第九章 类比思维

第一节 类比法的运用

类比思维是指把两个或两类事物进行比较，并进行逻辑推理，找出两者之间的相似点和不同点，然后运用同中求异或异中求同的思维方法进行发明和创造。

类比思维可以分为直接类比、间接类比、幻想类比、因果类比、仿生类比和综摄类比。在以后的章节中我们将逐一介绍。

类比思维的意义就是在比较中进行创新，具体表现在两个方面：

第一，发现未知属性，如果其中的一个对象具有某种属性，那么就可以推测另外一个与之类似的对象也具有这种属性。比如，橘子和橙子在外观上很相似，已知橘子的味道是酸酸甜甜的，由此可以推断橙子的味道也是酸酸甜甜的。

第二，把一个事物的某种属性应用在与之类似的另一事物上，可以带来新的功能。如果其中一个对象的属性能带来某种功能，那么如果我们赋予另一个对象同样的属性，就能得到类似的功能。比如，茅草的锯齿状叶片能够划破手指，把铁片做出锯齿状的边就发明了锯子，可以锯断大树。

类比思维是创造学领域里的一种重要的思维方法，在日常生活和科学研究中的应用都很广泛。可以说类比思考法把世间万物都囊括在了思考范围之内，因而能大大拓展我们的视野，有利于开拓新的思路。很多重大的发现和发明都是通过类比思维得到的。

地质学家李四光经过长期考察，发现我国东北松辽平原的地质结构和中东的地质结构很相似。中东地区盛产石油，那么松辽平原是不是也蕴藏着大量石油呢？李四光运用类比思考法推断这是很可能的。经过一番勘探，最终发现了大庆油田。

需要注意的是，进行类比的两个事物之间应该具有较多的共同属性，已知的共同属性与我们推断的属性之间应该有密切的联系。这样才能保证推断的结论具有较高的可靠性。

农民雷安军是栽培大棚蔬菜的能手。有一天他给塑料大棚培土的时候，看到快要拉秧的西红柿冒出了几个小腋芽。由此他联想到青椒老了以后，去掉老枝叶，还能发芽开花结果，这种栽培方法叫做残株再植。西红柿和青椒都属于茄科植物，是不是西红柿也可以残株栽植呢？他试着把西红柿的老枝叶剪掉，然后悉心照料，及时浇水施肥。一个星期之后，果然长出了新枝叶，又过了些时候就开花结果了。这种方法使西红柿的生产期延长了两个多月，大大提高了产量。残株栽植带来的成果大约占到总产量的1/5。

雷安军运用了类比法，把西红柿和青椒联系起来，发现适用于青椒的原理同样适用于西红柿。类比思考法给他带来了丰厚的回报。如果雷安军把残株栽植的原理应用在黄瓜上，可能就不会产生什么效果了。虽然都是蔬菜，但是黄瓜属于葫芦科，青椒属于茄科，不具备太多的可比性。

运用类比法进行思维要求我们从事物的对比中找到相似点和不同点，这就要掌握同种求异和异中求同的思维方法。

1.同中求异

同中求异就是找到两个类似事物之间的区别，利用不同点进行发明创造。不同点可以给大脑带来新的思考角度，需要我们运用新的知识进行分析和观察，以摆脱传统思维模式的束缚，在思考对象中寻找新的属性和功能。

2.异中求同

异中求同就是在不同的事物之间找到共同之处，利用相似点进行发明创造。我们把熟悉的某种事物的属性或功能应用在陌生的具有共同之处的事物上，会使陌生的问题变得更容易处理。

虽然太阳每天东升西落是我们再熟悉不过的事实，但是直到20世纪30年代人们才弄明白太阳为什么会持续不断地发光发热。

大概100年前，科学家们根据能量守恒与转化定律提出，太阳中的分子在引力的作用下向中心坍缩，在坍缩过程中分子的动能转化为光和热。但是经过计算之后，人们发现这种假设并不成立，如果是因为分子运动释放热量，太阳只能发光发热几亿年，事实上太阳已经存在了几十亿年了。

