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科技創(chuàng)新思維三角形
摘要：科技創(chuàng)新依賴于創(chuàng)新的思維。本文以思維三角形為核心，將科技領(lǐng)域中的關(guān)聯(lián)組元通過(guò)三角形等圖形進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并引入聯(lián)想、移植、復(fù)合、發(fā)散、收斂、輻射等哲學(xué)思維，對(duì)組元進(jìn)行深入分析，從而實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的目的。
關(guān)鍵詞：科技創(chuàng)新;思維三角形;創(chuàng)新思維;創(chuàng)新方法
科技創(chuàng)新是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的原動(dòng)力，沒(méi)有科技創(chuàng)新就沒(méi)有科技的發(fā)展，然而科技創(chuàng)新又是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，離不開一定的方式方法，它必受制于創(chuàng)新思維的運(yùn)作機(jī)制。正如法國(guó)著名生理學(xué)家貝爾納所說(shuō)：“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運(yùn)用天賦的才能，而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮”。因此，在科學(xué)研究與發(fā)展中，探討科技創(chuàng)新思維的本質(zhì)、規(guī)律和方法，想必對(duì)于推動(dòng)我國(guó)的科技創(chuàng)新事業(yè)是有裨益的。
一、思維三角形的提出
在研究科技發(fā)展規(guī)律或者制訂科技創(chuàng)新謀略的時(shí)候，往往出現(xiàn)三個(gè)或三個(gè)以上的事物或組元，他們之間相互聯(lián)系，相互影響，存在一定的規(guī)律，如果用圖形將三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的組元聯(lián)系起來(lái)，就形成了思維三角形。于是就出現(xiàn)了如下的問(wèn)題：能否通過(guò)思維三角形來(lái)表述科技發(fā)展的某些規(guī)律并從中引申出智慧和謀略，能否通過(guò)思維三角形的圖象來(lái)表達(dá)某些領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)及創(chuàng)新的思維方法。
二、思維三角形的內(nèi)涵
將科技領(lǐng)域系統(tǒng)的某一事物作為一個(gè)組元，則可按所研究系統(tǒng)的組元數(shù)，劃分為三元系、四元系以及多于四組元的多元系。通過(guò)對(duì)相關(guān)組元用點(diǎn)、線、面、體、群等方式進(jìn)行思維三角形的圖形表征，來(lái)揭示三角形各組元間的相互關(guān)系，諸如相關(guān)性、過(guò)程性、聯(lián)動(dòng)性、多樣性和整體性等，并引入相關(guān)的哲學(xué)思維，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，從而實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的目的。
三、思維三角形的圖形特征
所謂思維三角形，并非僅僅是指三角圖形，而是組元間通過(guò)用點(diǎn)、線、面、體、群等方式作圖進(jìn)行的思維圖形表征，以體現(xiàn)各組元間的相互聯(lián)系，圖1即為常見的圖形表征。其中，“點(diǎn)”是定位于三角形頂點(diǎn)的各個(gè)組元，分別用A、B、C標(biāo)記;“線”是頂點(diǎn)三組元間的連線，即A-B、B-C、C-A，可體現(xiàn)出組元間存在的某種聯(lián)系;“面” 即三頂點(diǎn)連線所構(gòu)成的平面三角形ABC，當(dāng)組元數(shù)為四時(shí)，可將第四個(gè)組元標(biāo)記在三角形的中心，構(gòu)成四組元的平面三角形，“面”體現(xiàn)出了各組元間的整體性;“體”即立體三角形，是由四個(gè)或四個(gè)以上的組元構(gòu)成的多面體三角形，諸如由四組元構(gòu)成的四面體三角形，由五組元構(gòu)成的六面體三角形，以及由六組元構(gòu)成的八面體三角形等，立體三角形突出了多組元間的相互關(guān)聯(lián);“群”即多組元構(gòu)成的群體，它既反映三角形群，又有立體空間的相關(guān)性，是復(fù)雜組元系統(tǒng)的圖形表征方式。
四、思維三角形的思維表達(dá)特征
(一)思維三角形組元間的相互關(guān)系思維表達(dá)
