40个发明措施的内涵和性质并不完全等同,彼此间有一定的差异。除了大家已经熟知的使用频率上的差异之外,在内容和解题水平上来说也有较大差异。阿奇舒勒在《创》书中“措施形成体系”一节中论述了发明措施的内容和解题水平的差异。
“在不厌其烦的机械的继续分析以前,应该弄清楚已经揭示出的40个措施的性质。它们中,哪些是有力措施,哪些是不力措施?为什么一些措施比另一些措施有力?能否有方向的寻找新的有力措施?……有力的措施要新得多,并且使事物接近于理想机器、理想方法或理想物质。”
阿奇舒勒对发明措施的解释是:
(1)发明措施内容有体系、层次之分
“措施的情况也是一样。它们像化学元素似地,极少一开始就遇到纯净状态。……措施及它们的结合,就形成了一个多层次的体系。”——这充分说明发明措施的形成也是通过不断组合、筛选、重用而形成更为有力的措施的。阿奇舒勒把40个发明措施分为三个层次。
第一层次是“基本措施”(分割、组合、局部质量、不对称等),“增加这样的基本措施是没有前途的”,因为单独使用某个措施时是不力的。例如不对称措施,到底是不对称好一些,还是对称(如曲面化措施)好一些,很难确定,因为有时对称好一些,有时不对称好一些。是否使用、如何使用以及哪个措施更好,我们无法得出肯定结论,只能根据具体问题当时的情况确定。阿奇舒勒的基本认识是:“不力的措施是陈旧的,并且使事物专门化。”即这样的基本措施不指向技术系统进化的方向。这些阿奇舒勒的真知灼见,极少见诸文章引用和公开宣传资料。希望读者能予以重视。
第二层次是较有力的“成对措施”(正措施-反措施类型的对)。因为“双重的措施,当然要导致事物更彻底的改变,因此比单一的措施有力。”这样成对出现的发明措施在40个发明措施里比比皆是。对此,阿奇舒勒给了较多的阐述。
“比方说,我们来看看属于措施1那样的措施吧。船分成若干段(船台结构),这是分割的原则吗?但要知道也可以认为这是措施5——联合的原则,即这些段联合成一条船体。事实上,这是利用了两个措施:首先将船体分成若干段(分割),然后再将这些段组装成一个结构(联合)。这效果是同时采用两个措施——正措施和反措施而达到的。”
“措施9(预先反作用)比(同种的)措施10(预先作用)要有力,原因在于措施9,实质上包括了两个步骤,即预先作用(措施10)和反过来作用(措施13)。”
第三层次是“复杂措施”,即把基本措施、成对措施与其他措施结合在一起,其中有“应答性、物场、磁场类型的结合。”措施的体系越复杂,那么它不仅越有力,而且越清楚地指向进化方向,越接近理想方法。这符合技术系统的基本进化规律,是主流的发展方向。(www.daowen.com)
“在有力的措施里,体现了原则上是新的(相反的)方法(措施13和22),利用了物理效应措施(28和36),其变化比陈旧的不力的措施更细微、更巧妙。比如,我们来看看措施19(向间断作用过渡)和措施20(向不间断作用过渡)。乍看起来,这两个措施是同类的,但措施20的有效性系数,是措施19有效系数的二倍半。为什么呢?因为不间断作用接近理想方法,而间断作用则是背离它的。只在一些特殊的场合里,当过渡到脉冲性工作的方式,所产生的新的效果,能抵偿间歇期的时间损失时,这种对理想方法的背离,才不算做不应该。”
阿奇舒勒认为,有力措施有三个特点:①能使事物发生根本变化的;②使事物接近理想状态的;③是若干作用组合在一起的。
实际上,阿奇舒勒认为第四层次的综合措施也是存在的,即措施联合体,它不仅符合以上三点,而且趋于专门化,即“每一个措施联合体只适用于一定类型的课题”。
(2)发明措施水平有宏观、微观之别
同一个发明措施应用在不同级别的系统结构,所产生的发明水平截然不同。例如把“分割”措施用在宏观的零部件级别,可以产生一级或二级发明,而用在微观的分子、离子、基本粒子级别的发明,则属于四级发明。阿奇舒勒给出的例子是:交通信号灯“可拆卸的支柱”是一级水平的发明,而在能量装置二循环回路中应用了“可拆卸的分子”作为工作介质,即加热时分解并吸热,冷却时重新化合复原,至少是四级水平的发明。
同一个系统结构应用了不同的发明措施,所产生的发明水平截然不同。例如,为了让钻头在钻井时能适应弯曲的井筒而“转弯”,可以采用15号动态化措施,用宏观的多铰接机构实现,也可以采用37号热膨胀措施,用两种材料的热膨胀系统差异,在微观的晶体点阵中来实现。
阿奇舒勒指出:“每一个措施,都可以在宏观和微观水平上应用。在一种情况下应用‘大铁块’,在另一种情况下应用分子、离子、基本粒子。”微观与宏观的关系有四种情况:宏观→宏观,微观→宏观,微观→微观,宏观→微观。第一种、第二种和第三种都可以产生二级以下的发明,但是难以突破三级发明。可以肯定的是,第四种从“宏观→微观”发展的结果,都往往会产生四级甚至五级的高水平发明。
当我们分析问题和再定义问题时,一定要从关注宏观问题,逐步过渡到关注微观问题,从使用零部件解决问题,逐步过渡到使用分子、原子或粒子解决问题,直至使用场解决问题。解题着眼点深入到微观层面,有助于大幅度提高解题水平。
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