作者：李瑞星,周苏
出版社：中国铁道出版社有限公司
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大学生创新思维与创新方法试读：
前言
PREFACE研究表明，创新的先锋团队——众多的诺贝尔获得者的成功途径，一是科学发现，二是科学仪器，三是科学方法。其中，科学方法的核心是创新方法，几乎有三分之一的诺贝尔奖获得者是靠科学的创新方法实现了研究的突破性进展，可见创新方法对于科学研究的重要性。大众创业，万众创新，建设创新型国家，其核心是要增强自主创新能力，创新引领，方法先行。
1946年，苏联科学家根里奇·阿奇舒勒开始了“发明问题解决理论”（TRIZ）的研究工作。在以后的数十年中，这位发明家投入毕生精力，致力于创新研究。在他的带领下，苏联的几十家学校、研究部门和企业，组成专门机构，先后分析了世界的几十万份发明专利，总结出技术进化所遵循的普遍规律，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾时采用的创新法则，创建了一种由解决技术问题、实现技术创新的各种方法组成的理论体系——TRIZ。
2008年，为了落实国家中长期科技规划纲要，从源头推进我国的自主创新，国家科学技术部、发展与改革委员会、教育部、科学技术协会四部委联合颁布了《关于加强创新方法工作的若干意见》，文件中明确指出要推进TRIZ等国际先进技术创新方法与中国本土需求相融合，特别是推动TRIZ中成熟方法的培训。
实践表明，运用TRIZ创新，能够帮助我们突破思维定式，从不同角度分析问题，进行理性的逻辑思维，揭示问题的本质，确定问题的进一步探索方向，能根据技术进化规律，预测未来发展趋势，最终抓住机会彻底解决问题，并开发出富有竞争力的创新产品。
本书内容包括创新思维的基本方法、TRIZ原理和工具的介绍，以及运用TRIZ原理来解决创新问题的一些实践案例，各章均精心安排了“创意无限”（发明原理）、习题及实验与思考等环节，把创新思维、技术创新方法的概念、理论和技术知识融入实践中，帮助读者加深对学习的认识和理解。为了帮助学生巩固所学知识，书后附录提供了部分习题的参考答案。
本书的编写工作得到新疆农业职业技术学院、浙江安防职业技术学院、浙江商业职业技术学院、浙江大学城市学院等单位的大力支持。全书由李瑞星、周苏主编，参加本书编写的还有张丽娜、王俊丽、袁娜、武晓蓓、郑金伟、吴闻、马得草、王文等。欢迎教师索取为本书配套的丰富教学资料，E-mail：zhousu@qq.com；QQ：81505050；个人博客：http://blog.sina.com.cn/zhousu58。
由于时间仓促，编者水平有限，书中难免存在疏漏与不妥之处，欢迎读者批评指正。编者2018年1月于杭州西湖课程教学进度表第1章打开创新之门【创意无限】TRIZ的40个发明原理
在苏联发明家根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuler，1926—1998）看来，人们在解决发明问题过程中所遵循的科学原理和技术系统进化法则是一种客观存在。大量发明所面临的基本问题是相同的，其所需要解决的矛盾从本质上说也是相同的。同样的技术创新原理和相应的解决问题的方案，会在后来的一次次发明中被反复应用，只是被应用的技术领域不同而已。
从1946年开始，阿奇舒勒研究阅读了20多万份发明专利文献，从中挑选出4万份发明级别为第2、3和4级（见本书1.3节）的发明专利。通过对海量的高级别发明专利进行深入的统计、分析和研究，阿奇舒勒最先得到的“解决问题的规律”就是TRIZ理论的40个发明原理（见表1-1）。在实践中人们也发现，发明原理是用于解决技术矛盾的最行之有效的创造性方法。表1-1 40个发明原理及其规则续表
在实践中人们进一步发现，这40个发明原理的使用率实际上也有很大不同（见表1-2）。表1-2 40个发明原理按使用率排序原理1：分割
本原理是指这样一种过程：以虚拟或真实的方式将一个系统分成多个部分，以便分解（分开、分割、抽取）或合并（结合、集成、联合）一种有益的或有害的系统属性。在多数情况下，会对分割后得到的多个部分进行重组（或集成），以便实现某些新的功能，并（或）消除有害作用。随着分割程度的提高，技术系统逐步向微观级别发展。
指导原则：（1）将一个对象分成多个相互独立的部分。例如：
① 将轮船的内部空间分成多个彼此独立的船舱。
② 宿舍楼中将同一层分成多个功能相同的小房间。
③ 将内燃机的多个气缸（见图1-1）分成多个独立的气缸。图1-1 内燃机的气缸
④ 将学生分成不同的年级、不同的班级。（2）将对象分成容易组装（或组合）和拆卸的部分。例如：
① 将组合家具分解为独立的家具。
② 将暖气上的多个暖气片分解为独立的暖气片。
③ 将一根根铁轨连接起来，形成铁路。
④ 建筑上常用的预制件和活动房屋进行拆装。
⑤ 在公司的组织结构上，使用模块化的方法实现公司管理的柔性化。（3）增加对象的分割程度。例如：
窗帘的演变：一整块布做的窗帘→左右两块布做的窗帘→百叶窗。
典型案例：（1）可调节百叶窗（见图1-2）。这是一个“提高系统的可分性，以实现系统的改造”的实例。人们用可调节百叶窗代替幕布窗帘，只要改变百叶窗叶片的角度，就可以调节外界射入的光线。图1-2 可调节百叶窗（2）军用飞机油箱。当军用飞机的油箱破损时，极易引起燃料大量外泄，继而引发爆炸事故。为此，人们将油箱分隔成很多小隔间，以防止这类事故的发生。但这种办法在理论上可行，实际操作并不方便。利用分割原理，人们找到了解决问题的办法，即在军用飞机油箱中，装设一种蜂窝状材料——多孔海绵体，将油箱分成无数个小“隔间”。从而比较理想地解决了这个难题。
运用技巧：
如果系统因重量或体积过大而不易操纵，则将其分割成若干轻便的子系统，使每一部分均易于操纵。在管理学和心理学上，也可以对组织和观念进行分割及组合。原理2：抽取
本原理是从整体中分离出有用的（或有害的）部分（或属性）。抽取可以虚拟方式或实体方式来进行。
指导原则：（1）从对象中抽取出产生负面影响的部分或属性。例如：
① 最初的空调是一体机（窗式），工作时压缩机会产生噪声。随着技术的发展，空调被分为室内机和室外机两部分。将压缩机放在室外机中，减少了噪声对人的影响。