在繪制出思維三角圖形的基礎(chǔ)上，引入組元間的相關(guān)性、過(guò)程性、互動(dòng)性及整體性等示意圖象，可以揭示各組元間的內(nèi)在聯(lián)系，如圖2所示。其中相關(guān)性體現(xiàn)了組元間的關(guān)聯(lián)，它可以是組元間的單向相關(guān)，也可以是雙向相關(guān);過(guò)程性以箭頭的走向作指示，體現(xiàn)了創(chuàng)新過(guò)程中各組元的發(fā)展趨勢(shì)或者發(fā)展時(shí)序;互動(dòng)性是兩組元或多組元間的相互影響、相互交流、通常以雙向互動(dòng)進(jìn)行表示;一體化、核心組元、共性組元、共同目標(biāo)均體現(xiàn)了組元間的整體性。其中一體化是多組元的相互融合，創(chuàng)新出具備各組元優(yōu)勢(shì)的新組元;核心組元是各組元共同具有的核心部分;共性組元揭示了各組元的共同性質(zhì)結(jié)構(gòu);共同目標(biāo)體現(xiàn)了各組元一致的創(chuàng)新方向。
(二)思維三角形組元間的相互關(guān)系功能表達(dá)
通過(guò)構(gòu)造思維三角形，并引入相關(guān)的哲學(xué)思維，諸如聯(lián)想、移植、復(fù)合、發(fā)散、收斂、輻射等[1，2]，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，以體現(xiàn)組元間的相互功能表達(dá)，并發(fā)掘科技領(lǐng)域的創(chuàng)新點(diǎn)。
①類比聯(lián)想創(chuàng)新。即根據(jù)有關(guān)聯(lián)的組元間某些相同或相似的性質(zhì)，推斷它們?cè)谄渌再|(zhì)上相同或相似的可能性，它是一種把某領(lǐng)域里的某個(gè)現(xiàn)象與其它領(lǐng)域里的事物聯(lián)系起來(lái)加以思考的方法。例如在金屬、無(wú)機(jī)非金屬、高分子三大材料中，根據(jù)金屬的導(dǎo)電性進(jìn)行類比聯(lián)想，從而獲得導(dǎo)電陶瓷和導(dǎo)電聚合物。
?、谝浦矂?chuàng)新。即運(yùn)用某組元的概念、理論、方法或技術(shù)，來(lái)研究另一組元存在的問(wèn)題，這種方法簡(jiǎn)單、有效，即所謂的“拿來(lái)主義”，但必須先消化，再合理移植。核磁共振技術(shù)的移植創(chuàng)新就是一個(gè)典型的例子。1946年有人觀測(cè)到了一種現(xiàn)象，后來(lái)這種現(xiàn)象被稱為核磁共振成像。這一新物理現(xiàn)象和原理的移植引發(fā)了重大的科技創(chuàng)新。將該技術(shù)運(yùn)用于化學(xué)，得到了可以對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分析和鑒定的核磁共振儀;將該技術(shù)運(yùn)用于醫(yī)學(xué)，得到了可以探測(cè)和診斷人體病灶的醫(yī)用儀器。
?、劢M元復(fù)合創(chuàng)新。即有意識(shí)的將兩個(gè)或多個(gè)組元加以復(fù)合、應(yīng)用，獲得新的創(chuàng)新點(diǎn)。復(fù)合創(chuàng)新的基本思路是，對(duì)A組元和B組元分別進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各自的優(yōu)勢(shì)，尋找各自的獨(dú)特之處，摒棄無(wú)用之處，根據(jù)實(shí)用性和新穎性，從A、B上發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)或獨(dú)特之處出發(fā)，復(fù)合以產(chǎn)生較A、B組元都要更強(qiáng)、更實(shí)用或更新穎的新組元C。例如三大材料的復(fù)合創(chuàng)新：陶瓷與金屬結(jié)合得到的金屬陶瓷，兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，它密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好，不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂;而金屬與高分子結(jié)合得到了兼具兩者部分優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊的金屬塑料。
科技創(chuàng)新思維三角形是一種創(chuàng)新的思維方式，其圖形表征并非僅僅局限于三角形，還可以通過(guò)點(diǎn)、線、面、體、群多種圖形來(lái)關(guān)聯(lián)各個(gè)組元，并賦予組元點(diǎn)更多的思維功能。