20世纪30年代，随着对原子核认识的加深，人们发现很轻的原子核在极高的温度下互相靠近的时候会发生聚变，形成新的原子核并释放出巨大的能量。美国物理学家贝特把核聚变的现象与太阳发光发热的现象进行类比，找到了太阳能够持久发光发热的原因：在太阳内部高达2 000万度的高温下，氢原子聚变为氦原子，在聚变过程中释放出巨大的能量。根据核聚变的原理计算出的太阳能量释放值与观测到的数值一致。

熟练掌握类比思维之后，你就能完善对事物的认识，从看似不相关的事物中找到各种隐蔽的关系，然后利用这些关系展开设想进行推理，从中找到解决问题的新方法。

第二节 直接类比

直接类比就是在自然界或社会现象中寻找与思考对象类似的事物，在原型和已知成果的激发下产生灵感，找到解决问题的新方法。

这种类比法主要是把事物中显而易见的外在结构作为思考点，比如在荷叶结构的启发下发明雨伞。

传说雨伞是木匠的祖师鲁班发明的。鲁班曾在路边建造了很多亭子，方便过路人在亭子里休息，雨天的时候可以避雨，晴天的时候可以遮阳。有一次，他在雨天遇到一个急着赶路的人。那人怕耽误时间，只在亭子里待了一会儿就又冒雨前行了。鲁班心想，如果有一种能够随身携带的亭子就好了。

有一天，鲁班看到一群孩子在水边玩耍，每人头上戴着一片荷叶。他想到荷叶既能遮阳又能挡雨，不就是一个移动的亭子吗？回家之后，他先用竹子做了一个支架，然后在顶上蒙上了一块羊皮，模仿荷叶的结构制作了一把伞。后来，为了方便携带，他又发明了能开能合的伞。

直接类比在科学研究、工程设计等方面的应用很广。运用直接类比，你可以尝试把自然界中或社会中的各种现象和原理为我所用，让它们在你的研究领域内发挥作用。

19世纪20年代，英国要在泰晤士河下面修建地下隧道。传统的地下施工方法是“支护施工法”，这种方法施工进度非常慢，而且经常遇到塌方事故。工程师布鲁内尔为解决如何更好地在地下施工的问题大伤脑筋。

有一天，布鲁内尔无意中看到一只至木虫在挖橡树，它先用嘴挖出树屑，然后将自身的硬壳挺进去再继续深挖前进。他突然想到，这和挖隧道不是一样的道理吗？如果先将一个空心钢柱体打入松软岩层中，然后在这个“构盾”的保护下进行施工，不就安全多了吗？他把这个设想付诸实践，于是就有了世界上著名的“构盾施工法”。

此外，医疗设备听诊器也是借助直接类比发明的。

19世纪的某一天，一位贵族小姐来找雷内克医生看病，只见她面容憔悴，手捂胸口，好像病得不轻。听她讲述完症状之后，雷内克认为她可能得了心脏病。但是要想确诊，还得听心肺的声音。那时的做法是隔一条毛巾把耳朵贴在病人的胸廓上进行诊断，但这种方法显然不适合用在贵族小姐身上。

雷内克心想能不能用别的办法呢？他想到前些天在街上看到的一件事：几个孩子在木料堆上玩，一个孩子用铁片敲打木料的一端，让另一个孩子在另一端听有趣的声音，雷内克一时兴起，也听了听。想到这里他灵机一动，马上找来一张厚纸，将纸紧紧地卷成一个圆筒，一头按在小姐心脏的部位，另一头贴在自己的耳朵上。果然，小姐心脏跳动的声音连其中轻微的杂音都被他听得一清二楚。他高兴极了，告诉小姐的病情已经确诊，并且一会儿可以开好药方。

