一、技法含义
提起组合,人们都很熟悉,组合家具、组合电器等等都是组合。在自然界和人类社会,组合现象是十分普遍的。原子组合成分子,分子组合成细胞,细胞组合成组织、器官、系统直至人体。个体组合成家庭,家庭又组合成社会。
切割就是分解,就是将一个复杂的事物拆开而成为部分或部件。切割的方法是人们认识世界、认识比较复杂事物的一种最基本的常用的方法。
所谓切割组合法,就是在发明创造过程中,将一个或若干个研究对象进行分解,按照一定的目的,再进行组合,从而获得创造成果的创新技法。
被世界各国视作珍品的“瑞士冠军”军刀,由大刀、小刀、木塞拔、大小一字螺丝刀、开瓶器、电线剥皮器、钻孔锥、剪刀、钩子、放大镜、圆珠笔等几十种工具切割组合而成,携带一柄,等于带了一个工具箱。但整体仅长9厘米,重185克,完美得令人难以置信。
第一次世界大战的最大发明是坦克,坦克的发明来自英国记者斯文顿的创意。有一次斯文顿随军去前线采访,他亲眼看见英法士兵向德国军队发起攻击时,被牢牢守着阵地的德军用密集的排枪成片地打倒。斯文顿非常痛心,他清醒地看到,肉体是挡不住敌人子弹的。他向指挥官们建议,用铁皮将“福斯特”公司生产的拖拉机“包装”起来,留出适当的枪眼,然后让士兵们乘坐它冲向敌人。他的建议很快被采纳,履带式拖拉机穿上盔甲之后径直冲向敌阵,尾随其后的英法士兵的伤亡大大减小,德军望车披靡。在1917年11月20日的坎布里亚战役中,英军出动了这种坦克,一天就俘获德军一万多人。可以说,坦克是切割组合之娇子,拖拉机、铁皮、枪弹有机地组合起来,就成了战争史上一个神奇的故事。
1996年,英国苏格兰科学家成功地利用羊的单细胞培育出克隆羊多利,是迄今为止最精彩的切割组合发明。多利没有生父,却有三个生母。科学家先从一个成年母羊的乳房取出一个细胞,提取出细胞基因;同时将另一只羊的一个未受精的卵子的遗传物质去除;然后通过细胞融合将乳腺细胞的细胞核导入到去核的卵子,形成重组胚;最后将重组胚植入第三只母羊的子宫内,经过150天的发育便产下了克隆羊(下图)。
从瑞士军刀的组成、坦克的发明、克隆羊多利的诞生,可以看出:总体上看,发明创造的结果产生了世界上原先没有的东西,是一个从无到有的过程。但若仔细观察一番,尤其是作了一部分一部分分割之后,却会发现都是从世界上已有的东西中,按照人们的需要,切割出有用的结构要素,然后组合成一个世界上原先没有的东西,是一个从有到有的过程。丹麦哥本哈根港内著名的美人鱼雕像,是哥本哈根的标记和象征,它实际上是以切割组合的方法,把人和鱼进行切割,然后组合成世界上原本没有的形象——美人鱼雕像。切割组合法是一种十分有效的创造思路和方法,受到许多科学家、发明家的重视。爱因斯坦说:“组合作用是创造性思维的本质特征”。美国发明家肖克莱说:“所谓创造,就是把以前独立的发明组合起来。”
日本发明家菊池诚说:“我认为发明有两条路,第一条是全新的发明,第二条是把已知其原理的事实进行组合。”
菊池诚所说的第一条就是指原理突破型发明,第二条就是指技术组合型发明。
原理突破型是由于发现了新的自然规律,探索出新的技术原理而作出的发明,其突破在于创造者找到了以科学原理物化为技术原理的方法,从而获得发明创造成果。如内燃机取代蒸汽机,晶体管取代真空管,集成电路取代印刷电路均属此类。
技术组合型是利用已有的成熟技术,通过适当的组合,产生出新的技术、新的方法和新的成果。如1979年诺贝尔生理医学奖获得者德国发明家豪斯菲尔德发明的CT扫描仪,通过把x射线照像装置和电子计算机进行组合,使x射线人体检查技术同计算机图像识别技术有机结合,它所利用的均为成熟的技术,没有任何原理上的突破。但这两项技术组合在一起后便可用于诊断脑内疾病和体内癌变,使医学界一向梦寐以求的理想成为现实。CT扫描仪被誉为20世纪医学界最重大的发明之一。
切割组合的形式是多种多样的。由于问题的领域和追求的功能、目的不同,组合的表现形式也不同。从组合的技术因素分析,可分为不同材料的组合、不同零部件的组合、不同产品的组合、不同工艺的组合、不同技术原理的组合,等等。从组合的方式划分,可分为主体附加组合、同物组合、异类组合、重组组合等。
二、运作艺术
1、主体附加组合
主体附加组合是以某事物为主体,再添加另一附属事物,以实现创新的方法。
