龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 让发明来得更快的类比发明法（一） 作者：胡 颐 来源：《发明与创新(综合版)》2008年第10期 类比是选择两个对象或事物(同类或异类)，对它们某些相同或相似性进行考察比较。类比推理，就是根据两个对象之间在某些方面的相同或相似，推论出它们在其他方面也可能相同或相似的一种方法。高桥浩说：“从构造相似的或形象上相似的东西中求得思想上的启发，我们称这种做法为类比思考，人类从远古起就有意无意地用这种方法完成了许多发明。”类比法是富有创造性的创意技法，有利于人的自我突破，其核心是从异中求同，或同中见异，从而产生新知，得到创造性成果。它在人们认识世界和改造世界的活动中，具有重大意义。历史上，许多重大的科学发现、技术发明和文学艺术创作，都是运用类比创意技法的结果。 例如在科学领域里，惠更斯提出的光的波动说，就是类比声的波动而发现的；欧姆将其对电的研究和傅立叶关于热的研究加以类比，建立了欧姆定律；库伦定律也是通过类比发现的，劳厄谈此问题时曾说过：“库伦假设两个电荷之间的作用力与电量成正比，与它们之间的距离平方成反比，这纯粹是牛顿定律的一种类比。”基本粒子学的弦模型、袋模型等也是类比推理结果。因此，彭加勒感慨地说：“物理学的类比给我们预示了多少真理的存在啊!”在其他科学领域里，也有类似的情况。比如医生詹纳发现“种牛痘”可以预防天花，是受到挤牛奶女工感染牛痘而不患天花的启示。李四光提出中国有石油，不是贫油国，也是通过类比获得的结论。 在技术领域，类比法的应用也很广泛。控制论创始人维纳等通过类比，把人的行为、目的等引入机器，又把通讯工程的信息和自动控制工程的反馈概念引进活的有机体，从而创立了控制论。仿生学的迅猛发展，更说明了类比法的重大价值。狗鼻子一向以灵敏著称，它能嗅出200万种物质和不同浓度的气味，嗅觉比人灵敏100万倍。现在，人以气味对紫外线的选择性吸收为信息，研制出“电子鼻”，其检测灵敏度可达狗鼻子的1000倍。类似“龙牙”的有双排刃齿的联动刃钻头，是受恐龙口内长有双层锉刀式牙齿具有高度咀嚼功能的启发制成的。皮卡尔父子利用平流层理论先设计平流层气球，飞到15690米的高空，又通过类比设计出世界上下潜最深的深潜器，下潜深度达到19168米，因而被誉为“上天入海的科学家”。 在艺术领域里，中国古代文学艺术中的“比”、“兴”和类比法有着密切的联系。刘勰说：“比者，附也；兴者，起也。附理者，切类以指事；起情者，依微以拟议。”意思是说：“比”是喻事理；“兴”是引起联想。比喻事理的，要根据相似点来说明事物；引起联想的，要从细微处寄托深义。刘勰还指出，比的手法在设喻上是不固定的，有的比声音，有的比形貌，有的比心思，有的比事物。文艺创作中的“比喻”、“移情”，是类比的重要体现。 类比法按原理可分为直接类比、拟人类比、象征类比、幻想类比、仿生类比、因果类比、对称类比和综合类比等8种。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1 直接类比。直接类比就是从自然界或者人为成果中直接寻找出与创意对象相类似的东西或事物，进行类比创意。 这种类比的例子，古今中外比比皆是。我国战国时期墨子制造的“竹鹊”、三国时期诸葛亮设计的“木牛流马”、唐代韩志和创造的飞行器等，都是仿生学的直接类比。鲁班发明锯子，也是同带齿的草叶把人手划破和长有齿的蝗虫板牙能咬断青草获得直接类比实现的。 听诊器的发明，也是典型的直接类比思维的产物：拉哀纳克医生很想发明一种能够诊断胸腔里健康状况的听诊设备，一天到公园散步，看到两个小孩在玩翘翘板，一个小孩在一头轻轻地敲翘板，还有一个小孩在另一头贴耳听，虽然敲者用力轻，可是听者却听得极清晰。他把要创造的听诊器与这一现象类比，终于获得创意设计听诊器的方案，世界上听诊器就这样诞生了。工程师布鲁内尔为解决水下施工大伤脑筋，有一次他观察到至木虫进入木材的方法。于是通过类比，他想出了用空心钢柱打入河底，以此为“构盾”，边掘进边延伸，在构盾的保护下施工，这就是著名的“构盾施工法”。这可以说是类比法的重大成果。有趣的是进化论的奠基人达尔文，在创立动植物世界优胜劣汰的自然选择理论时，竟在马尔萨斯的《人口论》一书的浏览中获得了直接类比。 2 拟人类比。拟人类比就是使创意对象“拟人化”，也称亲身类比、自身类比或人格类比。这种类比就是创意者使自己与创意对象的某种要素认同、一致，进入“角色”，体现问题，产生共鸣，以获得创意。 拟人类比，在我国的典籍中屡见不鲜。《易经》的“天行健君子以自强不息”，就是一种天人合一，万物一理的拟人类比。文学艺术中的拟人类比更是随处可见，例如把祖国比作母亲，把美丽的姑娘比作鲜花。在物理学上，拟人类比的例子也是不胜枚举。化学家法拉第自己与电解质认同，发现了电解定律；凯库勒在梦见一条蛇咬住自己的尾巴，提出了苯分子环状结构理论。 工业设计，也经常应用拟人类比。著名的薄壳建筑罗马体育馆的设计，就是一优秀例证。设计师将体育馆的屋顶与人脑头盖骨的结构和性能进行了类比：头盖骨由数块骨片组成，形薄、体轻，但却极坚固，那么，体育馆的屋顶是否可做成头盖骨状呢?这种创意获得了巨大成功。于是薄壳建筑风行起来。 设计机械装置时，常把机械看作是人体的某一部分，进行拟人类比，从而获得意外的成效。如挖土机的设计，就是模仿人的手臂动作：它向前伸出的主杆，如人的胳臂可以上下左右自由转动；它的挖上斗，好比人的手掌，可以张开合起；装土斗边的齿形，好似人的手指，可以插入土中。挖土时，手指插入土中，再合拢、举起，移至卸土处，松开手让泥土落下。这是局部的拟人类比，各种机械手的设计也是如此。整体的拟人类比，就是各种机器人的设计。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/89b34b3f4793daef5ef7ba0d4a7302768e996fb4.html