聚合交叉创新方法

聚合交叉是宇宙间十分普遍的现象。从浩瀚无垠的宇宙到分子、原子，从简单的数字排列到人体结构，从庞大的国家机器到家庭等，到处都存在聚合交叉的现象。

一、主体＋附件=创新：主体附加法

1. 基本原理

主体附加（添加）法是指以某一特定的对象为主体，通过置换或插入其他技术或增加新附件的创新方法。此法常适用于对产品进行不断的完善、改进。

请看——

红绿灯加白杠获专利

江苏省常熟中学的庞××发明了一种能够让色盲识别的红绿灯，在现行的纯红绿颜色的灯中加入一些白色的有规则形状的图形。如红色圆形中间加入一条横着的白杠，绿色圆形中间加入一条竖着的白杠，以此来让色盲进行识别 。“我们现在的交通灯都是红绿色，而那些有色盲的人不能分辨出这两种颜色，这就给他们的生活带来了极大的不便。”

为了证明这种不便性有多大，庞××列举了一个数据：世界上色盲占比达到了5.6%。“有一次，我看到交警抓了一个闯红灯的人，结果发现他是色盲，分辨不出红绿灯，于是我就有了改进红绿灯的想法。”庞××冷静地说。

生活中，利用主体附加法创新产品的例子太多了。

例如：电扇加定时器、电冰箱加温度显示器、彩色电视机上附加一遥控器、带橡皮头的铅笔、含微量元素的食品等。

2. 实施步骤

（1）有目的地选定一个主体；

（2）运用缺点列举法，全面分析主体的缺点；

（3）运用希望点列举法，对主体提出种种希望；

（4）考虑能否在不变或略变主体的前提下，通过增加附属物以克服或弥补主体的缺陷；

（5）考虑能否通过增加附属物，实现对主体寄托的希望；

（6）考虑能否利用或借助主体的某种功能，附加一种别的东西使其发挥作用。

3. 注意事项

运用主体附加法往往可使主体获得多种附加功能而成为多功能用品，然而作为多功能物品的设计应该全面考虑、权衡利弊，否则会事与愿违、费力不讨好。

二、借用直角坐标创新：二元坐标法

1. 基本原理

二元坐标法就是借用平面直角坐标系在两条数轴上标点（元素），按序轮番地进行两两组合，然后选出有意义的组合物的创新方法。

平面直角坐标系由两条数轴正交组成，横轴和纵轴的任一对实数都可以确定平面上的一个点。如果在坐标轴上标上不同的事物，那么由横轴与纵轴交叉确定的点就是两个事物的组合点，这样即可借助坐标系把所列的客观事物相互联系起来。而后对每组联系作创造性想象，从中产生前所未有的新形象、新设想。最后经可行性分析，确定成熟的技术创造课题。

作为二元坐标法的坐标元素所造的事物，可以是具体的人造产品，如衣服、床、灯具、机枪、蛋糕、汽车之类；也可以是非人造物品，如风、雨、云、泉水、老虎、太空等；还可以是一些概念术语，如锥形、旋转、变色、中心、闪光、卧式等。

对此，通过组合联想，可以突破习惯观念，克服惰性意识，促使标新立异。

二元坐标法形式简捷而不单调，运用时不受任何限制，适宜于个人或集体的创造活动。值得一提的是，此法仅适用于技术创造活动的选题阶段，可行的课题一经确定，就完成了使命。至于课题的下一步做法，则需另行研究探讨。

2. 实施步骤

利用二元坐标法选择创新课题的程序如下：

（1）列出联想元素。

列举联想元素可以随心所欲，无任何限制条件，但联想元素最好取名词、形容词、动词等。

例如玻璃、扇、气、梯、滑行、日历、清凉、照明、瓶、手摇、管、车、纸、流动、座、三角、笔筒、杯共18个联想元素。

（2）用联想线沟通各个元素绘制联想图，如图4-2所示。

图4-2　二元坐标法实例

（3）进行联想和判断。

对于每一交叉点的元素作正反两个方面的联想与判断。

例如“车”和“手摇”构成“手摇车”和“车手摇”的联想，“车手摇”是无意义的联想，“手摇车”是已有的发明。“梯”和“座”也是如此，“梯座”是有疑问的联想，“座梯”是有创造意义的联想。

