兹维基教授所应用的“形态分析法”是一种根据形态学来分析事物的方法，自从20世纪40年代提出形态分析法开始，在以后长达30多年的时间里，兹维基教授始终致力于这种方法的研究，并凭借形态分析法在天文学领域取得了诸多杰出成就。形态（Morphology）一词最早源于古希腊语（Morphê），原意是研究物体的形状，后来逐渐演变成一门专门的学科——形态学，它重点关注研究对象的内部结构以及相互之间的关系。如今，形态学在生物学、语言学、地理学领域都得到了广泛的应用，并衍生出许多学科分支。例如，在生物学领域，形态学研究动植物组织的形状和机能；在语言学领域，形态学研究组词、造句；在地理学领域，形态学研究岩石和土壤的内在特征和构成。兹维基教授根据形态学的特点，在对问题进行系统分析和综合的基础上，以系统观为指导，把研究对象或问题分解为一些基本的组成部分，然后对某一个基本组成部分单独进行处理，并按一定的整合标准，实现基本因素最满意的技术组合，如图3.3所示。形态分析法的目标在于搜集所研究对象或问题所有理论上可能的解决方案，其中，准确地界定构成系统的要素、全面地分析各要素的技术形态是运用形态分析法的关键。比如，20世纪70—80年代，日本汽车以其价格低廉、种类繁多的优势大肆进军欧美市场，使许多欧美汽车企业面临巨大的竞争压力，不得不改变原有的产品设计方案，以应对日本汽车咄咄逼人的态势。1982年，福特汽车公司为了满足消费者对汽车的多样化、个性化的需要，增强自身的竞争力，其研发部门运用了形态分析法进行产品设计，形成了多达2 500万种可供选择的车型，并从中优中选优，将风格更加现代化、多样化的车型投入市场，吸引了众多消费者，并重新在欧美市场上占据了上风。
图3.3 形态分析法要素组合图
因素和形态是形态分析法中两个最基本的构成。所谓“因素”，是指构成某种事物的特性因子。例如，将我们外出旅行使用的旅行壶作为分析对象，假如想要设计一款便于携带的多功能折叠环保保温水壶，按照其构成和功能，可以分为“实现壶体折叠及支撑动作”“加热”“保温”“杀菌”“氧气供给”与“环保图案”共六个相对独立的基本要素。再例如，以生存作为要分析的事物，那么因素就可以是生理需求和心理需求。但需要注意的是，为保证形态分析法的功效，因素的定义一定要相互独立，且所有的因素的集合体就是所要分析的事物本身，不能有任何因素的遗漏和重复的情况出现，这也是运用形态分析法时所要求的最细致的准备工作。
所谓“形态”，是指与其因素相对应的实现因素功能的方式或技术手段。例如，将“保温”作为旅行壶的一个基本因素，那么“真空”“气”“水”和“固体”等填充物的保温手段，就是其保温因素的表现形态。再例如，生理需求进而又可以分解成为水分、食物、空间等更加具体的形态；心理需求又可以分为情感、虚荣等形态。形态的划分界定主要根据实际情况来确定。例如，某公司要生产某种工业产品，作为某因素对应的形态往往受到公司里现有技术的限制。并且，由于技术的发展具有不确定性，不可能将所有的技术手段逐一列全，要根据实际情况适当增减来确定形态的数量。
在确定所研究对象或问题的“因素”和“形态”之后，就要将各个因素与每个因素相对应的形态分别作为列与行来编制所研究对象或问题的形态分析表。形态分析表可以较清楚地描述问题或提供解决问题的方案，帮助设计人员在原理方案设计阶段进行创造性的构思。若所研究对象或问题分解后的基本因素为A、B、C、D、…，而对应的基本形态分别为A1、A2、A3、…，B1、B2、B3、…，C1、C2、C3、…，D1、D2、D3、…，则形态分析表如表3.1所示，根据排列组合原理，方案总数为i×j×……×n（N个数相乘），即从每个基本因素中选出一个基本形态就可以组合成为不同的系统方案。例如，旅行壶的形态分析表如表3.2所示。
表3.1 研究对象的形态分析表
表3.2 旅行壶的形态分析表
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