创新技法
   
归纳创造法
 www.hxin.org 2010-03-01

   一、技法概述
  归纳,就是从许多同类的个别事物中找出它们共同点的一种逻辑推理方法。如研究了喜鹊长着两只脚,燕子长着两只脚,大雁长着两只脚,从而得出鸟都长着两只脚,这就是运用了归纳推理。
  所谓归纳创造法,是指建立在归纳推理和创造性思考基础上,通过研究个别事物,发现它们的共同点,引出一般性结论或知识,从而启发思路,实现发明创造的一种创新技法。
  比如,唐武则天生前曾在端门外铸造天枢,以记述和炫耀自己的功业,而她死后为何只树碑而不立传呢?在气势磅礴的乾陵,至今还立着武则天的“无字碑”。于是成了千古之谜,解谜者众说纷纭,不一而足:有功深无量说,有罪大恶极说,有自知之明说,有难以称呼说,等等。魏明孔通过研究,提出了新的看法,揭开了“无字碑”之谜。魏明孔考证:唐代士大夫崇尚清介,如身为礼部尚书的赵崇“标质堂堂,不为文章”,号日“无字碑”。唐代著名诗人、诗评家司空图在《诗品》中强调“不著一字,尽得风流”,成了唐代及其以后文人所追求的最高境界。由此上溯到春秋时期,就被看作一种美德,如孔子“述而不作”。由此可知,从春秋以至唐代,人们崇尚清介,世人重“无字碑”之号,故武则天以此自喻,立了“无字碑”。
  魏明孔的推理过程是这样的:赵崇“标质堂堂,不为文章,号日无字碑”;司空图“不著一字,尽得风流”,唐代士人及过去孔子都是这样,所以,武则天立“无字碑”,以示清高。魏明孔采用的就是归纳创造法。
  归纳创造法在创造中的作用,主要表现在以下几个方面:
  首先,归纳是整理经验材料并能从中发现普遍特性的一种认识方法。在自然科学研究中,许多经验定律和经验公式大多是运用归纳总结出来的。例如关于行星至太阳距离的波德定则,关于电磁作用的法拉第定律,关于生物进化的生存竞争规律等等,都与归纳推理的运用分不开。在社会科学研究中,同样离不开归纳法的运用。
  其次,归纳是提出科学假设和假说的一种方法。在科学研究中,研究人员从个别事实的考察中受到启发,能提出蕴含有普遍意义的假设或假说。著名的哥德巴赫猜想,就是用归纳推理提出的。
再次,归纳也是科学实验的指导方法,常用的对照实验和析因实验都需要按归纳法进行实验设计。 
  17世纪,英国唯物主义哲学家弗兰西斯.培根总结近代早期经验科学发展的成果,适应当时人们认识发展的要求,较全面地研究了归纳推理。200年后,穆勒作了进一步的研究与发展,制定了揭示因果关系的5种方法,被称为“穆勒5法”(求同法、求异法、求同求异共同法、共变法和剩余法),它们是归纳创造法的基本内涵。
  二、运作艺术
  1、求同法  
  求同法是一种求原因的方法。其具体程序是,考察某被研究现象出现的许多事例,在这许多事例中,如果都有一个被研究现象的先行现象,那么,就作出结论说:这个共同的先行现象就是某被研究现象的原因。其规则可用下式表示:
    先行现象               被考察的某种现象
  事例1:A、B、C                 a
  事例2:A、D、E                 a
  事例3:A、F、G                 a
  所以,A是a的原因。
  例如,科学史上求得虹产生的原因,用的就是求同法。雨过天晴,湿气很重,阳光乍现,天空出现一座长虹;飞瀑奔泻,珠喷玉碎,气蒸雾腾,阳光斜照,气雾中出现虹;船桨击水,水珠飞溅,阳光一照,也见到了虹。这许多事例是不同的,但虹出现的先行现象有一个是共同的,就是阳光穿过密集的水珠。于是得出结论:阳光穿过密集的水珠是产生虹的原因。
  运用求同法,要有足够的事例。求同法是在不同事例中找共同现象,仅有一个事例,就无法运用求同法求原因。求同法也可能把真正的原因忽略掉,因求同法是在先行现象中找共同点,而共同点可能恰恰是不相干的现象,掩盖了对真正原因的发现。求同法的结论是或然性的。运用求同法,应配合以其他求原因的方法,以求出真正的原因。
  2、求异法
  求异法是考察某一被研究现象出现的事例与不出现的事例,在这些事例中只有一个先行现象不同,就是这个先行现象出现,则某现象便也出现,这个先行现象不出现,则某种现象便也不出现,于是就作出结论:这个先行现象就是某种现象的原因。其规则可用下式表示:
       先行现象             被研究现象
  事例1:A、B、C            a
  事例2:--、B、C            --
  所以,A是a的原因。
  例如,蚕食桑叶吐丝。化学家们比较桑叶和蚕丝的区别,发现二者组成中都含有碳、氢、氧三种元素,但蚕丝中还含有氮。科学家们抓住这一发现,通过求异归纳,形成了研究人造丝的新思路。其推理过程是:
  蚕丝:含有C、H、O、N,具有丝的一般特性;
  桑叶:含有C、H、O,不具有丝的一般特性;
  结论:N很可能是形成丝的一个重要原因。
  1855年,瑞士人奥蒂玛斯用含氮的硝酸处理纤维,制成了硝酸纤维,抽出了丝。1884年,法国科学家巴斯德的弟子查唐纳托,也根据这个归纳推理的启示,首先制造出硝酸纤维素,再把含氮的纤维素放在酒精里溶解,变成溶液,通过细孔压出一条条直径l毫米的细流,将溶液中的酒精蒸发后,就变成了一根根细丝。这就是最初发明的人造丝。
  求异法较常用于自然科学实验和社会科学的调查研究之中。对于被研究对象产生的原因只有一个时,用这种方法推理得出来的结论是可靠的,但如果涉及多种原因,则结论只能作参考。
  3、求同求异并用法
  求同求异并用法是一种求因果联系的方法。具体过程是:考查被研究现象a出现的一组事例中,如果有一个共同的先行现象A,再考察被研究现象a不出现的一组事例中,如果没有这个先行现象A,比较上述两组事例后,作出结论:A和a有因果联系。此规则可用下式表示:
                 先行现象                被研究现象
                     A、B、C                     a
  第一组事例  A、D、E                     a
                     A、F、G                     a
 