?、馨l(fā)散、收斂創(chuàng)新思維。通過(guò)將組元點(diǎn)放大為圓圈，根據(jù)組元的屬性或內(nèi)涵，運(yùn)用發(fā)散、收斂思維，尋求創(chuàng)新，如圖4所示。所謂發(fā)散，即在思維過(guò)程中，充分發(fā)揮想象力，針對(duì)一個(gè)有待解決的科技問(wèn)題，由一點(diǎn)向四面八方想開去，沿著各種不同的方向去思考，通過(guò)知識(shí)、觀念、技術(shù)的重新組合，尋求創(chuàng)新。所謂收斂，即以某個(gè)思考對(duì)象為中心，從不同的方向和不同的角度，將思維指向中心點(diǎn)，已達(dá)到創(chuàng)新的目的。發(fā)散思維與收斂思維密不可分，對(duì)于科技創(chuàng)新來(lái)說(shuō)，發(fā)散與收斂相互聯(lián)系、互為補(bǔ)充，發(fā)散思維是收斂思維的前提和基礎(chǔ)，而收斂思維則是發(fā)散思維的目的和效果[4]。經(jīng)過(guò)發(fā)散―收斂―再發(fā)散―再收斂的螺旋上升過(guò)程，使創(chuàng)新的層次得以提升。 ⑤輻射移植檢索創(chuàng)新思維。將某一新技術(shù)、新工藝、新材料等作為核心組元，對(duì)該組元的特征，優(yōu)缺點(diǎn)，關(guān)鍵科學(xué)或工程問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)或發(fā)明及其成果轉(zhuǎn)化的時(shí)間情況加以標(biāo)注，應(yīng)用輻射移植思維，在每一組元圓圈上向外輻射作圖，標(biāo)注該組元已經(jīng)衍生出來(lái)的那些新的分支，并按發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的時(shí)間順序，沿順時(shí)針?lè)较蛞灰粯?biāo)出，再循不同分支途徑產(chǎn)生“多米諾骨牌”式的連鎖效應(yīng)，帶來(lái)多項(xiàng)創(chuàng)新，如圖5所示。例如對(duì)多孔泡沫材料進(jìn)行分析可知，納米多孔材料是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，是新興多孔材料的生長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)輻射移植檢索創(chuàng)新法分析三大材料中多孔材料的發(fā)展情況，能夠幫助研究者找到未被發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)。見圖6。
?、藿徊嫱黄苿?chuàng)新思維。所謂“交叉”研究和突破是指通過(guò)有意識(shí)的在兩個(gè)或多個(gè)組元交接處的領(lǐng)域內(nèi)，利用這些組元各自的原理和技術(shù)，使其結(jié)合進(jìn)來(lái)，獲得新的創(chuàng)新點(diǎn)。如圖7所示，將A、B、C三組元放大為圓圈，相互交叉，其中A+B=D1，B+C=D2，C+A=D3，A+B+C=D，則D1、D2、D3、D即為交叉地帶，這些地帶一貫是創(chuàng)新的生長(zhǎng)點(diǎn)[5]。例如將自然科學(xué)中的機(jī)械、電子、儀器等三門學(xué)科進(jìn)行交叉突破，就得到了機(jī)電儀一體化這個(gè)新興的學(xué)科。
五、結(jié)語(yǔ)
創(chuàng)新是科技發(fā)展與進(jìn)步的永恒主題，雖然創(chuàng)新常常是思維的閃電，但必須依賴于一定的創(chuàng)新思維來(lái)實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)建設(shè)“創(chuàng)新型國(guó)家”的進(jìn)程中，對(duì)創(chuàng)新思維的研究和掌握具有基礎(chǔ)性、根本性、科學(xué)性和先導(dǎo)性的意義。本文中科技創(chuàng)新思維三角形的提出，重在將看似相互獨(dú)立的科技組元進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，利用一定的哲學(xué)思維功能表達(dá)去闡釋組元間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并以此作指導(dǎo)，完成對(duì)創(chuàng)新思維的啟迪。
(作者單位：1.重慶文理學(xué)院新材料研究中心，重慶 402160;2.重慶市高校微納米材料工程與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 402160;3.四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，成都 610064)
致謝：
感謝重慶市高校新材料開發(fā)及應(yīng)用研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(編號(hào)201042)及重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(編號(hào)1202028)的資助。
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