第12章 创造力的相似性与差异性(2)

日本的创造学家市川龟久弥在二十世纪六十至七十年代创导他的创造性理论——等价转换发展理论，他发现不同领域中的异物中蕴藏着相似性（共性）。例如分枝状展开的结构形态，可以是树木的枝条和根系；花草的叶脉、花瓣里的输导组织（导管、筛管的分布）；腔肠动物的外骨骼，如珊瑚虫群体的分枝；人体肺脏中支气管的X射线透视影像；透明塑料板内放电的径迹；用加速器加速的电子束放电图形；空中摄影的科罗拉多河大峡谷；尼罗河入海河道等等。这些极为相似的形态似乎包涵着创造力的结构与功能的相似性与差异性的内在规律。

因此，市川龟久弥提倡从异物中抽象出“等价性”，去粗取精，附加新内容，构思出新发明。例如模拟尼龙分子结构的弹性金属表带，模拟鵎鵼鸟喙的园艺剪刀，和好像在水池中生长的水莲那样的海上浮标，以及类似红鹤的土木工程掘土机等。市川龟久弥：《创造性科学——图解》，新时代出版社，1989年9月。如果等价转换创造学同仿生学结合起来（例如功能模拟），更可以看到人类大量的发明创造都同各种仿生功能模拟有关（参阅第二十六章）。例如从飞鸟到风筝，到滑翔机，到莱特兄弟发明的第一架动力飞机，再到现代飞行器。从人脑到电脑，从心脏到心脏起搏器，从血液循环系统到新式锅炉，从人手到工业机械手以至机器人等等，它们同等价创造学的基本原理——创造力的相似性与差异性是一致的。

6.4.2戈顿的综摄技法

应用创造力的相似性和差异性原理，开发新的创造方法，最为典型的应该是美国戈顿创始的综摄法（Synectics）。综摄技法被西方国家推崇为众多创造技法的元祖，由美国Synectics公司为中心大力推广，已在世界上广泛应用。

综摄技法的思维理论核心

虽然综摄技法是多种心理过程和一系列操作方法的综合，但是它概括了创造心理过程的某些本质特征。它的思维理论核心是“同质异化”和“异质同化”。通过这种思维过程，可以将看起来毫无关系的事物组成新的结构，创造出功能更好的新事物。所谓“同质异化”就是从新的不同角度观察同一事物，找出新的性质、功能和结构，也就是从相似性中抽象出差异性。所谓“异质同化”则是一种相反的心理过程，即在观察新奇事物时，必须了解该事物如何有现有的性质、功能、构造搭配所组成，也就是从差异性中抽象出相似性。

例如创造水稻脱粒机。为了使稻粒从稻秆上脱落下来，存在许多种脱粒方法：可用铁钉、铁棒、伞尖等坚利的东西冲撞稻穗。首先是要用铁质针状物那样的工具，其次要有同稻穗的相对运动。于是将铁质针状物同滚筒运动综合起来，发明了一种带尖刺的滚筒状脱粒机械。这个事例是用异质同化思维原则取得的创造性成果。

综摄法与发明构想的方法和技巧

发明综摄法的麻省理工学院教授威廉·戈顿认为，创造要想发现事物间的未知联系，必须依靠非推理性思考方法，将似乎无关的东西联系起来（也就是从差异性中找到相似性）。他认为，发明创造的思维过程可以分为两个阶段：一是将陌生的东西变成熟悉的——称为异质同化阶段，然后将熟悉的东西再看成是陌生的——称为同质异化阶段。为了使思维跳出旧框框，出现创造性，必须经过分析联想，将陌生事物变成熟悉事物以后，从崭新角度突破原来的固定模式，用创新思维来看待和获得“异化”的新事物。

戈顿提出了以无拘束的隐喻类比为特点的四种机制，作为发明构想的方法和技巧：它们是直接类比，亲身类比，象征类比和幻想类比。

直接类比是最普通的发明方法，它借鉴熟悉事物的结构、方法、手段等特点，通过模拟、移植、仿生的方法，应用到完全新的领域和事物。例如从烤制面包的发泡技术移植到橡胶海绵和泡沫塑料；模仿人的内耳结构而发明贝尔的电话机。

