向性和指导性的意义。5第一部分发明创造的十个原理6创造原理综合原理组合原理移植原理还原原理换元原理完满原理迂回原理分离原理逆反原理群体原理7一、综合原理所谓综合原理，是指在思维过程中，人们应将研究对象的各个部分、各个方面结合和统一起来加以研究，从而在整体上把握研究对象的本质属性和内在规律。综合原理并不是将事物的各要素、各部分、各方面进行简单的加和，其基本特点和最高宗旨是根据事物各部分的本质特征和发展规律，全面地加以概括和总结、精练和提升，进而在思维中真实地再现出事物的整体。中西医的结合就是一种综合。中西医结合并不是把中医和西医简单地叠加在一起，而是经过仔细分析后取中、西医中的合理和适用部分加以组合的。可见，综合是在科学分析基础上择优而进行的组合。据报道，俄罗斯生物学家从母鸭体内取出生长激素基因，与母鸡的基因相结合，培育出一种既有鸭子特征又保持母鸡原有习性的转基因母鸡。8辨证综合理论综合实体综合形式综合综合原理事物各部分的内部属性和相互关系进行机械式的结合、加和性、简单全面性非加和性结构复杂发现自然规律，建立理论体系：体现为学科内的知识综合；综合性的学科，新兴学科、边缘性学科：不同学科之间对不同理论和知识的综合。科学发现：揭示某自然物质整体的结构与功能；技术发明：人工合成的自然物质或全新的物体。9宏伟的“阿波罗”登月计划众所周知的美国“阿波罗”登月计划可算是当代最大型的各种行业、各种学科、各种技术、各种方法、各种思想的辩证综合物。“阿波罗”载人登月计划历时10年，耗资250亿美元。参加该计划研究的有120多所大学，20，000多家大、中、小型公司和科研机构，总共投人了450，000名科技人员。“阿波罗”飞船有7，000，000个零件，仅科研课题就有50，000多项。它确实是人类历史上规模最为宏大的计划之一。它是复杂系统工程的光辉典范、也是人类综合能力的最好体现。“阿波罗”宇宙飞船的技术没有一项是新的突破，都是现有的技术。阿波罗登月视频10综合已有的科学原理，可以创立新的科学原理。如爱因斯坦综合万有引力理论与狭义相对论，创立了广义相对论;综合已有的事实规律，可以发现新的事实规律。如门捷列夫综合化学元素分类法和化学元素原子量递增顺序，发现了化学元素周期律;综合已有的科学方法，可以创建新的科学方法。如笛卡尔将几何学与代数方法综合，产生了新的解析几何方法;综合已有的产品实物，可以建造新的先进产品。如日本松下电器公司综合了世界各先进国家不同机电产品的技术特长，创造出誉满全球的松下电器。本世纪世界上的重大发明创造中，日本起的作用很少，但它善于在别国先进技术的基础上搞综合，因而创造出许多世界一流的新技术和新产品。11近几十年来，“综合就是创造”在实践中已产生巨大的效应。以国度而言，得益最大者就是提出这一口号，普及这一观念的日本。第二次世界大战后对世界有重大意义的500项新技术和397项新产品所得统计结果表明，日本在重大发明创造方面、在重大理论突破方面、在获取诺贝尔奖方面都远落后于其他西方强国，但日本善于在别国先进技术的基础上搞综合，形成了一种7分美国技术+3分欧洲技术=日本技术的科技体系，创造出很多令欧美强国羡慕不已的第一流新产品。80年代以来，尽管美、欧各国加强了知识产权的保护和对日本的防范，使得日本依靠别国先进技术起“搭桥铺路”作用的时代一去不返，但“综合就是创造”的思想仍是日本在世界高新科技领域称雄争霸的基本武器。12魔方是匈牙利人ErnoRubik于20世纪70年代发明的，它能够产生数十亿种组合状态，是世界上最流行的组合游戏之一。