② 在巡航时，战斗机的两个副油箱挂在飞机下方，飞行中会优先使用副油箱中的燃油；在进入战斗前，抛弃副油箱，以减轻飞机的重量，增加飞机的机动性能（见图1-3）。
③ 从口腔（系统）中拔掉（抽取）一颗坏的牙齿（有害部分），以改善口腔的健康状况。
④ 利用避雷针，把雷雨云中的电荷引入大地，从而避免建筑物遭受雷击（从物体中抽出产生负面影响的部分或属性）。图1-3 战斗机悬挂的副油箱（2）从对象中抽出有用的（主要的、重要的、必要的）部分或属性。例如：
① 用狗叫声作为报警器的报警声，而不用养一条真正的狗（将狗叫声从“狗”中抽取出来，作为有用的部分单独使用）。
② 将稻草人作为“人”的代表放在稻田中（将人的外形从整个“人”中抽取出来）。
③ 化学试验中的蒸馏、萃取和置换都是从混合物中抽取出有用物质的过程。
典型案例：
海军声呐：在航行过程中，军舰上的各种设备会产生大量的电磁波，这些电磁波严重干扰了水下声呐的正常工作。利用抽取原理可以解决这个问题，这时只需用遥控装置拖曳声呐，让声呐与军舰保持一定距离，干扰电磁波便自然远离声呐，而不会起负面作用。
运用技巧：
把系统中的功能或部件分成有用、有害部分，视情况抽取出来。抽取的目的是为系统增加价值。抽取同样可应用于非实物或虚拟情况。原理3：局部质量
本原理是指在一个对象中，特殊的（特定的）部分应该具有相应的功能或条件，能够最好地适应其所处的环境，或更好地满足特定的要求。
指导原则：（1）将对象、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的。例如：对金属表面进行渗碳处理，可以增加材料表面的硬度（而金属内部的特性并没有改变），从而提高其耐磨性能。（2）让对象的不同部分具有不同的功能或特性。例如：
① 带橡皮的铅笔（橡皮的功能是擦除痕迹，铅笔的功能是产生痕迹）。
② 图钉一头尖（便于刺入物体内），一头圆（便于人手施加压力）。（3）让对象的不同部分处于完成各自功能的最佳状态。例如：
① 键盘上各个键的位置和大小各不相同，使用频率较高的键位于最方便操作的位置，最常使用的键在体积上往往比其他键大（如空格键和回车键）。
② 在食盒中设置间隔，在不同的间隔内放置不同的食物，避免相互影响。原理4：增加不对称性
本原理涉及从“各向同性”向“各向异性”的转换，或者与之相反的过程。各向同性是指，无论在对象的哪个部位，沿哪个方向进行测量，都是对称的。各向异性就是不对称，是指在对象的不同部位或沿不同的方向进行测量，测量结果是不同的。通过将对称的（均匀的）的形式（形状、形态、外形）或结构变为不规则的（无规律的、不合常规的、不整齐的、不一致的、参差不齐的），可以增加不对称性。
指导原则：（1）将对象（形状或组织形式）由对称的变为不对称的。例如：
① 坦克装甲的厚度，在不同部位是不同的。这种不对称结构既可以保证重点部位的高抗打击能力，又可以有效地减轻坦克的重量。
② 飞机机翼的上、下两面的弧线是不同的，这种不对称结构能在气流作用下产生上升力。
③ 计算机的内存、声卡、显卡、网卡的插槽都采用不对称结构，以保证这些设备的正确插接（见图1-4）。图1-4 计算机板卡（2）如果对象已经是不对称的，就增加其不对称程度。例如：
① 为提高焊接强度，将焊点由原来的椭圆形改为不规则形状。
② 杠杆原理。当支点在中间时，两边长度相等，是对称的；当支点两边的长度不相等时，会出现杠杆作用，进一步增加这种不对称性，会使杠杆作用更加明显，可以用很小的力撬起很重的物体。课堂讨论（1）怎样理解“创造发明是无限的，但创造发明所基于的基本原理是有限的”？
答： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）以下是一些利用分割原理来解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 把一辆大型载重卡车分成车头和拖车两个独立的部分。
② 将一个磁盘分成多个逻辑分区。
③ 将书籍划分为多个章节。（3）以下是利用抽取原理解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 高速公路上的隔音屏障。
② 化工生产中的萃取工艺。
③ 猎头为用人单位遴选优秀人才。（4）以下都是利用局部质量原理解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 瑞士军刀（包含多种工具，如螺丝刀、尖刀、剪子等，其功能各不相同）。
② 羊角锤（一头用来钉钉子，另一头用来起钉子）。
③ 将一个大房间用隔断分成多个具有不同功能的小房间（厨房、卫生间、卧室、客厅、储藏室等）。（5）以下都是利用增加不对称性原理解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 从天平到杆秤的发展（见图1-5）。
② 锁及钥匙运用增加不对称性原理，来保证键合结构的唯一性。图1-5 天平和杆秤（6）简单记述你所知道的上一周发生的国际、国内或者身边的大事。
答： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿1.1发明与创新
人类发展及科学技术进步中的每一次重大跨越和重要发现都与思维创新、方法创新、工具创新密切相关。离开了“创新”，人类社会不可能向前迈进，科学技术也不可能有实质性的进步。可以说，“创新”已经成为现代社会发展与进步的基本动力。
创新理论和实践都证明，创新是人人都具有的一种潜在的能力，而且这种能力可以通过一定的学习和训练得到激发和提升。同时，创新是有规律可循的。人类在解决工程技术问题时所采用的方法都是有规律的，这些规律可以通过总结和学习加以掌握和应用。1.1.1 科学与技术
在生活中，人们习惯于把科学和技术联系在一起，统称为“科学技术”或“科技”。实际上科学和技术既有密切联系，又有重要区别。
科学要解决的问题，是发现自然界中确凿的事实和现象之间的关系，并建立理论把这些事实和现象联系起来；技术的任务则是将科学的成果应用到实际问题的解决中。科学主要是与未知的领域打交道，其进展程度（特别是重大突破）往往是难以预料的；技术是在相对成熟的领域内工作，可以做比较准确的规划。
因此，对科学和技术的定义是：（1）科学（science）：如实反映客观事物固有规律的系统知识。（2）技术（technique）：完成复杂的或科学的任务的系统步骤。1.1.2 发现与发明