为了使人们无拘束地以一种游戏的、轻松的态度对待解决问题的过程，他主张亲身类比式移植。也就是将人所特有的感情归属到非人的物或状态上，去猜测技术中的问题。用最简单的引导形式表达，就是“如果我们是他（它）……”。例如我们要发明一种大量榨取果汁的机器，就需要将自己设想为一只待榨果子果肉中的液胞，然后再问自己“怎样才能被榨干净？”或是问自己“怎样才能从包围你的胞壁中跑出去呢？”于是你可以产生各种想法：

增加某个方向的外力，将自己挤出去；

自己膨胀，胀破胞壁。这可以通过外界减压的办法做到；

利用结冰等其他方法胀坏胞壁；

使自己获得某种向外跑的能力冲出去。例如高速离心旋转；能否通过浸水、浸糖液来胀破胞壁？

加热法或机械破碎法？

下面我们再引用符号和象征类比的一个事例。象征类比就是“玩弄词句”，把语言、语义、词义应用到模糊的、扩大的、更概括的词所包含的形象联系起来，以便产生新颖的、丰富的想法和主意。例如要发明一种开罐头的刀具。第一步以“开”字为引子，想象成放一个自动构建在罐中，要用它时可以自动开启，也可以构想为“原来关着，现在让它打开，关和开就像可夹、可放的一个夹子等等。第二步想到一种不相干的形象：夹子、火山口、书、豌豆夹……，又从豌豆夹打开的启发，发明了有切割痕的罐头。只要沿着切痕将一条铁皮拧下，罐头就打开了。侯丽辉等编着：《发明创造技法》（二），东北工学院出版社，1988年9月，第20页。

6.5混沌学与创造力的相似性

在等价转换创造学中突出提出的许多相似的分枝、分叉现象，如何从更深层次中认识它们的本质？通过近年发展起来的混沌学扩大了人们的视野，深化了对分枝、分叉相似现象的认识。分叉（bifurcation）已成为混沌科学中有序演化理论的基本概念。而且分叉序列的存在往往是出现混沌的先兆，在混沌学词典中，最早提到的往往就是分叉。苗东升，刘华杰：《混沌学纵横论》，中国人民大学出版社，1993年，第56、58页。

在系统演化过程中的某些关节点上，原来的稳定定态会变成不稳定定态，同时出现新的稳定态。为了描述事物随时间而变化的系统——动力学系统（例如天体运行、海陆迁移、气象变化、化学反应、生物种群盛衰、疾病流行、经济发展、政治动荡等等）首先在生态学领域总结出着名的逻辑斯蒂方程xn+1=axn(1‐xn),它是描述种群演化的适当模型，可用以解释观察到的一些不规则的生态系统演化现象。从逻辑斯蒂方程或其他运动方程中考察分叉现象，说明分叉是方程中的参数变化造成的，分叉点是参数空间的点，不是事物状态空间的点。因此，对市川龟久弥举出的形象的分枝现象进入了数学表达的抽象的一般状态。

图10逻辑斯蒂方程倍周期分叉示意图经典的确定性连续动力学系统往往呈周期性，但是一旦参数越过某种周期区，系统即会出现一种极不规则的、复杂而奇异的行为方式（例如水的湍流），经典动力学无法对此现象做出描述，这就是混沌运动。在发生这种运动的参数区域中（系统的混沌区），会出现周期窗口，而周期窗口内又分为周期区和混沌区；窗口混沌区内又有更小的窗口。这些小窗口内又划分为周期区与混沌区等等，这就是混沌的分叉序列，如图10所示。

图中的混沌区出现从a1-a∞的分叉序列呈现各层次“自相似”，数学证明其嵌套结构是无穷的。人类对于这种自相似性早有认识。我国古代诗人曾写出“袖里有乾坤，壶中有日月”，古代工匠用自相似性发明了套箱。俄罗斯工人制造了自相似结构的俄罗斯娃娃，成为传统的有特色的玩具。在几何学上也很早就提出了分型概念，即一种几何图形，它的组成部分与整个图形有某种方式的相似性。分形是具有层次结构的几何图形，即不同层次结构具有严格的自相似性，而且是无限层次的嵌套结构。