随后，他请人制作了一个中空的木管，长30厘米，口径0.5厘米，这就是世界上第一个听诊器。

你能用一只手把鸡蛋捏碎吗？也许你想象不到薄薄的蛋壳却能承受很大的力。英国消防队员为了试验鸡蛋的受力，曾把一辆消防车停在草地上，伸直救火梯子，消防队员从离地21米高的救火梯顶端向草地扔下10个鸡蛋，出乎意料的是只破了3个。有人做试验发现当鸡蛋均匀受力时，可以承受34.1千克的力。鸡蛋具有如此大的承受力，是与它特有的蛋形曲线和科学的结构分不开的。一个鸡蛋长为4厘米，而蛋壳厚度只有0.38毫米，厚度与长度之比为1∶130。

奇妙的蛋壳引起了建筑学家的关注，它以最少的材料营造出最大的空间，而且能承受强大的外界冲击力。建筑学上把这种具有曲线的外形、厚度很小、能承受很大的外界压力的结构叫薄壳结构。直到1924年，德国的半圆球形的蔡斯工厂天文馆才真正采用了薄壳结构。之前，人们并不敢把屋顶建得太薄。1925年德国耶拿斯切夫玻璃厂厂房采用了球形薄壳，直径为40米，壳的厚度只有60毫米，采用钢筋混凝土为建筑材料，厚度与跨度之比为l∶667。建筑师运用直接类比的方法把这种结构应用在建筑上，现在像鸡蛋那样的建筑已经很普遍了。

直接类比需要我们具备很好的观察能力，大自然处处向我们显示了神奇，但是这需要我们去发现。一双善于发现的眼睛可以帮我们找到自然界和生活中对我们有用的属性，然后应用于更广泛的领域中，从而给我们带来更大的价值。

第三节 间接类比

间接类比是指把不同类的事物放在一起进行比较的创新方法。当我们寻找解决问题的方法时，如果找不到同类事物进行对比，这时就可以运用间接类比。间接类比虽然不像直接类比那样应用广泛，但是它可以扩大类比范围，使更多的事物进入我们的思考领域。这样可以帮助我们开拓思路，产生新的创造活力。

空气中的负离子有很好的医疗作用，可以消除疲劳、延年益寿，对治疗哮喘、高血压、心血管病也有很好的辅助作用。但是自然界中的负离子只在高山、森林、海滩、湖畔处较多，人们只能在度假的时候才能享受。为了让人们在日常生活中也能享受负离子的功用，科研人员运用间接类比的方法研制出用水冲击的方法产生负离子，后来又发明了电子冲击法。市场上销售的负离子发生器就是运用的这个原理。

从这个案例中我们可以看出间接类比的特点，即我们希望得到某种有益的属性，但是又不可能全盘模仿，只能通过另一个途径达到这个目的。

此外，间接类比还表现为同一原理在不同领域的应用。比如，瑞士科学家阿·皮卡尔运用间接类比法发明了世界上第一个能够自由游动的潜水器。

阿·皮卡德本来是研究大气平流层的专家，他设计的平流层气球曾飞到15 690米的高空。后来，他想到大气和水都是流体，大气的原理应该也能适用与海水。于是他想用平流层气球的原理改进深潜器。那时的深潜器既不能自由行动也不能自行浮出水面，必须依靠钢缆吊入水中，这样就使它的活动范围大大地受到限制，最深只能达到水下2 000米。

平流层气球的原理很简单，在气球中充满比空气轻的气体，利用气球的浮力使吊在下面的载人舱升上高空。皮卡尔想到，如果在深潜器上加一个浮筒，不就可以像气球一样自行上浮了吗？他设计一个船形的浮筒，里面充满密度比海水轻的汽油，为深潜器提供浮力。同时他还设计了一个钢制潜水球，在里面放入铁砂作为压舱物，使深潜器沉入海底。这样就不需要借助钢缆了，潜水器可以在任何深度的海洋中自由游动。后来，他设计了一艘“的里斯特号”潜水器，能够潜到世界上最深的洋底。

世界上很多道理都是相通的，某一领域的经典原理同样适用于另一个领域。运用间接类比我们可以打开思路，从一个崭新的角度看待我们熟悉的问题，从而获得解决问题的新方法。比如物理学中的惯性原理运用在乐器演奏中，可以更加自如地运气，使口腔和手指的动作更加轻松流畅，演奏出更加精彩的乐曲。

