對于第1級阿奇舒勒認為不算是創(chuàng )新,而對于第5級,他認為“如果一個(gè)人在舊的系統還沒(méi)有完全失去發(fā)展希望時(shí),就選擇一個(gè)完全新的技術(shù)系統,則成功之路和被社會(huì )接受的道路是艱難而又漫長(cháng)的。因此發(fā)明幾種在原來(lái)基礎上的改進(jìn)是更好的策略”。他建議將這兩個(gè)等級排除在外,TRIZ工具對于其他3個(gè)等級創(chuàng )新作用更大。一般來(lái)說(shuō),等級2,3稱(chēng)為“革新(Innovative)”,等級4稱(chēng)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 )新設計的過(guò)程越困難,則產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力越強。高級別產(chǎn)品的發(fā)明不僅需要設計人員自身的素質(zhì),更需要行業(yè)以外或全人類(lèi)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)品中應用,以永遠保持企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。發(fā)明創(chuàng )造的理想狀態(tài)是理想解的實(shí)現,盡可能使企業(yè)的產(chǎn)品接近于其理想解是產(chǎn)品創(chuàng )新的指導思想。確定所設計產(chǎn)品的理想解是設計人員綜合素質(zhì)的體現。
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(guān)世界中所存在物體的一種抽象,這種抽象客觀(guān)世界既不存在,又不能通過(guò)實(shí)驗驗證。理想化的物體是真實(shí)物體存在的一種極限狀態(tài),對于某些研究起著(zhù)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(diǎn)與線(xiàn)等。在TRIZ中理想化是一種強有力的工具,在創(chuàng )新過(guò)程中起著(zhù)重要作用。
TRIZ理論,在解決問(wèn)題之初,首先拋開(kāi)各種客觀(guān)限制條件,通過(guò)理想化來(lái)定義問(wèn)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(wèn)題解決過(guò)程中沿著(zhù)此目標前進(jìn)并獲得最終理想解,從而避免了傳統創(chuàng )新涉及方法中缺乏目標的弊端,提升了創(chuàng )新設計的效率。如果將TRIZ創(chuàng )造性解決問(wèn)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(gè)溶洞,這個(gè)洞又高又大,里面一個(gè)洞套著(zhù)一個(gè)洞,村里的人發(fā)現了它,準備把它開(kāi)發(fā)成旅游勝地。為了能夠詳細地向游人介紹這個(gè)溶洞,村里人想測量一下這個(gè)溶洞中各個(gè)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(jiǎn)單易行才好。請問(wèn)你能找到一個(gè)又好又簡(jiǎn)單的方法么?請考慮理想化的要求。
答案就是用氫氣球來(lái)測量溶洞的高度,這樣既不損壞周?chē)沫h(huán)境,而且經(jīng)濟、簡(jiǎn)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立理想的模型,通過(guò)思想實(shí)驗的方法來(lái)研究客體運動(dòng)的規律。一般的操作程序為:首先要對經(jīng)驗事實(shí)進(jìn)行抽象,形成一個(gè)理想客體,然后通過(guò)想象,在觀(guān)念中模擬其實(shí)驗過(guò)程,把客體的現實(shí)運動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)化和升華為一種理想化狀態(tài),使其更接近理想指標的要求。
理想化方法最為關(guān)鍵的部分是思想實(shí)驗,或稱(chēng)理想實(shí)驗。它是從一定的原理出發(fā),在觀(guān)念中按照實(shí)驗的模型展開(kāi)的實(shí)驗結論。思想實(shí)驗是形象思維和邏輯思維共同作用的結果,同時(shí)也體現了理想化和現實(shí)性的對立統一。誠然,思想實(shí)驗還不是科學(xué)實(shí)踐活動(dòng),它的結論還需要科學(xué)實(shí)驗等實(shí)踐活動(dòng)來(lái)檢驗,但這并不能否認思想實(shí)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,人們常常為傳統觀(guān)念所束縛,不易走向理論創(chuàng )新,因此,借助于思想實(shí)驗來(lái)進(jìn)行理論創(chuàng )新以及對新理論加以認同,不失為一種有效的手段。