鉴于每个人的职业、经验和知识的差别，尤其是创新意识的强弱和预见能力的高低，对同一个联想点会做出迥异的分析和判断，这是创造性活动中的正常现象，并不奇怪。

（4）从联想图中摘出有意义的联想。

本例中有：照明日历（带日历的台灯或夜光日历）、日历扇、清凉扇、透明玻璃（能自行发光的玻璃）、纸笔筒（纸质彩印笔筒）、三角笔筒、管扇、日历管、照明车、梯车、玻璃座、座梯、清凉纸、照明纸（能发光的纸）、纸瓶（纸质瓶）、照明笔筒（带笔筒的台灯）、三角日历、玻璃笔筒、手摇车等。

（5）对有意义的联想进行可行性分析。

可行性分析必须从以下五个方面考虑：

① 有无类似的事物，若有，看它们之间有何不同（从原理、结构、性能、制造工艺、材料、用途、能源、价格、寿命、经济效益等方面对比）；

② 发明革新或合理化建议在成功和被采纳后，对社会的价值和进步意义；

③ 完成发明和革新需要涉及哪些方面的知识和技术，有哪些关键技术（主要思考原理、结构和工艺）；

④ 对于产品的发明和革新，当地实现的生产条件和技术水平是否适用；

⑤ 确定近期的和长期的研究课题。

在有意义的联想中，可以有大发明联想，如照明玻璃；也可有实用新型联想（小发明）和外观设计联想（如玻璃笔筒和日历扇）。这里仅对带日历的台灯做扼要的可行性分析。带日历的台灯构造简单，具有台灯和台历的双重功能。台历设计在台灯上，集两物于一体，减少桌案摆设的物，利于清理桌案和室内美化。夜晚，打开台灯照亮日历，给人以清晰的时间感，催人加快生活节奏，还可提醒有待处理的事情不至忘掉。

经此可行性分析，联想进一步深化，创新的对象逐渐明确。对不可行的发明和革新要果断摒弃，对可行而自己无力承担的课题要忍痛割爱。

3. 集体创造时的二元坐标法的实施步骤

（1）参加人员以10人左右为宜，大家围坐成一圈，桌上备好统一的纸张。活动过程由指定的主持人负责。

（2）各自列举联想元素，编制联想图，分析判断和摘取有意义的联想点。

（3）依次互换联想图，并分析别人的联想图。将别人认为无意义或有疑问，而自己认为有意义的联想点直接摘取出来，但不要在别人的联想图上标记号。之后，依次轮换，直到循环一圈。

（4）各自独立对有意义的联想点进行可行性分析，列出可行的联想点。此时环境应安静，不要喧哗。

（5）主持人收集所有的可行联想方案。

（6）由主持人逐项公布可行性联想，请原分析者（不一定是联想图编制者）向大家说明分析理由，集体展开评议。

三、以焦点为中心组合：焦点法

1. 基本原理

焦点法与二元坐标法都是强制联想法。区别在于焦点法是以预定事物为中心（焦点），依次与罗列的各元素一一组合构成联想点，而二元坐标则是各元素间的两两组合。

焦点法可以是发散式结构，也可是集中式结构。

发散式主要用于新产品、新技术、新思想的推广应用（见图4-3），集中式主要用于寻求某一问题的解决途径（见图4-4）。

图4-3　扩散式：包的开发

图4-4　收敛式：灭鼠的方法

2. 实施步骤

（1）选择焦点。焦点就是你希望创新的事物，或者是准备推广的思想技术，将它们填入一中心圆圈内。

（2）列举与焦点无关的事物或技术。可以从多角度、多方面罗列，尽量避免找与焦点事物相近的东西，甚至可借助购物指南、技术手册等随意摘录。将所选的内容逐一填入环绕焦点四周的小圆圈内。