阿基米德曾说：“如果给我一个支点，我就可以撬动地球。”这是物理学上非常简单的杠杆原理。运用间接类比，我们可以把这个原理应用在企业管理中责任、权限和利益的关系中。企业管理的成败主要取决于责任、权限和利益三者是否平衡。管理的过程就是透过责任人驾驭生产力要素来实现预定的生产目标。当我们准备把一项任务交给某人做的时候，首先要考虑他是否能够承担相应的责任，这个责任类似于杠杆的支点，责任越重大，支点离施力点越远，就越不容易撬起来。其次要考虑利益与权力的匹配关系，假定权力不变，就保证了支点到受力点的距离不变，那么利益越大，撬起来越容易。因此在一般情况下，企业中薪水越高的人承担的责任越大，他们的办事效率也是较高的。

随着时间的推移，人们逐渐发现各个领域中很多经过实践检验的、具有永恒价值的原理并不仅仅在已知的领域内发挥作用。间接类比思考法就是让我们把不同领域内的事物进行比较，从一类事物中抽取出能够对两类事物都能发挥作用的原理，应用在另一类事物上，给我们带来新的启发和创意。

在进行间接类比训练的时候，你可以随便选取两个不相干的事物，然后把其中一个事物的某个特征应用到另一事物，看看能得到什么结果。当你用间接类比处理问题的时候，应该以思考对象为中心，把自然科学和社会科学中的各种理论与思考对象相匹配，看是不是能从中得到新的解决问题的思路。

运用间接类比的意义在于使某一理论或事物的某一特征在更大的范围内发挥作用。看到事物的某一特征之后，我们要问问自己，这个特征还能在哪些领域应用？还能给我们带来什么好处？

第四节 幻想类比

幻想类比是指把思考对象与超现实的理想、梦幻和完美的事物进行类比，从而得到新颖创意的思考方法。

这种思考法有两条思考路径，一条是用神话故事或科幻小说中的事物与现实中的事物进行类比，对现实中的事物进行改进，赋予它前所未有的特性和功能。

古代的神话故事是当时的人们在与大自然作斗争的过程中不能解决问题时产生的幻想，如今在科学技术日益发达的今天，幻想反而带给人们很多启发意义。

有一个物理学家正在研究如何发明能够扩大电压的变压器。

一次偶然的机会，他看到了传说中雷公的画像，画像中的雷公身穿虎皮、背负大鼓、手持铁锤，形象非常威武庄严。

他看到虎皮的花纹是黄色杂有黑色的条纹，忽然头脑中有了主意：“把电线按照虎皮花纹那样排列成一个线圈，而电流通过线圈要产生磁场，磁场又能转化成电能，那么对于强如闪电般的瞬间电流，岂不可产生强大的电阻吗？”

在这个想法的引导下，经过不断研究，他终于发明了变电器。

这位物理学家正是运用了幻想对比找到了解决问题的突破口。

另一条是从眼前的事物着手进行幻想，创造出新的事物。威廉·戈登就曾经指出：“当问题在头脑中出现时，有效的做法是，想象最好的可能事物，即一个有帮助的世界，让最能满意的可能见解来引导最漂亮的可能解法。”

人们想当然地认为文学家、艺术家利用幻想类比是理所当然的，而科学家或工程师则不应让白日梦占据自己的头脑。

相对来说，科学家和工程师确实需要具有更好的逻辑思维能力，但是这并不意味着幻想对他们没有作用。

事实上，科技工作者应当而且必须给予自己幻想的空间和自由才能得到突破性的发明和发现。

威廉·戈登说：“他必须恰当地想象关于问题的最好（幻想）解法，而暂时忽视由常规解法的结论所确定的定律。只有以这种方式他才能构造出理想的图像。”