理想化方法的另一個(gè)關(guān)鍵部分是如何設立理想模型。理想模型建立的根本指導思想是最優(yōu)化原則,即在經(jīng)驗的基礎上設計最優(yōu)的模型結構,同 時(shí)也要充分考慮到現實(shí)存在的各種變量的容忍程度,把理想化與現實(shí)性結合起來(lái)。理想中的優(yōu)化模型往往具有超前性,這是創(chuàng )新的標志。但是,超前性只有在現實(shí)條件所容許的情況下,其模型的構造才具有可行性。應當指出的是,理想模型的設計并不一定非要遷就現實(shí)的條件,有時(shí)候也需要改造現實(shí),改變現實(shí)中存在的不合理之處,特別是需要徹底扭轉人們傳統的落后的思維方式和生活方式,為理想模型的建立和實(shí)施創(chuàng )造條件。
科學(xué)歷史上,很多科學(xué)家正是通過(guò)理想化獲得劃時(shí)代的科學(xué)發(fā)現的,著(zhù)名的有伽利略、牛頓、愛(ài)因斯坦、盧瑟福等。伽利略注意到,當一個(gè)球從一個(gè)斜面上滾下又滾上第2個(gè)斜面上時(shí),球在第2個(gè)斜面上所達到的高度同在第1個(gè)斜面上達到的高度近似相等。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(méi)有摩擦的情況下,不管第2個(gè)斜面的傾斜度多么小,它在第2個(gè)斜面上總要達到相同的高度。如果第2個(gè)斜面的斜度完全消除,那么球從第1個(gè)斜面滾下來(lái)之后,將以恒速在無(wú)限長(cháng)的平面上永遠不停地運動(dòng)下去。當然,這個(gè)實(shí)驗是一個(gè)理想實(shí)驗,無(wú)法真實(shí)地操作,因為摩擦力永遠也不會(huì )被消除,也無(wú)法找到和制作一個(gè)無(wú)限長(cháng)的平面。伽利略是理想實(shí)驗的先驅?zhuān)髞?lái)牛頓把伽利略的慣性原理確立為動(dòng)力學(xué)第一定律,即慣性定律。
牛頓繼承了伽利略的傳統,在思索萬(wàn)有引力問(wèn)題時(shí)也設計了一個(gè)著(zhù)名的理想實(shí)驗:拋物體運動(dòng)實(shí)驗。一塊石頭投出,由于自身重力,被迫離開(kāi)直線(xiàn)路徑,如果單有初始投擲,理應按直線(xiàn)運動(dòng),但其卻在空中描出了曲線(xiàn),最終落在地面上。投擲的速度越大,它落地前走得越遠。于是,我們可以假設當速度增到如此之大,在落地前描出1, 2, 5, 100, 1 000千米長(cháng)的弧線(xiàn),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(gè)實(shí)驗在當時(shí)的物質(zhì)條件下是無(wú)論如何不能實(shí)現的。牛頓在真實(shí)的拋體運動(dòng)的基礎上,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(ài)因斯坦是20世紀卓越的理想實(shí)驗大師。愛(ài)因斯坦的狹義相對論源于追光理想實(shí)驗。愛(ài)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(shí)驗。
盧瑟福的原子有核模型是科學(xué)史上最著(zhù)名的理想模型之一。1907年,盧瑟福為了驗證導師的原子模型,建議研究生觀(guān)察鐳發(fā)射出的高速α粒子穿過(guò)薄的金屬箔片后的偏轉情況,結果出人意料。盧瑟福以α粒子實(shí)驗為事實(shí)根據,發(fā)揮思維的力量建立起類(lèi)似太陽(yáng)系結構的原子有核模型,開(kāi)創(chuàng )了原子能時(shí)代。
TRIZ的一個(gè)基本觀(guān)點(diǎn)是“系統是朝著(zhù)不斷增加的理想狀態(tài)進(jìn)化的”。技術(shù)系統理想狀態(tài)包括3個(gè)方面內容:①系統的主要目的是提供一定功能。傳統思想認為,為了實(shí)現系統的某種功能,必須建立相應的裝置或設備;而TRIZ則認為,為了實(shí)現系統的某種功能不必引入新的裝置和設備,而只需對實(shí)現該功能的方法和手段進(jìn)行調整和優(yōu)化。②任何系統都是朝著(zhù)理想化方向發(fā)展的,也就是向著(zhù)更可靠、簡(jiǎn)單有效的方向發(fā)展。系統的理想狀態(tài)一般是不存在的,但當系統越接近理想狀態(tài),結構就越簡(jiǎn)單、成本就越低、效率就越高。③理想化意味著(zhù)系統或子系統中現有資源的最優(yōu)利用。
技術(shù)系統的主要目的是提供一定功能。傳統思想認為“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備。”TRIZ則認為“為了得到這樣和那樣的功能,而不對系統引入新的裝置和設備。”
任何技術(shù)系統都是朝著(zhù)理想化發(fā)展,也就是更為可靠、簡(jiǎn)單、有效。理想系統是不存在的,但當技術(shù)系統越接近理想狀態(tài)時(shí)就越簡(jiǎn)單、成本越低效率也更高。理想化也意味著(zhù)系統或子系統中現有資源的最大化利用。