（3）强行将小心圆与周围的小圆圈连接，得到多种组合方案。

（4）充分想象，对每种组合提出创造性设想。

（5）评价所有的设想方案，筛选出新颖实用的最佳方案。

四、先分解再组合的巧妙方法：形态分析法

1．基本原理

把几个独立存在的东西加以组合，往往可以产生新的设想或发明。那么，怎样才能找到更多的组合要素，形成大量的设想或发明呢？美国加州理工学院兹维基教授创造的形态分析法为此提供了形式化的科学手段。

第二次世界大战期间，美国情报部门探听到德国正在研制一种新型巡航导弹，但费尽心机也难以获得有关技术情报。然而，火箭专家兹维基博士却在自己的研究室里，轻而易举地搜索出德国正在研制并严加保密的乃是带脉冲发动机的巡航导弹。兹维基博士难道有特异功能？没有。他能够坐在研究室里获得技术间谍都难以弄到的技术情报，是因为运用了他称之为“形态分析”的思考方法。

形态分析法，是一种以系统搜索观念为指导，在对问题进行系统分析和综合基础上用网络方式集合各因素设想的方法。兹维基博士运用此法时，先将导弹分解为若干相互独立的基本因素，这些基本因素共同作用便构成任何一种导弹的效能，然后针对每种基本因素找出实现其功能要求的所有可能的技术形态。在此基础上进行排列组合，结果共得到576种不同的导弹设计方案。经过筛查分析，在排除了已有的、不可行的和不可靠的方案后，他认为只有几种新方案值得人们开发研究，在这少数的几种方案中，就包含有德国正在研制的方案。

形态分析法是一种利用系统观念来网罗组合设想的创造发明方法。其思路是先把技术课题分解成为相互独立的基本要素，找出每个要素的可能方案（形态），然后加以组合得到各种解决技术课题的总构想方案。总构想方案的数量就是各要素方案的组合数。

此法的一个突出特点是，所得的总构想方案具有全解系的性质。即只要把课题的全部要素及各要素的所有可能形态都列出来，那么经组合后的方案将是包罗万象的。另一特点是具有形式化性质，它主要并非取决于发明者的直觉和想象，而是依靠发明者的认真、细致、严密的分析并精通与发明有关的专门知识。

应该说明的是，当问题比较复杂、要素及形态较多时，组合的数目便会增加，导致评价筛选的工作量加大。因此，要求使用者能抓住主要矛盾选取基本要素，并具有敏锐准确的评价能力。

形态分析法可广泛应用于新技术和新产品的开发以及技术预测等许多领域，实施时既可以小组运用，也适于个人使用。

2. 实施步骤

（1）明确问题。

首先必须要求能十分确切地说明所要解决的问题或所要实现的功能。

（2）要素分析。

分析需要创新的对象，确定它有哪些基本要素或基本参数，要求各基本要素或基本参数相对独立并尽量全面考虑。

（3）形态分析。

寻找每个要素的可能解决方案（即形态）。要求尽量全面，既要列出当时技术条件下可达到的或在允许时间内可达到的方案，也要列出有潜在可能性的各种手段和方法。

（4）方案综合和选择。

根据上面的分析结果列出形态矩阵，一般为二维结构。“列”代表独立要素，“行”代表各因素的具体形态。每一要素和具体形态用符号“Pij”表示，组合后便得出各种方案设想。当然，这些方案要作进一步分析判断才能取舍。