最近，美国计算机科学家对于魔方的一项研究证实，26步足以解开任意状态的魔方，这一结论打破了此前27步的最好历史证明，成为了一项新的纪录。13二、组合原理所谓组合原理，是指将两种或两种以上的学说、技术、产品的一部分或全部进行适当叠加和组合，用以形成新学说、新技术、新产品的发明创造原理。从思维特征和操作形式来看，组合不同于综合。组合既可以是自然组合，也可以是人工组合;既可以是技术组合，也可以是方法组合。同是碳原子，以不同方式、不同晶格组合，便可得到坚硬而昂贵的金刚石或脆弱而平常的石墨。组合原理有着广阔的用武之地。组合就是创造。我们常用的多用柜、两用笔、组合文具盒等，都是利用组合原理创造的体现。C组合组合14前IBM工程师、发明者大卫·布拉德里Ctrl-Alt-Delete（计算机热键）DavidBradley在IBMPC上写出Ctrl-Alt-Delete的相关代码，他的一句玩笑也被业界奉为经典之语：“我创造了它，比尔·盖茨则让它声名远扬15组合法是现代技术发明的一条重要途径。我们周围的事物，就有许多是由两个或两个以上的技术因素组合在一起的。例如大家都很熟悉的彩色电视机的发明，所采用的400多项技术，在当时都是已经非常成熟的，但是经过科学的组合，使得电视机从黑白到彩色，产生了一个质的飞跃。在上世纪70年代初期，X射线照像技术和电子计算机技术都已经是非常成熟的了，诺贝尔生理医学奖获得者豪斯菲尔德就把这两项技术结合在一起，发明了CT扫描仪。其实这里面并没有什么原理上的突破，只是原有的技术经过组合，产生了全新的效果，因而诞生了一项重大的发明。16异类组合重组组合主体附加同类组合组合原理根据参与组合的组合因子的性质和主次关系以及组合的方式不同，组合的类型大体可分：171.组合原理的分类（1）同类组合同类组合，又叫同类自组，是指由两个或两个以上相同或近于相同的事物简单叠合。同类组合是在保持事物原有功能或原有意义的前提下，通过数量的增加以弥补功能上的不足或求取新的功能。比如，一般的直升机只有一个旋翼，有人把8个旋翼组合在一起，发明了载重量达160吨的八旋翼直升机。18此外，还有人把20把同样的废锯条组合在一起做成挫刀，用300个易拉罐筒组成求生筏等等，发射人造卫星的多级火箭，其原理亦可被视为几枚火箭的同类组合。子母灯、双向拉锁等。这些都是同类组合成功发明的范例。松下公司的起家产品:单联插座改进为双联和三联插座。19（2）异类组合异类组合，是指来自不同领域的两种或两种以上不同类型的事物所进行的叠合，如日历笔架、日历圆珠笔等就是异类组合的创造产物。在异类组合中，被组合的因子来自不同的方面，各因子彼此间一般没有明显的主次之分，参与组合的因子可以从意义、原则、构造、成分、功能等任何一方面或多方面互相渗透，从而使组合后的整体发生变化。比如，汽车就是发动机、离合器和传动机构等因子组合创造而成的一种交通工具。离合器传动轴发动机20异类组合是最广泛的发明创造。针线、日历和圆珠笔虽不属于同一行业的产品，但是其组合的结果产生了带针线包的圆珠笔和内藏日历的圆珠笔；异类组合绝不是简单的凑合，例如收音机和照相机放在一起就没有什么意义，因而并不能构成发明创造。21（3）主体附加主体附加，是指在原有的事物中补充新的内容，在原有的物质产品上增添新的功能附件。如早期的自行车没有车铃，后来加上了车铃。在主体附加创造中，主体事物的性能基本上保持不变，附加物只是对主体起补充、完善或充分利用主体功能的作用。印有导游图的纸折扇很畅销，折扇上的导游图就是一种附加物。汽车作为主体，加上附加物之后，才变得越来越完善、越来越现代化了。22案例：带橡皮擦的铅笔有一天，穷困的画家律蒲曼正专心致志地绘画，要修改时却找不到橡皮擦。