對于第1級阿奇舒勒認(rèn)為不算是創(chuàng)新,而對于第5級,他認(rèn)為“如果一個人在舊的系統(tǒng)還沒有完全失去發(fā)展希望時,就選擇一個完全新的技術(shù)系統(tǒng),則成功之路和被社會接受的道路是艱難而又漫長的。因此發(fā)明幾種在原來基礎(chǔ)上的改進(jìn)是更好的策略”。他建議將這兩個等級排除在外,TRIZ工具對于其他3個等級創(chuàng)新作用更大。一般來說,等級2,3稱為“革新(Innovative)”,等級4稱為“創(chuàng)新(Inventive)”。
理想化發(fā)明創(chuàng)造是有級別的,級別越高,創(chuàng)新設(shè)計的過程越困難,則產(chǎn)品的市場競爭力越強。高級別產(chǎn)品的發(fā)明不僅需要設(shè)計人員自身的素質(zhì),更需要行業(yè)以外或全人類的已有研究成果。企業(yè)要不斷地吸收不同行業(yè)的知識創(chuàng)新成果,并在自己的產(chǎn)品中應(yīng)用,以永遠(yuǎn)保持企業(yè)的市場競爭力。發(fā)明創(chuàng)造的理想狀態(tài)是理想解的實現(xiàn),盡可能使企業(yè)的產(chǎn)品接近于其理想解是產(chǎn)品創(chuàng)新的指導(dǎo)思想。確定所設(shè)計產(chǎn)品的理想解是設(shè)計人員綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。
把所研究的對象理想化是自然科學(xué)的基本方法之一。理想化是對客觀世界中所存在物體的一種抽象,這種抽象客觀世界既不存在,又不能通過實驗驗證。理想化的物體是真實物體存在的一種極限狀態(tài),對于某些研究起著重要作用,如物理學(xué)中的理想氣體、理想液體,幾何學(xué)中的點與線等。在TRIZ中理想化是一種強有力的工具,在創(chuàng)新過程中起著重要作用。
TRIZ理論,在解決問題之初,首先拋開各種客觀限制條件,通過理想化來定義問題的最終理想解(ideal final result,IFR),以明確理想解所在的方向和位置,保證在問題解決過程中沿著此目標(biāo)前進(jìn)并獲得最終理想解,從而避免了傳統(tǒng)創(chuàng)新涉及方法中缺乏目標(biāo)的弊端,提升了創(chuàng)新設(shè)計的效率。如果將TRIZ創(chuàng)造性解決問題的方法比做通向勝利的橋,那么最終理想解就是這座橋的橋墩。
在大森林里有一個溶洞,這個洞又高又大,里面一個洞套著一個洞,村里的人發(fā)現(xiàn)了它,準(zhǔn)備把它開發(fā)成旅游勝地。為了能夠詳細(xì)地向游人介紹這個溶洞,村里人想測量一下這個溶洞中各個洞的高度。要求既不能影響溶洞的環(huán)境,而且要注意不花費村民的大量經(jīng)費,方法也要簡單易行才好。請問你能找到一個又好又簡單的方法么?請考慮理想化的要求。
答案就是用氫氣球來測量溶洞的高度,這樣既不損壞周圍的環(huán)境,而且經(jīng)濟、簡單。
理想化是科學(xué)研究中創(chuàng)造性思維的基本方法之一。它主要是在大腦之中設(shè)立理想的模型,通過思想實驗的方法來研究客體運動的規(guī)律。一般的操作程序為:首先要對經(jīng)驗事實進(jìn)行抽象,形成一個理想客體,然后通過想象,在觀念中模擬其實驗過程,把客體的現(xiàn)實運動過程簡化和升華為一種理想化狀態(tài),使其更接近理想指標(biāo)的要求。
理想化方法最為關(guān)鍵的部分是思想實驗,或稱理想實驗。它是從一定的原理出發(fā),在觀念中按照實驗的模型展開的實驗結(jié)論。思想實驗是形象思維和邏輯思維共同作用的結(jié)果,同時也體現(xiàn)了理想化和現(xiàn)實性的對立統(tǒng)一。誠然,思想實驗還不是科學(xué)實踐活動,它的結(jié)論還需要科學(xué)實驗等實踐活動來檢驗,但這并不能否認(rèn)思想實驗在理論創(chuàng)新中的地位和作用。新的理論往往與常識相距甚遠(yuǎn),人們常常為傳統(tǒng)觀念所束縛,不易走向理論創(chuàng)新,因此,借助于思想實驗來進(jìn)行理論創(chuàng)新以及對新理論加以認(rèn)同,不失為一種有效的手段。
理想化方法的另一個關(guān)鍵部分是如何設(shè)立理想模型。理想模型建立的根本指導(dǎo)思想是最優(yōu)化原則,即在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計最優(yōu)的模型結(jié)構(gòu),同 時也要充分考慮到現(xiàn)實存在的各種變量的容忍程度,把理想化與現(xiàn)實性結(jié)合起來。理想中的優(yōu)化模型往往具有超前性,這是創(chuàng)新的標(biāo)志。但是,超前性只有在現(xiàn)實條件所容許的情況下,其模型的構(gòu)造才具有可行性。應(yīng)當(dāng)指出的是,理想模型的設(shè)計并不一定非要遷就現(xiàn)實的條件,有時候也需要改造現(xiàn)實,改變現(xiàn)實中存在的不合理之處,特別是需要徹底扭轉(zhuǎn)人們傳統(tǒng)的落后的思維方式和生活方式,為理想模型的建立和實施創(chuàng)造條件。