3. 示例

（1）公园小游船的设计。

① 明确问题：为公园游人设计新颖别致的小游船。

② 分解独立要素：可将游船分解成三个独立要素，即船的外形、推进的动力、所用材料。

③ 找出每一独立要素的解决途径（形态）：如要素“材料”可以具体选用木材、钢材、玻璃钢、塑料、水泥、铝合金、橡皮等。

④ 列出形态分析表（见表4-4），按其行列进行组合，共可获得6×5×7=210种方案。

选择最为理想的设计方案：

（1）鱼形水泥划桨船。

（2）画舫式电动玻璃钢船。

表4-4　公园游船形态分析表

4. 趣　例

我国台湾一位学者运用形态分析法分析了中国历史上众多的爱情故事，发现这些故事虽然年代、地点和人物姓名各不相同，但却有一个雷同的模式，即“书生落难、小姐搭救、后花园私订终身、应考及第、衣锦团圆。”此模式中独立可变的要素有书生、落难、小姐、搭救、后花园、私订终身、应考及第、衣锦团圆8个。而每个要素的形态分别是：

（1）书生。

① 旧式书生；② 新式大学毕业生；③ 音乐家；④ 未成名的工程师；⑤ 画家；⑥ 中国书生；⑦ 外国书生；⑧ 老童生；⑨ 未成功的企业家；⑩ 在国外的中国厨师； 青年科学家； 医生； 文学家； 女性书生。

（2）落难。

你也来当一回作家，用这个方法写一个故事或小说，哪怕只是构思一个故事也很有意思。

① 没有路费；② 被冻风雪之中；③ 途遇强盗；④ 患病；⑤ 游泳遇险，⑥ 车祸；⑦ 画卖不出去；⑧ 工程受到意外损失；⑨ 未婚妻变心；⑩ 从事科学研究心身疲惫； 开演奏会无人光顾； 演奏时昏倒； 写完小说不能出版； 在国外洗盘子。

（3）小姐。

① 大家闺秀；② 酒吧女郎；③ 高中女学生；④ 山地女郎；⑤ 校花；⑥ 歌星；⑦ 外国女郎；⑧ 航空小姐；⑨ 游泳健将；⑩ 网球明星； 导游。

（4）搭救。

① 赠款；② 示爱；③ 鼓励用功；④ 恳求爸爸给他安排工作；⑤ 跳下水去营救他；⑥ 长年看护病人；⑦ 帮他补课；⑧ 拜托有钱的叔叔给他开演奏会；⑨ 赞助留学费用。

（5）后花园。

① 东京；② 台北；③ 伦敦；④ 咖啡馆；⑤ 书房；⑥ 邻家；⑦ 博物馆；⑧ 飞机上；⑨ 游泳场；⑩ 途中； 山中； 女郎家中； 河畔； 医院； 学校； 演奏大厅。

（6）私订终身。

① 接吻；② 默许；③ 送信物；④ 郊游；⑤ 给予鼓励；⑥ 通信；⑦ 互相研讨音乐艺术；⑧ 男弹琴女唱歌；⑨ 讨论学术问题。

（7）应考及第。

① 旧时中状元；② 中探花；③ 洋博士；④ 中国博士；⑤ 演奏会盛况空前；⑥ 一幅画被博物馆收藏了；⑦ 做生意发大财；⑧ 考取大学；⑨ 成名；⑩ 做官； 大病痊愈； 发明新东西。

（8）衣锦团圆。

① 结婚；② 他或她变了心；③ 逝世；④ 一个人远走高飞；⑤ 家里同意婚事；⑥ 母亲不同意；⑦ 私奔；⑧ 没有结局；⑨ 长相思；⑩ 环球旅行结婚。

从上面这些要素及其可变形态可以推知，由这些形态可组合出4亿多个故事来。例如按（1）③—（2）④—（3）⑥—（4）⑥—（5）—（6）⑤—（7）⑨—（8）⑨的组合选取，便可构造下述故事：一位小提琴手忽然患了严重的病症，精神几乎崩溃。他的女朋友，现在已是歌星的她日夜看护着他。在女郎家受到鼓励使他恢复练琴的勇气，终于在演奏会上一举成名。当他带着鲜花赶回女郎家时，伊人竟不知去向，空留下永恒的怀念。

如果将这一故事梗概进行充实、修饰，就可形成一篇动人的小说。