好不容易找到一块擦去了需要修改的画面后，却又不知道把铅笔放到何处了。他从中吸取教训，把橡皮擦与铅笔用丝线缚在一起，这样可以避免两者分离难找。但这种方法不牢固，使用一会儿橡皮擦就掉下来，很不方便。他不甘心，于是剪下一块薄铁片，把橡皮擦和铅笔末端绕包起来，再压两道浅渠，使用时再也不会掉下。他想：如果铅笔都能带着橡皮擦，定会受画家、广大学生的欢迎。于是，律蒲曼向亲戚借来几十美元到专利局办理申请手续，很快得到确认，不久又被雷巴铅笔公司买了这项专利。原本生活潦倒的律蒲曼,一下就获得55万美元的专利费。23（4）重组组合重组组合，是指在同一个事物的不同层次上分解原来的事物或组合，然后再以新的方式重新组合起来。战国时代田忌赛马的故事亦可生动地说明重组组合的创造思想。现在，人们把这一原理应用到了有些体育比赛之中，如乒乓球团体赛等等，取得了较好的成果。目前在企业中大力开展的资产重组，实际上也是一种组合创造与创新。在这一原理的引发下，可产生许许多多重组的方法。汉字构成飞机问世初期，螺旋桨置于机头，后来装到了机顶，发明了直升飞机。24爱因斯坦曾说：“组合作用似乎是创造性思维的本质特征。”组合创造在创造发明中的作用和地位日趋显著。有人在统计了1900年以来的480项重大创新成果后发现：三四十年代的创新成果是以突破型为主而组合型为次的；五六十年代，两者大体相当；到80年代，突破型成果渐趋于次要而主要以组合型成果为主。这一情况说明组合创造已经成为当前发明创造的主要方式。晶体管发明者之一的美国发明家肖克莱曾说：“所谓创造，就是把以前独立的发明组合起来。”磁半导体发明者、日本科学家菊池诚也讲：“我认为发明有两条路：第一条是全新的发明，第二条是把已知其原理的事实进行组合。”25利根川进应用新的分子生物学的技术和方法论，在研究中发现，抗体基因不是作为完整的基因，而是作为片段散布在染色体上遗传给下一代的。利用顺序组合的原理，这些有限的抗体基因片段通过种种组合，形成数量巨大的新的抗体基因。这就是他发现的“抗体多样性生成的遗传规律”理论的核心内容。他因此而在１９８７年荣获诺贝尔医学·生理学奖。“抗体多样性生成的遗传规律”26滚动导轨的发明常见的机床导轨是滑动摩擦导轨，其摩擦阻力较大。如果在导轨摩擦面间加装滚动体，可使导轨之间的滑动摩擦转化成滚动摩擦(图(a))。与普通的滑动导轨相比，滚动导轨具有运动灵敏度高、定位准确性好、摩擦力低、润滑系统简单、维修保养方便等优点，其发明思路就是借鉴了普通的推力轴承的结构形式(图(b))，成为了技术结构移植的新产物。27三、移植原理19世纪末，人们对于电影机的研究虽已取得很大进展，但仍有一个关键性问题未能解决，即如何使影片以每秒24幅的速度做动、停、动的间歇运动，使影片在每秒钟时间经过片面时会动24次、停24次。许多研究者对于这个复杂的问题均束手无策。法国科学家卢学埃尔兄弟在看到缝纫机的机针插入布里时布料不动，当针向上提起时布料向前挪动一下，然后又是停、动、停……他们把这种原理移植到电影机中，很快便解决了上述的难题。通过普通的缝纫机动作的启示而解决了电影机放映中的大难题，充分体现了创造移植原理的运用和成果。创造学中的移植，就是把一个已知对象中的概念、原理、方法、内容或部件等运用或迁移到另一个待研究的对象之中，从而使得研究对象产生新的突破而导致创造。他山之石，可以攻玉28移植又可以分为原理移植、结构移植、方法移植和材料移植四种。原理移植是指在同一研究领域的不同载体或在不同研究领域之间的原理移植，从而产生新的成果。如解析几何学和物理化学的诞生就是原理移植的结果。结构移植是将彼事物的结构形式