比如，伽利略看到一个孩子在玩放大镜，运用幻想类比他想到是不是可以制作一种可以看到遥远的太空的镜子。1609年10月，他制作了能放大30倍的望远镜。伽利略用自制的望远镜观察夜空，第一次发现了月球表面高低不平，覆盖着山脉并有火山口的裂痕。此后又发现了木星的4个卫星、太阳黑子的运动，并得出了太阳在转动的结论。

在进行幻想类比思考训练的时候，我们要让大脑尽可能地打开思路发挥想象，不受任何逻辑和常规思路的限制。这对寻找解决问题的方法是非常有益的。

比如，大家知道由于上游和下游的水位落差很大，船在从上游驶到下游，或从下游驶到上游的时候都很困难。那么，请思考如何使船从上游平稳地行驶到下游。

运用幻想类比思考法，首先你要把自己当作无所不能的天神或超人，你具有改造自然的超能力，至少你可以用想象力解决问题。然后，请你运用神奇的幻想寻找可能的解决问题的办法。于是，你发挥自己的超能力，让船从空中飘向下游，或者潜入水底避过激流。显然，这些办法在现实中的可操作性很差，但是我们可以从中抽取一个有价值的原理——避开激流，使船只平稳过渡。

现在我们可以针对这个原理继续发挥想象，怎样使船平稳过渡呢？使上游水位与下游水位持平就可以了，这时我们得到一个主意——让船驶进一个像连通器一样的闸室，两侧用墙将水挡住，底部设有阀门。从上游到下游的船驶入闸室之后，打开下游方向的阀门，水位就会缓缓降低，直到与下游的水位持平。同理，从下游到上游的船进入闸室之后，将上游方向的阀门打开，水位就会上升，直到与上游的水位持平。你会发现运用幻想类比法，很轻松地就把这个问题解决了。

第五节 因果类比

因果类比是指两个事物的各种属性之间可能存在同一种因果关系，我们根据已知的一个事物的因果关系推出另一个事物的因果关系。

比如，泡沫塑料的质量很轻，而且具有良好的隔热、隔音的性能，使它具有这种特性的原因是在合成树脂中加入了发泡剂。有人运用因果类比，由此想到如果在水泥中加入发泡剂是不是也能具有同样的特性呢？经过反复试验，人们最后终于发明了既质轻又隔热、隔音的气泡混凝土。

在这个案例中，我们可以看出因果类比思考法的思考过程。首先，我们从某一事物中看到了某种有价值的特性或功能，然后我们推导出这种特性是怎样发生的，以及如何才能得到这种特性。接着，我们为了使另一类事物也获得这种特性，将已知的因果关系套用在我们关注的事物上。当然，这种思考法只是提出一种创造性的假设，带有一定的预测性，因此，还需要通过试验来印证因果关系在另一类事物上是否成立。

业余天文学家威廉·赫歇尔1781年发现了天王星，但是进一步的观测证实天王星的实际运行轨道与预测的轨道存在偏差。1846年天文学家发现了海王星，但是海王星的存在只能部分解释天王星的实际轨道与预测轨道的差异。19世纪末的天文学家猜测，在海王星的轨道范围之外，还应该有一个比海王星还远的行星，它的引力干扰着天王星的运动。于是人们开始寻找这个位置的行星，到1930年，这颗新行星终于被劳威尔天文台的唐包夫（C.Tomaugh）发现了，命名为冥王星。

天文学家之所以预测到还有一颗未知行星在影响天王星的运行轨道，是因为他们掌握了已知的行星运行规律。按理说应该能够准确地预测行星轨道，既然实际轨道出现了偏差，可能的原因就是受到未知天体的影响。他们把这种因果关系套用在天王星身上，推测出它可能受到另外一颗行星引力的作用，所以运行轨道会出现偏差。