发现（discovery）是对客观世界中前所未知的事物、现象及其规律的一种认识活动。发现的结果本身是客观存在的，是不以人的意志为转移的。无论人类是否对其有所认识，它都按照自身的规律存在于客观世界中，对这种结果进行认识的活动过程就是发现。例如，物质的本质、现象、规律等，不管是否为人类所发现，它们本来就是客观存在的，后来被人类认识到了，就是发现。科学研究的目的就是发现这些客观存在的、还没有被人类认识到的规律。发现也称为科学发现（scientific discovery）。
发明（invention）是指具有独创性、新颖性、实用性和时间性的技术成果。通常指人类通过技术研究而得到的前所未有的成果。这种成果包括有形的物品和无形的方法等，在被发明出来之前客观上是不存在的。发明最注重的是独创性和时间性（或称为首创性）。我国的《专利法》中指出：发明是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。
简单地说，发现和发明的区别主要是：发现是认识世界，发明是改造世界。发现要回答“是什么”“为什么”“能不能”等问题，属于非物质形态财富；发明要回答“做什么”“怎么做”“做出来有什么用”等问题，是知识的物化，能够直接创造物质财富。科学发现在我国是不授予专利权的。对于那些具有新颖性、创造性和实用性的发明，发明人可以申请专利，利用法律的手段来保护自己的合法权益。
我国是一个文明古国，我们的祖先创造了灿烂的科技文化，在16世纪以前长达数千年的历史时期内，中国人一直走在世界科技创新前列，为推动人类进步与发展做出了不可磨灭的贡献。中国的四大发明曾在世界文明史上写下了一页页光辉的篇章。1.1.3 创造与创新“创造”一词是对创造活动的综合概括。在《现代汉语词典》里，“创造”被解释为“想出新方法、建立新理论、做出新的成绩或东西”。
可以说，创造是人们应用已知信息，产生某种新颖而独特的、具有社会价值或个人价值的产品的过程，是“破旧立新”，打破世界上已有的，创立世界上尚未有的精神和物质的活动。作为创造的成果，这种产品可以是新概念、新设想、新理论，也可以指新技术、新工艺、新产品。其特征是新颖、独特、具有一定的社会价值或个人价值。
创新是从英文innovate（动词）或innovation（名词）翻译过来的。根据《韦氏词典》所下的定义，创新的含义为：引进新概念、新东西和革新。创新是对已有创造成果的改进、完善和应用，是建立在已有创造成果基础上的再创造。这说明已有创造成果既可以是有形的事物（如各种产品），也可以是无形的事物（如理论、技术、工艺、机构等）。
从一般意义上讲，创造强调的是新颖性和独特性，而创新强调的则是创造的某种具体实现。创造与创新在概念上的差别体现在以下几方面：（1）创造比较强调过程，创新比较强调结果。（2）在程度上，创造强调“首创”“第一”“无中生有”“破旧立新”，主要是指自身的新颖性，不一定有比较对象；创新是建立在已经创造出的既有概念、想法、做法等基础之上，其着眼点在于“由旧到新”，强调与原有事物相比较。因此，在某种程度上，可以将创新看作是创造的目的和结果。
例如，黑白电视机的出现可以看作是一种创造成果的诞生，而彩色电视机的出现是一种创新，因为它是在黑白电视机的基础上，利用其他的科学理论和技术对其进行改造而出现的一种全新的产品。（3）在思维过程中，创造应是独到的，始终站在新异的尖端；创新则是在已经创造出的既有概念、想法和做法等基础上，将别人的原始想法组织起来，应用到自己的思维活动中。（4）在范畴上，创造一般指的是知识、概念、理论、艺术等方面；创新一般指的是技术、方法、产品等。（5）在目的上，创造注重的是科学性和探索性；创新更注重经济性和社会性。1.1.4 熊彼特的创新理论
创新理论（innovation theory）最早是由奥地利经济学家熊彼特（J.A.Schumpeter，1883—1950）于1912年在其成名作《经济发展理论》一书中首先提出来的。此书在1934年译成英文时，使用了“创新”（innovation）一词。
按照熊彼特的观点，“创新”是指新技术、新发明在生产中的首次应用，是指建立一种新的生产函数或供应函数，是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新组合。他认为创新包括五方面的内容：（1）引入新产品或提供产品的新质量。（2）开辟新的市场。（3）获得一种原料或半成品的新的供给来源。（4）采用新的生产方法（主要是工艺）。（5）实现新的组织形式。1.1.5 典型问题与非典型问题
很多哲学家认为，只有在面对问题的时候，人才会开始思考，且思考过程是以问题为起点开始进行的。当看到了问题的现状，并设想了问题被解决后应该实现什么样的状态时，就会想办法改变问题的现状。在解决问题的过程中，如果用那些已经熟知的典型解决方法无法解决问题，那么人们就会考虑采用非典型的方法来解决问题。（1）典型解决方法：指可以在学校中通过专业教育学习到的处理问题的常规方法。对于专业人士来说，典型解决方法是他们工作中经常用到的、非常熟悉的那些解决本领域问题的方法。（2）典型问题：指那些用典型解决方法可以解决的问题。（3）非典型问题：指那些用典型解决方法无法解决的问题。
对于一个非典型问题来说，既然无法使用典型解决方法来解决，那么就需要使用具有创造性、创新性的思维方法来找到一种解决方法。这种能够解决非典型问题的，具有创造性、创新性的解决方法对于该问题来说就是一种非典型解决方法。因此，非典型问题也被称为创新问题。
在面对非典型问题时，在各种典型解决方法都无能为力的时候，专业人士就会绞尽脑汁去寻找某种非典型解决方法。一旦所找到的这种非典型方法解决了该非典型问题，这种方法最终会成为该领域中的一种典型解决方法。在绞尽脑汁的过程中，有人通过“顿悟”，有人通过从其他领域四处寻找，找到了可以解决该问题的非典型方法。
为了找到解决非典型问题的方法，处于同一时代的两位先驱者从不同的角度提出了不同的理论。以美国的亚历山大·奥斯本为代表的学者们开创了“创造学”这种以创造主体的心理活动为主的创新方法体系；70多年前（1946年），苏联军方技术人员、发明家阿奇舒勒（见图1-6）和他的同事们，通过对来自于世界各国的上百万个专利（其中包含20多万个高水平发明专利）的研究、分析和总结，发现了隐藏在专利背后的规律，提出了一套体系相对完整的“发明问题解决理论”，为TRIZ的问世和发展奠定了基础。图1-6 发明家阿奇舒勒1.2TRIZ起源与发展