                      B、M、N                       -a
  第二组事例   D、O、P                        -a
                      F、Q、R                        -a
 
  比较:有A,则有a;无A,则无a;
  所以,A和a有因果联系。
  例如,达尔文研究生物和环境的关系时,运用求同求异并用法,得出了生物的形态构造与其生活条件有着因果联系的结论。达尔文观察到了不同类的生物生活在相同环境里,常具有相似的形态和构造,如鲨鱼属鱼类,鱼龙属爬行类,海豚属于哺乳类,它们是不同种类的动物,但由于长期生活在相同的环境——海洋中,于是身体的形态和构造都很相似,它们都是梭形,都有胸鳍、背鳍和尾鳍等。他又观察到了,同类的生物生活在不同的环境里,就常不具有相似的形态和构造,如鼹鼠、狼、蝙蝠、鲸等都是哺乳动物,但它们生活的环境不同,鼹鼠生活在地下,狼奔突于原野山林,蝙蝠栖止在檐间树颠,鲸遨游在浩瀚的海洋,于是,它们的形态和身体结构就很不相同。鼹鼠腿短嘴尖适于钻洞,狼腰细腿长适于奔跑,蝙蝠有翅且能回收超声波,鲸呈鱼形生鳍。对比这两组情况后,得出结论:生物的生活环境的不同与生物的身体结构和形态的不同,是有着因果联系的。
  求同求异并用法从正反两方面研究,结论虽然是或然的,但可靠得多。
  4、共变法
共变法是考察到某现象发生某种方式的变化,另一现象也随之发生某种方式的变化,于是便作出结论:前一现象与后一现象有因果联系。其规则可用下式表示:
   先行现象                被研究的现象
        A1                         al
        A2                         a2
        A3                         a3
  所以,A是a的原因。 
  例如,科学家在研究各种颜色对人的心脏的影响时,曾运用了共变法。让受试者走进有不同颜色的房间,测量其脉搏的跳动情况。测量结果发现,在黄色房间里脉搏正常,在浅蓝色的房间里减慢,在红色房间里明显加快。据此,得出结论:房间颜色的不同是脉搏快慢变化的原因。
  5、剩余法
  剩余法是找出某一被研究现象的一组可能的原因,一一研究后,除了一个以外,其他原因都不是这个被研究现象的原因。于是,这个剩余的可能原因,便是引起某一被研究现象的真正原因。其规则可用下式表示:
  A、B、C————a、b、c
  B是b的原因
  C是c的原因
  所以,A是a的原因。
  例如,在海王星尚未发现的时候,天文学家发现天王星的实际位置,同计算出来的位置有偏差,倾斜了一些。这种倾斜可能是当时已知行星和一个未知行星的吸引造成的。但计算的结果,排除了已知行星的吸引,于是便推知,是由于一个尚未观测到的行星的吸引。后来按计算出来的位置去找,找到了海王星,海王星是使天王星发生倾斜的原因得到了证实。
  剩余法比前四种寻找因果关系的方法更为复杂。它研究复杂对象的复杂原因,而这复杂原因是由多个原因复合起来的,在用剩余法之前,总要先用前面的某种方法确定A是a的原因,B是b的原因等,在此基础上才能顺利运用剩余法。因此,它是深入细致寻找复杂的因果关系的方法。剩余法有助于人们创造性地研究自然科学和社会科学问题,它的结论常常提供有科学价值的新发现。
  以上五种方法是求因果联系的初步方法。我们应当把这五种方法结合起来使用,可减少错误,易于求得真正的因果联系。
 
    (汇新摘自《创造力培养》古真/编著)