因果对比在科学研究和发明创造中应用很广泛，它可以帮我们找到解决问题的更好的途径。比如用在河蚌体内培植珍珠的原理来培植牛黄，大大提高了牛黄的产量。

牛黄原是一种昂贵的中药，它是牛的胆结石，只能从屠宰场上偶然得到，但产量很小，所以非常珍贵。后来人们利用产生胆结石的原理，把牛、羊、猪的胆汁提取出来研制人工牛黄，但是这种人工牛黄的临床医疗功效很差，医学专家不得不继续寻找新的解决办法。某药品公司的科研人员想到，河蚌经过人为的“插片”植入砂粒，河蚌会分泌出黏液将砂粒包住慢慢形成珍珠，如果把“插片法”应用在牛身上，是不是也能产生牛黄呢？该公司马上进行立项研究，选择失去医用价值的残菜牛做实验，在牛胆囊中置入异物。经过一段时间之后，果然从中培育出了胆结石。这种人工牛黄跟天然牛黄的医疗效果一模一样。

在这个案例中，医疗专家就是运用了因果类比，把胆结石的形成过程与珍珠的形成过程进行了对比，既然用“插片法”可以培植珍珠，那么也应该能够培植牛黄。

只要你肯用心观察，就能发现事物之间类似的因果关系，然后把已知的积极有效的因果关系应用在你所关心的问题上，从而得到解决问题的新方法。

因果类比思考法在日常生活中，在我们追求成功的道路上也有重要的指导意义。市面上有很多介绍成功人士如何取得成功的书籍。把别人的成功的方法应用在自己身上，既然别人用这种方法可以成功，那么自己用这种方法是不是也能成功呢？模仿是一条安全而高效的成功捷径。你参照成功者的做法，借鉴使他们获得成功的经验，不用花费像他们那样多的时间和精力，就可以获得像他们那样的成就。

成功学大师安东尼·罗宾曾说：“如果你想成功，你只要能找出一种方式去模仿那些成功者，便能如愿。”他曾与美国陆军签订协议，帮助陆军进行射击训练。他找来几名神射手，并找出他们成为神射手的原因所在，建立正确的射击要领。然后用射击高手的经验对新手进行一天半的课程训练。课后进行测试，所有人都及格，而列为优秀等级的人数竟是以往平均达到人数的3倍多。

在训练因果对比的过程中，我们要善于分析一些积极的效果是怎样产生的，这是一个由果溯因的过程，然后思考在哪些事物中也具备类似的因果关系，赋予该事物类似的原因，看看是否能得出积极的、对我们有用的结果。这种方法还可以帮助我们通过简单的常见的事物的因果关系来理解复杂事物的因果关系。

比如，在一节物理课上，老师用水流和电流进行对比，很容易地让学生理解了电流产生的条件。水流动的条件，首先要有水，其次要有落差，在地球引力作用下向下流动。与此类似，要想产生电流，首先要有自由电荷，然后自由电荷在电场中，受电场力的作用才能“流动”，电荷之所以会定向流动。跟水流的原因类似，是因为有电势差（电压）的原因。

第六节 仿生类比

我们不再对周围的生命感到惊讶了，觉得一切都那么理所当然。但是，鸽子、猎豹、蜜蜂、苍蝇、毛毛虫……它们真的像我们想象的那么简单吗？为什么鸟儿的身体具有如此完美的曲线？为什么蜘蛛能编织出经纬度恰到好处的网？为什么蝙蝠能在夜间自由飞翔？

这些神奇的生物引起了科学家的兴趣。在20世纪60年代出现了仿生学这门科学，这是专门研究如何在工程上应用生物功能的学科。仿生类比思考法就是对仿生学的应用，旨在把生物的结构和功能应用在机械设计、工程原理等方面，从而产生新的功能和技术，创造出新的发明。比如，雷达是以蝙蝠为原型发明的。此外，人们还以人类的手臂为原型制作了机械手，以蜻蜓的翅膀为原型开发出了一种超轻的高强度材料……

一些我们平日里毫不在意的小生物，也许能给我们带来重大的启发。

苍蝇是细菌的传播者，是人类最深恶痛绝的害虫之一。但是我们应用形象思考之后，可以把苍蝇身体的独特的结构和功能应用起来。苍蝇的楫翅是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器安装在火箭和高速飞机上，可以实现自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由3 000多只小眼组成，人们模仿复眼制成了由上千块小透镜组成的“蝇眼透镜”。蝇眼透镜作为一种新型的光学元件，在很多领域都有价值。比如用“蝇眼透镜”做镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路等方面，大大提高了工作效率。