TRIZ源于“发明问题解决理论”的俄文单词的首字母缩写，只是一个特殊缩略语，它既不是俄文，也不是英文。“发明问题解决理论”有两个基本的含义，表面的意思是强调解决实际问题，特别是发明问题；隐含的意思是由解决发明问题而最终实现（技术和管理）创新。
相对于传统的创新方法，如试错法、头脑风暴法等，作为一套成熟的理论和方法体系，TRIZ具有鲜明的特点和优势。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，帮助人们系统地分析问题情境，突破思维障碍，快速发现问题本质或矛盾，确定问题的探索方向。1.2.1 经典TRIZ的理论体系结构
阿奇舒勒从不同的角度，利用不同的分析方法对专利进行分析，总结出了多种规律。如果按照抽象程度由高到低进行划分，可以将经典TRIZ中的这些规律表示为一个金字塔结构（见图1-7）。图1-7 经典TRIZ中的规律
随着TRIZ的不断发展和完善，TRIZ不仅增加了很多新发现的规律和方法，还从其他学科和领域中引入了很多新的内容，从而极大地丰富和完善了TRIZ的理论体系（见图1-8）。
从图1-8中可以看出：（1）TRIZ的理论基础是自然科学、系统科学和思维科学。（2）TRIZ的哲学范畴是辩证法和认识论。（3）TRIZ来源于对海量专利的分析和总结。图1-8 经典TRIZ的理论体系结构（4）TRIZ的理论核心是技术系统进化法则。（5）TRIZ的基本概念——进化、理想度、系统、功能、矛盾和资源。（6）TRIZ的创新问题分析工具包括：创新思维技法、功能分析、组件分析、因果分析、物场分析和资源分析等。（7）TRIZ的创新问题求解工具包括：发明原理、分离方法、科学效应库、标准解系统和创新思维技法。（8）TRIZ的创新问题通用求解算法是发明问题求解算法（ARIZ）。1.2.2 TRIZ的发展历程
在阿奇舒勒看来，人们在解决发明问题过程中，所遵循的科学原理和技术系统进化法则是一种客观存在。大量发明所面临的基本问题是相同的，其所需要解决的矛盾（在TRIZ中称为技术矛盾和物理矛盾），从本质上说也是相同的。同样的技术创新原理和相应的解决问题的方案，会在后来的一次次发明中被反复应用，只是被使用的技术领域不同而已。因此，将那些已有的知识进行整理和重组，形成一套系统化的理论，就可以用来指导后来者的发明和创造，这就是TRIZ（见图1-9）。图1-9 TRIZ的来源与内容
在20世纪90年代初、中期，随着部分TRIZ研究人员移居到欧美等西方国家和地区，TRIZ系统地传到了西方并引起学术界和企业界的关注。特别是在TRIZ传入美国后，在密歇根州等地成立了TRIZ研究咨询机构，继续对TRIZ进行深入的研究，使TRIZ得到了更加广泛的应用和发展。
在我国学术界，少数研究专利的科技工作者和学者在20世纪80年代中期就已经初步接触TRIZ，并对其做了一定的资料翻译和技术跟踪。在20世纪90年代中后期，国内部分高校开始研究和跟踪TRIZ，在一定范围内开展了持续的研究和应用工作。进入21世纪，TRIZ开始从学术界走向企业界。如今，作为一个比较实用的创新方法学，TRIZ在我国已经逐步得到企业界和科技界的青睐，也得到国家领导人的高度重视。自2007年开始，国家科学技术部和地方政府科技厅陆续展开了对TRIZ的大范围的推广与普及活动。2008年，国家科技部、发改委、教育部、中国科协联合发布了《关于加强创新方法工作的若干意见》，明确了创新方法工作的指导思想、工作思路、重点任务及其保障措施等。1.3发明的五个级别
当回顾历史的时候，人们往往只注意到那些给人类社会发展带来巨大影响的发明创造，例如：制陶技术为人类提供了最早的人造容器；冶炼技术为人类提供了最早的金属制品——青铜器；十进位计数法为科学的发展奠定了基础；造纸术对人类文化传播产生了广泛、久远的影响；指南针对航海产生了深远的影响；火药改变了整个世界事物的面貌和状态等。但是，很少有人会注意到那些对已有事物进行修修补补式的小发明、小创造。而正是由于有了这些小发明、小创造，才有了现在所看到的各种各样功能相对完善、结构相对简单的生产工具和生活用品。所以，伟大的发明给社会的发展提供了巨大的推动力，而那些小的发明创造却是伟大发明的基础。只有在无数小发明、小创造的推动下，伟大的发明才得以出现，并逐步趋于完善。1.3.1 发明的创新水平
在18世纪，为了鼓励、保护、利用发明与创新成果，以促进产业发展，各个国家纷纷制定了专利法。在阿奇舒勒开始对大量专利进行分析、研究之初，他就遇到了一个无法回避的问题：如何评价一个专利的创新水平？
一项技术成果之所以能通过专利审查，获得专利证书，必定有其独到之处。但在众多的专利当中，有的专利只是在现有技术系统的基础上进行了很小的改变，改善了现有技术系统的某个性能指标；而有的专利则是提出了一种以前根本不存在的技术系统。显然，这两种专利在创新水平上是有差别的，但是如何制定一个相对客观的标准来评价它们在创新水平上的差异呢？
从法律的角度来看，专利的定义会随着时间的变化而改变。即使在同一历史时期，不同国家对专利的定义也有所差异。专利的作用就是准确地确定一个边界，只有在这个范围之内，用法律的形式对技术领域的创新进行经济利益的保护才是有意义的。但是，从技术的角度来看，判断一个产品或一项技术是否具有创新性，其创新的程度有多高，更重要的是要识别出该产品或技术的创新的核心是什么，这个本质从来没有变过。从技术角度来说，一项创新通常表明完全或部分地克服了技术系统中存在的矛盾，一直是创新的主要特征之一。1.3.2 发明级别的划分
发明的独特之处就在于解决矛盾，解决现有技术系统中存在的问题。但是在获得专利证书的专利当中，也有大量简单的、毫无意义的、类似于常规设计的专利。如何从多如牛毛的专利中将那些具有分析价值的专利找出来呢？阿奇舒勒在研究中提出了一种评价专利创新性的标准，他按照创新性的不同，将专利分为五个级别（见表1-3）。表1-3 发明的五个级别
1.第1级发明
这种发明是指在本领域范围内的正常设计，或仅对已有系统做简单改进与仿制所做的工作。这一类问题的解决，主要依靠设计人员自身掌握的常识和一般经验就可以完成，是级别最低的发明。利用试错法解决这样的问题只通常需要进行10次以下的尝试。