宇宙是如此之复杂，既有周期性的线性运动，也有非周期性的非线性运动；既有有序现象，也有无序现象。混沌研究的重大成果在于证明了分叉和混沌结构，反映了非线性动力系统的一种普遍存在的特性。1978年，物理学家费根鲍姆在对湍流的研究中发现了一类混沌产生机制中的普适常数δ和α，进一步说明事物整体具有与其一部分相类似的结构，这种结构具有普适性。卢侃，孙建华编译：《混沌学传奇》，上海编译出版社，1991年，第189页。

6.6“自相似性”的模型

分型结构的自相似性可以从类似混沌现象的某些分型结构模型直接显示出来，或者说它是混沌现象中的创造力的相似性。早在二十世纪初，有些数学家设想非欧几里德几何学的复杂的、不规则的图形，提出了一些当时只被认为是一种游戏的思考图形。例如康托尔粉末、科赫雪花（科赫曲线）、皮亚诺曲线、谢宾斯基地毯和谢宾斯基海绵等。

康托尔粉末。在一维背景空间中的典型分型结构是康托尔粉末。即将一个线段（如区间〔0，1〕），将它三等分，并去掉中间一段。将这种操作无限地进行下去，最后剩下的极限点集合就是康托尔集合。它处处稀疏，长度为0，但又包含无穷多个点（图11中示意它的生成过程）。这种最简单的“自相似性”显示0与∞多的对立矛盾的统一。

科赫雪花

这是以瑞典数学家科赫（1904）命名的自相似几何图形。科赫雪花的形成，首先画出一个每边长为1的等边三角形，而后在每边中央加上一个边长为1/3的等边三角形；如此变换下去（如图11所示）。其周长是3×4/3×4/3×4/3……直至无限，但其面积却小于原等边三角形的外接圆。因此一条无限长的线，围成了一个有限的面积。如果将组成图形的每一个“自相似”的等边三角形视为一个“极”，于是科赫雪花突破了人们一般思维创造力的两面多级性，因为它统一了有限（面积）与无限（边长）的矛盾。

（上面是雪花的一部分，类似海岸线模型。引自格莱克的混沌学）

谢宾斯基地毯

这是数学家谢宾斯基在二十世纪初通过添加或去掉无限多部分的技巧，创造出来的奇怪的思维物体。构成方法是从一个正方形开始，每边三等分，分成9个正方形，先挖掉中间一块，在剩下的8块中重复上面的操作，即每个小正方形中间再挖去一个更小的正方形。这种形体的三维类似物（好比挖空了的一块蛋糕）是一个具有无限大的面积，而体积为0的立方体花格（如图13所示）。因此，谢宾斯基地毯在三维背景空间中是谢宾斯基海绵，也是创造力两面多级性的模型。在这里正方形表面积的无限大同体积为0的两面性，同无数个正方体的“极”构成了统一体。詹姆斯·格莱克，张彦、顾肃、宋永华等译：《混沌学》，社会科学文献出版社，1991年。

图13谢宾斯基地毯（右图是谢宾斯基海绵）从上述的分型几何学联系到在关于创造力的普遍性与特殊性的讨论中所提到的许多现象，例如树木分枝，肺中气管分枝系统，血管网的分枝系统，闪电和放电径迹，玻璃窗上的霜花，雪花六角形态的无数变化，犬牙交错的海岸线，在空中俯瞰到的河流水网，一直到社会生活中的许多复杂现象，它们之中潜在的创造力的某些共同规律性或许可以从混沌科学的发展得到揭示。

从几何分形学中体现的各种对立的两面性，如康托尔粉末中的无限大的点同长度为0，科赫雪花中的无限长的线围成一个有限的面积，谢宾斯基海绵中的无限大的表面积与体积为0等，都反映了创造力的另外一种特征，即两面三（多）极性。对此我们还将在第九章中进一步阐述。

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