其实人类很早就向动物学习了，比如向鸟学习筑巢，向青蛙学习游泳。但是直到20世纪60年代，人们才开始有意识地研究生物的构造、行为和习性，把其中的自然原理利用起来。

在进行仿生类比思维训练的时候，我们可以从生物的构造、行为和习性三方面着手来发现生物中对我们有价值的地方：以生物的构造为出发点进行类比思考，人们模仿蜂巢结构建造的墙壁，大大减轻了建筑物的自重；以生物的行为出发点进行类比思考，医学专家通过研究袋鼠的育儿行为，研制出模仿袋鼠育儿袋的装置，拯救了很多早产的婴儿；以生物的习性为出发点进行类比思考，英国的一位人类学家从猩猩每天要吃的阿斯辟里亚灌木的树叶中提炼出高效杀菌剂。

此外，根据萤火虫发明日光灯也是对仿生类比思考法的一次典型的运用。

在众多的发光动物中，萤火虫发出冷光（发出的光不产生热）不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部，由发光层、透明层和反射层3部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，细胞中含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素与细胞内的水分和氧气化合便发出荧光。萤火虫之所以能发光，实质上是它把化学能转变成了光能。随后，人们根据对萤火虫的研究发明了日光灯，其发光原理是通电后灯丝发热，使灯管中的水银蒸发成气体释放出大量电子，电子的高速撞击产生紫外线，紫外线作用于灯管内壁的荧光粉则会发出自然而柔和的灯光。

尽管人类自称为万物之灵，使自然界发生了翻天覆地的变化，制造了很多巧夺天工的物品，但是在大自然面前我们不得不承认，生物具有的功能比迄今人类制造的任何一种机械都要完美。因此人们为了提高各种仪器、装置和机械的性能不得不向生物学习。

仿生学也是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。生物体的结构与功能在机械设计方面给了人类很大启发，把两者进行类比，我们可以得到改进机械设计的新思路。我们可以把生物的感觉功能与信息接受系统进行类比，把生物的神经功能与信息传递系统进行类比，把生物的造型与机械的结构进行类比等等。比如，将海豚的体形或皮肤结构应用到潜水艇的设计原理上，可以使潜水艇在水底行驶的时候避免产生紊流。

仿生学问世的时间虽然不长，但是已经带给人类客观的研究成果，大大开阔了人类的思维广度。把生物的功能与机械设计和工程原理进行类比，为我们开辟了独特的技术发展的道路。

第七节 综摄类比

综摄类比是由美国麻省理工大学的教授威廉·戈登于1944年提出的利用外物启发思考的思维方法。戈登发现很多创新发明不是来源于缜密的判断推理等逻辑思考，而是受到日常生活中各种外部事物的启发而产生的。这些外部事物包括花鸟鱼虫等自然现象，吃穿住行等社会现象以及神话传说等幻想中的事物，范围非常广泛。综摄类比就是以这些外部事物或已有的成果为媒介，通过“异质同化”和“同质异化”两大原则进行思考，利用其激发出来的灵感进行创造发明或解决问题的方法。

“异质同化”是指把陌生的事物转化为熟悉的事物。这样在遇到陌生的问题时，就能迅速接受它，并使它变得容易处理。“同质异化”是指把熟悉的事物当成完全陌生的事物。这样可以让我们从一个新的角度或运用新的知识进行分析和观察，以摆脱固有思维模式的束缚，产生出新的设想。

两大思考原则体现在两个思维阶段中：了解问题阶段和解决问题阶段。在了解问题阶段我们需要运用“异质同化”的思考原则，即变陌生为熟悉；在解决问题的阶段我们需要运用“同质异化”的思考原则，即变熟悉为陌生。两个思维阶段确实有不同的思维特点，在创造性过程中发挥着不同的作用。