例如，增加隔热材料，以减少建筑物的热量损失；将单层玻璃改为双层玻璃，以增加窗户的保温和隔音效果；用大型拖车代替普通卡车，以实现运输成本的降低。
该类发明约占所有发明总数的32％。
2.第2级发明
这种发明是指在解决技术问题时，对现有系统某一个组件进行改进，是解决了技术矛盾的发明。这一类问题的解决，主要采用本专业内已有的理论、知识和经验，设计人员需要具备系统所在行业中不同专业的知识。解决这类问题的传统方法是折中法。这种发明能小幅度地提高现有技术系统的性能，属于小发明。利用试错法解决这样的问题通常需要进行10～100次尝试。
例如，在气焊枪上，增加一个防回火装置；把自行车设计成可折叠（见图1-10）等。
该类发明约占所有发明总数的45％。图1-10 可折叠自行车
3.第3级发明
这种发明是指对已有系统若干个组件进行改进。这一类问题的解决，需要运用本专业以外但是在一个学科以内的现有方法和知识，如用机械方法解决机械问题，化学知识解决化学问题。
这些是解决了物理矛盾的发明。如果系统中的一个组件彻底改变，就是很好的发明（如改变某物质的状态，由固态变成液态等）。可以用一些组合的物理效应来解决这类问题。例如，利用电动控制系统代替机械控制系统；汽车上用自动换挡系统代替机械换挡系统；在冰箱中用单片机控制温度等。
这种发明能从根本上提升现有技术系统的性能，属于中级发明。利用试错法解决这样的问题通常需要进行100～1000次尝试。
该类发明约占所有发明总数的18％。
4.第4级发明
这种发明一般是在保持原有功能不变的前提下，用组合的方法构建新的技术系统，属于大发明，通常是采用全新的原理来实现系统的主要功能，属于突破性的解决方案，能够全面升级现有的技术系统。
由于新的系统不包含矛盾，所以给人的错觉是新技术系统在发明过程中并没有克服矛盾。实际上并非如此，因为在原有的技术系统——系统原型中是存在矛盾的，这些矛盾通常是由其他科学领域中的方法来消除的，设计人员需要来自于不同科学领域的知识。需要多学科知识的交叉，主要是从科学底层的角度而不是从工程技术的角度出发，充分挖掘和利用科学知识、科学原理，来实现发明。
在解决第4级发明问题时所找到的原理通常可以用来解决属于第2级发明和第3级发明的问题。例如，内燃机替代蒸汽机，核磁共振技术代替B超和X光技术，世界上第一台内燃机的出现、集成电路的发明、充气轮胎等。
利用试错法解决这样的问题通常需要进行1000～10000次尝试。
该类发明在所有发明中所占比例小于4％。
5.第5级发明
这种发明催生了全新的技术系统，推动了全球的科技进步，属于重大发明。利用试错法解决这样的问题通常需要进行10万次以上的尝试。
这里，问题的解决方法往往不在人们已知的科学范围内，是通过发现新的科学现象或新物质来建立全新的技术系统。
对于这类发明来说，首先是要发现问题，然后再探索新的科学原理来解决问题。本级发明中的低端发明为现代科学中许多物理问题的解决带来了希望。支撑这种发明的新知识为开发新技术提供了保证，使人们可以用更好的方法来解决现有的矛盾，使技术系统向最终理想迈进了一大步。
一般的设计人员通常没有能力解决这类问题。这一类问题的解决，主要依据人们对自然规律或科学原理的新发现。例如，计算机、蒸汽机、激光、晶体管、飞机等的首次发明。
该类发明约占所有发明总数的1％或者更少。1.3.3 发明级别划分的意义
阿奇舒勒认为，第1级发明过于简单，谈不上创新，不具有参考价值，它只是对现有系统的改善，并没有解决技术系统中的任何矛盾；第2级和第3级发明解决了矛盾，可以看作是创新；第4级发明也改善了一个技术系统，但并不是解决现有的技术问题，而是用某种新技术代替原有技术来解决问题；第5级发明是利用科学领域发现的新原理、新现象推动现有技术系统达到一个更高的水平，它对于工程技术人员来说又过于困难，也不具有参考价值。
利用TRIZ能帮助工程技术人员解决第1级到第4级的发明问题，而第5级的发明无法利用TRIZ来解决。阿奇舒勒曾明确表示：利用TRIZ方法可以帮助发明家将其发明的级别提高到第3级和第4级水平。
阿奇舒勒认为，如果问题中没有包含矛盾，那这个问题就不是发明问题，或者说不是TRIZ问题。这就是判定一个问题是不是发明问题的标准。需要注意的是，第4级发明是利用以前在本领域中没有使用过的原理来实现原有技术系统的主要功能，属于突破性的解决方法。“发明级别”对发明的水平、获得发明所需要的知识以及发明创造的难易程度等有了一个量化的概念。总体上，对“发明级别”有以下几方面的认识：（l）发明的级别越高，完成该发明时所需的知识和资源就越多，这些知识和资源所涉及的领域就越宽，搜索所用知识和资源的时间就越多，因此就要投入更多、更大的研发力量。（2）随着社会的发展、人类的进步、科技水平的提高，已有“发明级别”也会随时间的变化而不断降低。因此，原来级别较高的发明，逐渐变成人们熟悉和容易掌握的东西。而新的社会需求又不断促使人们去做更多的发明，生成更多的专利。（3）对于某种核心技术，人们按照一定的方法论对该核心技术的所有专利按照年份、发明级别和数量做出分析以后，可以描绘出该核心技术的“S曲线”。S曲线对于产品研发和技术的预测有着重要的指导意义。（4）统计表明，第1、2、3级发明约占所有发明总数的95％，这些发明仅仅是利用了人类已有的、跨专业的知识体系。由此，也可以得出一个推论，即人们所面临的95％的问题，都可以利用已有的某学科内的知识体系来解决。（5）第4、5级发明只约占所有发明总数的5％，却利用了整个社会的、跨学科领域的新知识。因此，跨学科领域的知识获取是非常有意义的工作。当人们遇到技术难题时，不仅要在本专业内寻找答案，也应当向专业外拓展，寻找其他行业和学科领域已有的、更为理想的解决方案，以求获得事半功倍的效果。人们从事创新，尤其是进行重大的发明时，就要充分挖掘和利用专业外的资源，正所谓“创新设计所依据的科学原理往往属于其他领域”。
TRIZ源于专利，服务于生成专利（应用TRIZ产生的发明结果多数可以申请专利），与专利有着密不可分的渊源。充分领会和认识专利的发明级别，可以让人们更好地学习和领悟TRIZ的知识体系。1.4TRIZ的核心思想