杯子的用途就是用来盛水,供人饮水。为了革新杯子,有人用主体附加组合发明出磁化杯,主要由杯胆、杯壳、杯盖和磁块组成。当旋转杯盖时,杯盖内的磁块相对杯壳底的磁块产生运动,使磁场发生变化。经磁化处理过的水,有良好的渗透性和溶解性,能改善水在人体中的运行能力,有利于体内各循环系统障碍物的溶解和排出,促进人体新陈代谢,从而具有保健的功能。
这种磁化杯与普通杯的区别,只不过是在杯体中另外添加两块磁铁而已。但是这一添加却产生了普通杯子所没有的功能。
此外,我们在市场上常见的带温度计的奶瓶、带橡皮头的铅笔、带吊的卡车、带电扇的台灯、加碘的食盐、加碘的矿泉水、加微量元素的奶粉,等等,都是主体附加组合的具体运用。
从这些实例可以看出,在主体附加过程中,主体与附加体在功能和结构上是主次分明的,但经过组合后所得到的整体,超越了主体原有的功能和性能。
2、同物组合
同物组合是将两个或两个以上的同一事物进行组合,以实现创新的方法。
同物组合是数量上的增加,为什么会产生创新呢?先看几个创新实例。
日本松下公司总裁松下幸之助,年轻时从事电灯插座的制造,结果失败。狼狈不堪的松下只好把妻子的和服拿去典当,以度难关。后来他想了一个办法,把旧式单联插座进行同物自组改为双联插座和三联插座,受到用户欢迎,获得丰厚的利润,为以后事业的发展奠定了基础。1918年,他为此申请了专利,这是松下公司拥有的5万件专利中的第一件,是松下创业的起点。
开封相国寺有尊镇寺之宝——千眼千手佛,清乾隆年间一位无名艺术家用银杏木雕刻而成,距今已200多年。这尊佛雕为一体四面八臂,千眼千手,堪为同物组合的佳作(下图)。(1)(1).jpg)
山东省阳谷县女学生张桂杰发明的多功能喷杆,是农药喷杆的一种实用新型发明(下图)。
她把单喷杆改成双喷杆,喷杆的张角可以调节,喷头的方向也可以调节。可以喷一垄,也可喷两垄;可以朝一个方向喷,也可以叶子上下对喷。使用这种多功能喷杆,可以提高效率,节省劳力。由此可以看出,同物组合的创造目的,是在保持原有功能或意义的前提下,通过数量的增加来弥补原单件事物功能或性能方面的不足,或使功能、性能发生新的变化。把笔杆上分别雕龙刻凤的两支钢笔、装入精致考究的笔盒里,称为“龙凤笔”,就生发出了新的意义,可做为馈赠新婚朋友的好礼物。
同物组合具有以下特点:
第一,组合的对象是两个或两个以上的同一事物,或者是近乎同一的事物。
第二,组合过程中,参加组合的对象同组合前相比,基本原理、基本结构一般没有大的变化。
第三,同物组合往往具有组合的对称性和一致性。
3、异类组合
异类组合是将两种或两种以上不同功能的事物进行组合,以产生新的功能。例如,将台灯与闹钟进行组合,通过闹钟的控制机构关闭台灯,获得台灯定时的功能(下图)。
又如,美国摩托罗拉公司把手表和传呼机组合在一起,发明传呼手表,除具有传呼和计时功能外,还能接收卫星通信信息。
相对主体附加组合、同物组合来说,异类组合的思维广度和深度更大,其创造性也更强。异类组合可以把不同种类的事物合二为一,甚至把风马牛不相及的东西组合在一起,并使组合体在性能或功能上发生变革,这是种十分活跃的创造方法。
更为神奇的是,美国耶鲁大学教授马格特和彼德斯已成功地切割组合出三父四母组装鼠。这是一只有三个父亲四个母亲的杂种老鼠,它全身披着黑、白、黄三种不同颜色的皮毛,包含着原来的黑鼠、白鼠、黄鼠三个受精卵,再加上怀孕的代理母鼠,一共有三父四母。继三父四母组装鼠出世后,科研人员又开始了“四位一体”、“五位一体”、“六位一体”的生命组装试验。美国和英国已组合出绵羊和山羊的嵌合体——绵山羊。
4、重组组合
任何事物都可以看作是由若干要素构成的整体。各组成要素之间的有序结合,是确保事物整体功能或性能实现的必要条件。如果有目的地改变事物内部结构要素的次序并按照新的方式重新组合,以促使事物的功能或性能发生变革,那么,这就是重组组合的创造效果。重组组合就是将事物的构成要素进行分割,再以新的意图重新进行组合。
例如,以前的电视机,扬声器与电视屏幕均处在同一个平面上,而现在的电视机,经重组组合,把扬声器装配在电视机的后壳内,使电视机式样更加美观,体积相对减小。
又如,一般电冰箱都是上冷下热,即冷冻室在上,冷藏室在下(下左图)。某电器集团公司在开发新产品时,对电冰箱进行重组,开发出冷藏室在上,冷冻室在下的上“热”下冷式冰箱(下右图)。
这种冰箱有三个优点:一是增加了使用方便性;二是冷冻室在下,化霜水不再对冷藏室构成污染;三是冷冻室下置,利用了冷气下沉原理,使负载温度回升时间比一般冰箱延长一倍。
(汇新摘自《创造力培养》古真/编著)