在了解问题阶段主要用分析的方法，全面地认识问题，并把握问题的主要方面和各个细节。人们本能地排斥任何陌生的东西，只有把陌生的事物与熟悉的事物联系起来，加深对陌生事物的了解，才能把它纳入可以接受的思维模式中。需要注意的是，虽然尽可能多地掌握它的细节和信息是有益的，但是如果过分沉湎于问题细节的分析，就会舍本逐末，贻误发明创造。了解问题的目的只在于明确思考对象，确定发明课题。

在解决问题阶段要求我们用全新的视角看待问题，跳出常规的思维模式，摆脱习惯的束缚，把习以为常的事物当作陌生的东西。把自己想象成一个刚刚来到地球的外星人，你看到的一切都是新鲜的、陌生的。在这个阶段，思考者可以选择世间万物作为解决问题的类比对象，威廉·戈登给我们指出了训练这种思考方法的3种类比技巧：

1.亲身类比

这种方法是让我们把自己想象成思考对象，简单的引导形式是“如果我是它，那么……”体验如果自己变成该事物会有什么感受。这种类比是用来解决技术问题的，比如，把自己想象成一种机械，如果你想让自己的关节更灵活更轻松，你就会想到应该加一点润滑油……这种类比需要我们投入到一种角色中去，把思考对象的问题当作“自身”的问题进行思考，利用人类的感情来体验和洞察技术领域里的抽象的问题。这种类比对于打破常规，把熟悉的事物变为陌生的事物非常有效。

2.比喻类比

比喻类比的应用范围很广泛，可以把不同类的事物联系起来。例如我们说A像B，那么不仅A获得了B的属性，而且B也获得了A的属性。青年像八九点钟的太阳一样朝气蓬勃，八九点钟的太阳也像青年一样富有活力。两者之间确实有一些相似之处，但是不可否认它们之间还有很多不同的地方。这些不同可以产生张力，有助于把熟悉的事物变为陌生的事物，使大脑产生新的联想和想象，找到解决问题的灵感。

比喻类比的激发点主要体现在直观的外部结构和功能方面。很多发明创造都是通过这种方法获得的，比如人们通过模拟蝙蝠发明了雷达，通过模拟船的舵柄发明了左轮手枪等等。

前面提到的直接类比、间接类比和仿生类比都可以通过这种方式进行训练。

3.象征类比

运用这种方法我们可以在古代传说、小说、科幻作品、童话、寓言中寻找与思考对象类似的事物。激发点体现在事物的内部逻辑关系方面，比如电脑是对人脑的模拟。运用这种训练方法的时候，我们可以这样问自己：“如果问题出现在小说或童话世界里，会变成什么样子呢？”以此在幻想的情景中寻找解决问题的方法。

综摄法作为一种思考工具，以讨论小组的形式来应用更有效果。各种不同知识背景的有创造潜力的人员组织在一起，通过互相启发、互相补充的讨论，能够激发出更多、更奇妙的创造性设想。要想发挥综摄类比思考法的长处，讨论小组的成员需要具备较强的创新思维能力和敢于冒险的精神，此外还要有强烈的好奇心，最好还要有擅长比喻的能力。讨论小组还需要一名具有组织能力的主持人，负责把握会议方向，引导成员得出解决问题的方法，总结会议成果。

综摄类比法的操作步骤如下：

1.明确问题：对思考对象和思考目标进行陈述，问题可以由外部提供，也可以由思考者自己确定。

2.分析问题：对给定的问题进行解释，使陌生的问题变为熟悉的问题。把握问题的主要方面和枝节问题，确定思考方向。从不同角度深入理解问题，摆脱已知定律和常规思维的束缚，找到影响问题的根本所在。

3.引导问题：运用亲身类比、比喻类比、象征类比这三种类比技巧引出解决问题的新思路。

4.解决问题：是指把通过亲身类比、比喻类比和象征类比所得到的想法与思考的目标结合起来，形成新颖的、有效的解决问题的方法。通过对类比事例的分析得出理论上的抽象结果，然后从这个抽象结果中得出解决问题的具体方案。