科學(xué)歷史上,很多科學(xué)家正是通過理想化獲得劃時代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的,著名的有伽利略、牛頓、愛因斯坦、盧瑟福等。伽利略注意到,當(dāng)一個球從一個斜面上滾下又滾上第2個斜面上時,球在第2個斜面上所達(dá)到的高度同在第1個斜面上達(dá)到的高度近似相等。他斷定這一微小差異是由摩擦而產(chǎn)生的結(jié)果,如果摩擦消失,那么第2次的高度完全等于第1次的高度。他又推想,在完全沒有摩擦的情況下,不管第2個斜面的傾斜度多么小,它在第2個斜面上總要達(dá)到相同的高度。如果第2個斜面的斜度完全消除,那么球從第1個斜面滾下來之后,將以恒速在無限長的平面上永遠(yuǎn)不停地運動下去。當(dāng)然,這個實驗是一個理想實驗,無法真實地操作,因為摩擦力永遠(yuǎn)也不會被消除,也無法找到和制作一個無限長的平面。伽利略是理想實驗的先驅(qū),后來牛頓把伽利略的慣性原理確立為動力學(xué)第一定律,即慣性定律。
牛頓繼承了伽利略的傳統(tǒng),在思索萬有引力問題時也設(shè)計了一個著名的理想實驗:拋物體運動實驗。一塊石頭投出,由于自身重力,被迫離開直線路徑,如果單有初始投擲,理應(yīng)按直線運動,但其卻在空中描出了曲線,最終落在地面上。投擲的速度越大,它落地前走得越遠(yuǎn)。于是,我們可以假設(shè)當(dāng)速度增到如此之大,在落地前描出1, 2, 5, 100, 1 000千米長的弧線,直到最后超出了地球的限度,進(jìn)入空間永不觸及地球。這個實驗在當(dāng)時的物質(zhì)條件下是無論如何不能實現(xiàn)的。牛頓在真實的拋體運動的基礎(chǔ)上,發(fā)揮思維的力量把拋物體的速度推到地球引力范圍之外。愛因斯坦是20世紀(jì)卓越的理想實驗大師。愛因斯坦的狹義相對論源于追光理想實驗。愛因斯坦創(chuàng)建廣義相對論的突破口為等效原理,亦源于理想實驗。
盧瑟福的原子有核模型是科學(xué)史上最著名的理想模型之一。1907年,盧瑟福為了驗證導(dǎo)師的原子模型,建議研究生觀察鐳發(fā)射出的高速α粒子穿過薄的金屬箔片后的偏轉(zhuǎn)情況,結(jié)果出人意料。盧瑟福以α粒子實驗為事實根據(jù),發(fā)揮思維的力量建立起類似太陽系結(jié)構(gòu)的原子有核模型,開創(chuàng)了原子能時代。
TRIZ的一個基本觀點是“系統(tǒng)是朝著不斷增加的理想狀態(tài)進(jìn)化的”。技術(shù)系統(tǒng)理想狀態(tài)包括3個方面內(nèi)容:①系統(tǒng)的主要目的是提供一定功能。傳統(tǒng)思想認(rèn)為,為了實現(xiàn)系統(tǒng)的某種功能,必須建立相應(yīng)的裝置或設(shè)備;而TRIZ則認(rèn)為,為了實現(xiàn)系統(tǒng)的某種功能不必引入新的裝置和設(shè)備,而只需對實現(xiàn)該功能的方法和手段進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。②任何系統(tǒng)都是朝著理想化方向發(fā)展的,也就是向著更可靠、簡單有效的方向發(fā)展。系統(tǒng)的理想狀態(tài)一般是不存在的,但當(dāng)系統(tǒng)越接近理想狀態(tài),結(jié)構(gòu)就越簡單、成本就越低、效率就越高。③理想化意味著系統(tǒng)或子系統(tǒng)中現(xiàn)有資源的最優(yōu)利用。
技術(shù)系統(tǒng)的主要目的是提供一定功能。傳統(tǒng)思想認(rèn)為“為了得到這樣和那樣的功能,就必須建立這樣和那樣的裝置或設(shè)備。”TRIZ則認(rèn)為“為了得到這樣和那樣的功能,而不對系統(tǒng)引入新的裝置和設(shè)備。”
任何技術(shù)系統(tǒng)都是朝著理想化發(fā)展,也就是更為可靠、簡單、有效。理想系統(tǒng)是不存在的,但當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)越接近理想狀態(tài)時就越簡單、成本越低效率也更高。理想化也意味著系統(tǒng)或子系統(tǒng)中現(xiàn)有資源的最大化利用。