类比法
历史上,许多重大的科学发现、技术发明和文学艺术创作,都是运用类比发明的硕果。
类比法应用在科学研究中。
计算机新算法:蚁群优化算法。
技术发明。沙丘驻涡火焰器的发明。
问题:气流无法控制,常出现气体湍流紊乱的现象。
解决:改进燃烧室的结构。
一、类比法的概念
类比”一词源于古希腊,含义为“按比例”。古希腊数学家发现,两个尺寸不同的三角形若三条边的比例关系相同,则这两个三角形相似。
这种以比例发现相似性的方法,是最早意义上的类比。
经典类比的思维过程分为两个阶段。
第一阶段:把两个事物进行比较。
第二阶段:在比较的基础上推理,即把其中某个对象有关的知识或者结论推移到另一对象中去。
类比法就是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同的一种思维形式和逻辑方法。
对象a 属性a b c d
对象b 属性a b cd
李四光推断松辽平原有石油。
二、类比法原理
类比法的基础是比较,它的运作机制原理包括两个方面。
异质同化,同质异化。
异质同化
类比法中的比较必然是建立在不同的两个事物之间,所谓的异质就是指这两个不同的事物,其中之一是待创造的事物,另一个是现有的事物。
同化就是指找出这两个不同事物的相同点或相似点。
异质同化是指在创造发明新事物时,借助现有事物的知识进行分析研究,找出待创造事物和现有事物之前的相同点或相似点的过程。
案例:蛋卷机安装的类比。
同质异化
是把决定现有事物与待发明事物相同点或相似点的原理、结构、形状或者其结合。
运用于发明创造,创造出具有该相同点或相似点的新事物。
关系
在运用类比法时,异质同化和同质异化两个方面缺一不可。
异质同化是前提和基础。
同质异化是创造发明的关键环节。
一个新的事物的创造发明必须把这两个方面结合起来,运用辩证统一的观点,分析解决问题。
三、类比法的类型
第一个是直接类比
从自然界的现象中或人类社会已有的发明成果中寻找与创造对象相类似的事物,并通过比较启发出创造性设想。直接类比包括外形类比和结构类比两种方式。
外形类比
例如:电视发射塔的设计,要求既有抵抗各个方面的风力性能又能满足发射信号的需要。
设计电视塔。
结构类比。鲁班发明了伞。
第二个是拟人类比
拟人类比也称为感情移入或者角色扮演。把创造发明的对象或者某个因素人格化,假如自己是该对象或因素时,在该种情况下会如何办。
在机械设计中,“拟人化”的构思常会收到满意的效果。
著名的薄壳建筑罗马体育馆的设计,设计师将体育馆的屋顶与人脑头盖骨的结构、性能进行了类比。
第三个类比是幻想类比
幻想类比就是将幻想中的事物要与解决的问题进行类比,由此产生新的思考问题的角度。
借助科学幻想、神话传说中的大胆想象来启发思维,在许多时候是相当有效的。
第四个是对称类比
自然界中许多事物存在着对称关系,如物理学上的正电荷与负电荷,两者除了极性相反之外,其他都相同。
在创造过程中,运用对称类比,也可能获得某种创造。
第五个是因果类比
两个事物之间都有某些属性,各属性之间可能存在着同一种因果关系,根据某一个事物的关系退出另一个事物的因果关系,这种类比就叫作因果类比。
案例:台风旋向的问题。
美国的麻省理工学院谢皮罗教授发现,放洗澡水时,发现由于地球自转,所以北半球的洗澡水总是逆时针方向流出浴池。
谢皮罗教授通过类比想到了台风的旋向问题,并进行了因果推理。他认为北半球的台风同样是逆时针方向旋转的。
第六个是综合类比
根据一个对象要素间的多种关系与另一对象综合相似而进行的类比推理,叫做综合类比。
两个对象要素的多种关系综合相似,就意味着它们的结构相似,由结构相似可退出他们的整体特征和功能相似。
四、类比法的作用
惠更斯提出的光的波动说,就是与水的波动、声的波动类比而发现的。
欧姆将其对电的研究和傅立叶关于热的研究加以类比,建立了欧姆定律;
库伦定律也是通过类比发现的,库伦“假设两个电荷之间的作用力与电量成正比,与它们之间的距离平方成反比,这纯粹是牛顿定律的一种类比”。
类比法的典型方法 综摄法
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