阿奇舒勒发现：技术系统进化过程不是随机的，而是有客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现。TRIZ的核心思想是：（1）在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现。（2）用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原理与方法，其数量并不多，一般科技人员都可以学习、掌握。（3）解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他领域的科学知识。
阿奇舒勒发现，“真正的”发明专利往往都需要解决隐藏在问题当中的矛盾。于是，阿奇舒勒规定：是否出现矛盾，是区分常规问题与发明问题的一个主要特征。发明问题指必须至少解决一个矛盾（技术矛盾或物理矛盾）的问题。
由于TRIZ来源于对高水平发明专利的分析，因此通常人们认为，TRIZ更适用于解决技术领域里的发明问题。目前，TRIZ已逐渐由原来擅长的工程技术领域，向自然科学、社会科学、管理科学、生物科学等多种领域逐渐渗透，尝试解决这些领域遇到的问题。据统计，应用TRIZ的理论与方法，可以增加80％～100％的专利数量并提高专利质量；可以提高60％～70％的新产品开发效率；可以缩短50％的产品上市时间。
TRIZ可以指导人们发现新原理和总结新知识，也使TRIZ本身可以随着科学技术的发展和社会的进步而不断完善。TRIZ今后的研究和应用方向主要有两个：第一个是TRIZ本身的不断完善；第二个是进一步拓展TRIZ的应用领域。【习题】
一、单选题
1.所谓典型解决方法，是指可以在学校中通过专业教育学习到的处理问题的（ ）。专业人士通过学习，掌握了这些方法后，就可以将它们作为“拿来就用”的工具。
A.研究方法 B.常规方法 C.创新方法 D.工程方法
2.以下阐述TRIZ的句子中，错误的是（ ）。
A.TRIZ的理论基础是自然科学、系统科学和思维科学
B.TRIZ来源于对海量专利的分析和总结
C.TRIZ是传统的、解决创新问题的方法
D.TRIZ的理论核心是技术系统进化法则
二、多选题
1.为了找到解决非典型问题的方法，以美国的奥斯本为代表的学者们开创了一种以创造主体的心理活动为主的创新方法体系，这就是（ ）；阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析和总结，发现了隐藏在专利背后的规律，提出了（ ）发明理论。
A.创造学 B.拓扑学 C.波浪理论 D.TRIZ
2.TRIZ的理论体系架构包含（ ）。
A.40个发明原理 B.技术系统进化法则
C.矛盾矩阵 D.物场模型
E.标准解法【实验与思考】熟悉创新发明的概念与五个级别
1.实验目的（1）理解和熟悉创新发明的基础概念。（2）了解TRIZ理论的发展历程和核心思想。（3）熟悉阿奇舒勒的五个发明级别，了解TRIZ的适用范围。
2.工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾书中的相关内容。
需要准备一台能够访问因特网的计算机。
3.实验内容与步骤（1）TRIZ理论的核心思想是什么？
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）TRIZ理论体系中包含哪些工具？
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（3）划分发明级别的意义是什么？
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
在浩如烟海的技术系统中，有些技术系统对人类有着重大的影响。试根据发明级别的定义，分析下列发明属于哪个发明级别。
① 晶体管的发明，使制造体积更小、结构更为紧凑的计算机成为可能，成就了今天所有关于“信息化”的技术基础：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
② 数百年前，人们就使用锉刀作为金属加工的工具：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
③ 杯子对于人们的日常生活很重要：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④ 冰箱作为制冷设备可以为食物保鲜：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑤ 因特网连接着全世界千百万台计算机，实现了全球用户间信息的交换：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑥ 书本作为传播媒体，将知识与文化代代相传：属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑦ 收音机借助电磁波，可以实现远距离广播节目的传送，属于（ ）级发明。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（4）试根据各级别发明的特点，举出一些发明实例。
第1级发明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第2级发明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第3级发明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第4级发明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第5级发明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
提示： 值得指出的是，某些第1级发明和第5级发明似乎都是“首次”出现的事物，但是第1级发明仅仅是首次复现了自然界中已经存在的功能（如竹筒、椰子壳、葫芦等可以有“盛水”的功能），根据既有的原理，用不同的材料把它们做成了产品而已；而第5级发明则是创造出自然界从未有过的东西；其他发明级别是对一级发明产品的逐步“升级与再造”。
以杯子为例：有盖子的杯子、不烫手的杯子可以算作是第2级发明（改进一个组件）；带内胆、有密封饮嘴、有杯盖的保温杯可以算作是第3级发明（改进几个组件）；属于第4级发明的杯子在“盛水”的基本功能方面必须要有原理上的变化，具体的实现例子留给读者去思考。（5）为什么要学习和研究TRIZ？
答：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
4.实验总结
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
5.实验评价（教师）
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿第2章发明问题传统方法【创意无限】发明原理5～8原理5：组合（合并）
本原理既可以是空间上的，也可以是时间上的。其目的是将两个或多个相邻的对象（操作或部分）进行组合或合并。或者，在多种功能、特性或部分之间建立联系，以便产生一种新的、想要的或唯一的结果。通过对已有功能的组合，可以生成新的功能。
指导原则：（1）在空间上，将相似的（相同的、相关的、同类的、接近的、时间上连续的）的对象加以组合（合并）。例如：
① 利用网络将多台计算机连接起来。
② 将多个单一插座集成到一起，组成插线板。（2）在时间上，将相似的（相关的、同类的、接近的、相同的、时间上连续的）操作或功能加以组合（合并）（最好是实现并行工作，以提高工作效率）。例如：
① 将多种单一功能的农业机械按照一定的顺序集成到一起，形成联合收割机（见图2-1）。图2-1 联合收割机
② 将多种机床按照特定产品的工艺规划排列起来，形成一条流水线。原理6：多功能性（多用性、广泛性）
本原理是指将不同的功能或非相邻的操作合并。使一个对象（例如对象X）具备多项功能（例如同时具备功能A、功能B、功能C等），从而消除了这些功能（例如功能B）在其他（相关）对象（例如对象Y具有功能A、对象Z具有功能B）内存在的必要性（进而裁减对象Y、Z中承担该功能的子对象），结果就是对象X可以实现多个对象（例如对象Y、对象Z等）的功能，使对象具备多用性，可产生在其他情况下不存在的机会及协力优势。
指导原则：
使一个对象能够执行多种不同的功能，从而使其他只具有单一功能的对象成为多余的，进而可以将其他对象裁减掉。例如：
① 瑞士军刀可以提供多种功能。
② 具备多种技能的操作人员（复合型人才）。
③ 可调扳手是一种具有多用性的扳手（一把扳手可适合多种螺母）。原理7：嵌套
本原理是指通过递归地将一个对象放入另一个对象的内部，或让一个对象通过另一个对象的空腔而实现嵌套。嵌套是指彼此吻合、彼此组合、内部配合的性质。嵌套原理的一个典型应用，就是俄罗斯套娃（见图2-2），因此，嵌套原理也被称为套娃原理。嵌套的本质是彼此吻合、彼此组合或内部配合。图2-2 俄罗斯套娃
指导原则：（1）把一个物体嵌入另一个物体，再将这两个物体嵌入第三个物体，依此类推。例如：
① 由从大到小的多个碗组成的“套碗”。
② 收音机或电视机上的拉杆天线。
③ 可伸缩的单筒望远镜。
④ 吊车的吊臂。（2）使一个对象穿过或处于另一对象的空腔。例如：
① 自动铅笔的空腔中可以放多根备用的铅笔芯。
② 机场廊桥（见图2-3）。图2-3 机场廊桥
③ 汽车安全带。
④ 飞机起落架。起飞后起落架被收到飞机的机体内部（见图2-4）。图2-4 飞机起落架
运用技巧：
对一个系统进行评价，以确定如何基于嵌套原理来增加系统的价值。考虑不同方向上（如水平、垂直、旋转或包容）的嵌套。在许多情况下，嵌套（包括空间的利用和包容被嵌套对象的重量）用来节省空间、保护对象不受损伤，以及使经过某个过程/系统变得轻松。通过将具有不同功能的多个对象嵌套在同一个对象内，可以使该对象产生多种独特的功能
典型案例：（1）瑞士军刀是将多种功能嵌套于相同对象内的经典实例（见图2-5）。图2-5 多功能的瑞士军刀（2）像纸盘、塑料杯、泡沫聚苯乙烯容器等包装材料在储存时都是相互嵌套的。（3）表格嵌套于软件内部。在软件开发的许多方面都存在嵌套的对象。（4）嵌套的滤网用来从液体中除去不同大小的颗粒。（5）可将一些凳子相互叠放并使其彼此成45°角，从而实现嵌套（垂直及旋转）。（6）特工人员隐藏（嵌套）于恐怖分子巢穴内部。原理8：重量补偿
本原理是指通过用一个相反的平衡力（浮力、弹力或类似的力）来阻遏（抵消）一个不良的（不希望有的）力。
指导原则：（1）将对象与另一个能提供上升力的对象组合，以补偿其重量。例如：
① 飞艇利用浮力来补偿人和货物的重量。
② 用氢气球悬挂广告条幅（利用氢气球提供的上升力来补偿条幅的重量）。（2）通过与环境的相互作用（利用空气动力、流体动力等）实现对象的重量补偿。例如：
① 机翼在空气中运动的时候，机翼上方空气密度减小，下方空气密度增加，产生升力。
② 直升机的螺旋桨与空气发生相对运动时，可以提升上升力。课堂讨论（1）以下是一些利用组合（合并）原理来解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 将电视机、录像机、收音机和录音机的功能集成到一起，形成家庭影院。
② 将多种机床的功能“集成”到一起，形成加工中心（见图2-6）。图2-6 加工中心
③ 冷热水混合龙头可同时放出冷水和热水，根据需求调节为所需的温度。（2）以下是一些利用多功能性（多用性、广泛性）原理来解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 家庭娱乐中心（具有录音机、CD机、电视机、录像机等功能）。
② 食品安全法也具有多功能性。它不仅能够督促国内企业提高其产品质量，而且可以用来设置贸易壁垒，将别国的食品拒之门外。（3）以下是一些利用嵌套原理来解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 广告嵌套（藏身）于影视作品中（软性广告）。
② “变形金刚”玩具是一种嵌套设计，在其中的一个嵌套取向上玩具变成一个汽车，在另一个嵌套取向上玩具变成一个机器人。
③ 电子装置埋置在动物皮革下面以进行跟踪及鉴别。（4）以下是一些利用重量补偿原理来解决工程问题的实例，请说一下其中蕴含的道理。
① 在一捆原木中混杂一些泡沫材料，从而使原木捆更容易漂浮。
② 水翼船的水翼（见图2-7）与水发生相对运动时，可以为船提供向上的力。图2-7 水翼船
③ 利用环境中相反的力（或作用）来补偿系统消极的（负面的）属性。例如：利用船体周围的海水来冷却油轮中装载的易挥发液体。（5）简单记述你所知道的上一周发生的国际、国内或者身边的大事。
答： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2.1思维定式的概念
在长期的思维活动中，每个人都形成了一定的思维模式，当面临某个事物或现实问题时，便会不假思索地把它们纳入已经习惯的思想框架进行思考和处理，这就是思维定式（thinking set）。
思维定式也称“惯性思维”，是指由先前的活动而造成的一种对活动的特殊心理准备状态或活动的倾向。思维定式有益于日常对普通问题的思考和处理，在环境不变的条件下，思维定式使人能够应用已掌握的方法迅速解决问题。而在情境发生变化时，则会妨碍人们采用新的方法。消极的思维定式是束缚创造性思维的枷锁，它阻碍新思想、新观点、新技术和新形象的产生，因此，在创造性思维过程中需要突破思维定式。2.1.1 四种思维定式
思维定式有如下两个特点：一是形式化结构，思维定式不是具体的思维内容，而是许多具体的思维活动所具有的逐渐定型的一般路线、方式、程序和模式；二是强大的惯性或顽固性，不仅逐渐成为思维习惯，而且深入到潜意识，成为处理问题时不自觉的反应。思维定式多种多样，不同的人有不同的思维定式，常见的思维定式有从众型、书本型、经验型和权威型。
1.从众型思维定式
从众型思维定式指没有或不敢坚持自己的主见，总是顺从多数人意志的一种广泛存在的心理现象。在生活中，从众型思维定式普遍存在，例如，有人走到十字路口，看到红灯已经亮了，本应该停下来，但看到大家都在往前冲，自己也会随着人群往前冲。破除从众型思维定式，需要在思维过程中不盲目跟随，具备心理抗压能力；在科学研究和发明过程中，要有独立的思维意识。
2.书本型思维定式
书本知识对人类所起的积极作用是显而易见的。现有的科学技术和文学艺术是人类两千多年来认识世界、改造世界的经验总结，其中的大部分都是通过书本传承下来的，因此，书本知识是人类的宝贵财富，必须认真学习与继承。对于书本知识的学习需要掌握其精神实质，活学活用，不能当作教条死记硬背，不能作为万事皆准的绝对真理，否则将形成书本型思维定式，这是把书本知识夸大化、绝对化的片面有害观点。
社会在不断发展，而书本知识未得到及时和有效的更新，导致书本知识与客观事实之间存在着一定程度的滞后性。如果一味地认为书本知识都是正确的或严格按照书本知识指导实践，将严重束缚、禁锢创造性思维的发挥。为了破除思维定式，我们需要认识到任何一般原理都必须与具体实践相结合，认识到对任何问题都应该了解相关的各种观点，以便通过比较进行鉴别。
3.经验型思维定式
经验是人类在实践中获得的主观体验和感受，是通过感官对个别事物的表面现象、外部联系的认识，是理性认识的基础，在人类的认识与实践中发挥着重要作用。但经验并未充分反映出事物发展的本质和规律。经验型思维定式是指人们处理问题时按照以往的经验去办的一种思维习惯，照搬经验，忽略了经验的相对性和片面性，制约了创造性思维的发挥。
经验有助于人们在处理常规事物时少走弯路，提高办事效率。我们要把经验与经验型思维定式区分开，破除经验型思维定式，提高思维灵活变通的能力。
4.权威型思维定式
在思维领域，不少人习惯引证权威的观点，甚至以权威作为判定事物是非的唯一标准，一旦发现与权威相违背的观点，就唯权威是瞻，这种思维习惯或程式就是权威型思维定式。权威型思维定式是思维惰性的表现，是对权威的迷信、盲目崇拜与夸大，属于权威的泛化。权威型思维定式的形成源于多方面：一方面是由于不当的教育方式造成的，把固化的知识、泛化的权威观念采用灌输式教育方式传授下来，缺少对教育对象的有效启发，使教育对象形成了盲目接受知识、盲目崇拜权威的习惯；另一方面在社会中广泛存在个人崇拜现象，一些人采用各种手段建立或强化自己的权威，不断加强权威型思维定式。
在科学研究中，要区分权威与权威定势，破除权威型思维定式，坚持“实践是检验真理的唯一标准”。2.1.2 泛化思维视角
思维定式束缚了创造性思维的发挥，从这个意义上讲，思维定式是一种消极的因素，它使大脑忽略了思维定式之外的事物和观念。而根据社会学、心理学和脑科学的研究成果来看，思维定式又是难以避免的。解决思维定式常见的方法是尽量多地增加头脑中的思维视角，拓宽思维的广度，学会从多种角度观察同一个问题，即泛化（扩展）思维视角。
大多数人对问题的思考，首先是按照常情、常理、常规去想，或者顺着事物发生的时间、空间顺序去想。常规的思考方向由于是沿着事物发展的规律进行，容易找到切入点，解决问题的效率比较高，但也往往容易陷入思维误区，制约创造性思维，因此需要改变原有的思考方向，以获得更多的思维视角。
常见的改变思考方向的方法有：（1）变顺着想为倒着想。当顺着想不能很好地解决问题时，倒着想就是一种新的选择。【例2-1】 某造纸厂，因工人疏忽，生产过程中少放了一种胶料，制成了大量不合格的纸。用墨水笔在这种纸上写字，墨水很快就被吸干，根本形成不了字迹。报废会造成巨大损失，肇事者拼命地想，也没办法。一天，他将墨水洒在了桌子上，他随手用这种纸来擦，结果墨水被吸得干干净净。“变废为宝”的念头在他头脑中一闪而过，终于，“倒着想”，这批纸被当作吸墨水纸全部卖了出去。（2）从事物的对立面出发。鉴于事物对立双方是既对立又统一的，改变这一方不行时，可改变另一方。【例2-2】 有位加拿大人叫格德，复印时不小心把瓶子里的液体洒在文件上，被浸染过的那部分复印后一团黑。由此，他想到是否可以用这种液体浸染文件，避免文件被偷偷复印，后来他多次试验，发明了一种浸泡文件后就不能再复印的液体，成功解决了机密文件被人偷偷复印的问题。（3）换位思考。指思考者换个角度思考问题，例如，过去的冰箱都是冷冻室在上面，冷藏室在下面。日本夏普公司进行了换位思考，发现用户对冷藏室用得较多，还是放在上面方便。于是设计时换了个位置。但由于冷空气往下走的特性，改变设计后冷冻室的低温不能很好地利用，比较费电。研究者又思考，如果想办法让冷空气往上走问题不就解决了吗？于是，在冰箱内安上排风扇和通风管，把下面的冷空气提升到上面的冷藏室。经过条件转换思考，新型电冰箱既使用方便，又保留了原来省电的优点，受到了用户的欢迎。2.1.3 将传统方法与创新方法相结合
在长期的自然与社会实践中，人们已经创造和发展了很多解决发
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