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发明需要立体思维

发布作者:火云 发布时间:2007-10-08 浏览次数:1238 文章评论:0
发明需要立体思维
什么是思维?简单地说就是思索考虑。思维是大脑的主要功能,是一个人智力的核心,干什么事情都需要思维,尤其是搞发明创造,更需要思维,不但需要形象思维、发散思维、联想思维、逆向思维等等,而且更需要全向的立体思维。立体思维,顾名思义就是对事物进行立体的思索和考虑,它是在三维立体空间中考虑问题并进行发明创造的一种思维。如,人们现在利用楼顶建立的“空中菜地”,“空中花圃”等,就是立体思维的具体运用。为什么搞发明更需要立体思维呢?
  从事物的客观性看,要全面正确地认识客观存在的事物,必须用立体思维。一切事物都是客观存在的,只要是存在物就具有自身的特殊构成属性和与外界的联系,任何事物都是独立的整体,是立体的,不是平面的,是多因素组成的,不是单一因素组成的,要认识一个事物与其他事物的不同点,仅用平面的眼光看问题是不够的。同样要发明一种新的事物,仅用平面思维也是想不出来的。如一个圆锥体,正面看是一个三角形轮廓,俯视看就是一个圆。事物存在的客观性,要求人们必须用立体的眼光看事物,用立体的思维想问题,立体思维能使人们认识范围扩展,认识水平提高,是认识和整体把握事物的最好方法。
  从发明者本身的素质要求看,要搞发明创造,必须具有运用立体思维的能力。发明,是一项“首创前所没有的事物”的“破旧立新”工作,发明创造是一种突出创新目的活动,是一种突出创新成果的过程,也是突出创新才智的行为。它要求发明者,必须具有运用立体思维的能力,在科学日新月异发展的今天,面对复杂的事物,尤其是要发明出具有创造性、适用性、新颖性的事物,不掌握并运用立体思维是很难办到的,立体思维是获得创造成果最核心最必要的因素。
  从发明创造的历史看,很多发明特别是具有影响的发明都是运用立体思维而发明成功的。如“日心说”战胜“地心说”就是最强有力的证据。当古代的人们站在地球上看太阳,太阳天天东升西落,围着地球旋转,直观地形成了“地球中心说”,站在地球上看地球,看到的是一个静止的圆平面;当哥白尼独辟蹊径,运用立体思维,用运动的相对性原理,站在太阳上看地球,地球不但自西向东自转,而且还围绕着太阳转,站在太阳上看地球,看到的是一个运动着的球,从而哥白尼提出了划时代的“太阳中心说”,否定了统治西方长达一千多年的“地心说”。
  怎样掌握和运用立体思维呢?笔者在学习的过程中体会到可从以下几个方面进行练习:
  首先,要养成整体看问题的习惯,克服平面思维的单一性。由于我们从小就在学习一个问题一个答案,找到一个答案便自以为是万事大吉;由于我们从小就学习在平面上考虑问题,忽视在空间在立体中考虑问题;由于我们总是将问题静止的摆在面前以求解决,忽视在动态中考虑问题;由于我们所受的教育多属集中思维,思维形式单调;由于以上种种原因,使我们形成了极为狭窄的解决问题的模式,而且已形成思维定势。思维定势虽然有解决问题可以触类旁通的好处,但对创造发明却是不利的。因此,要练习立体思维,就要突破这种思维定势,养成整体看问题、在立体中思考问题、在动态中看问题的习惯。据说有的人对“栽四棵树,每棵树的距离必须相等,而且要组成四个三角形”的测试题持怀疑态度,摆来摆去认为该题出错了。为什么会产生并怀疑此题出错了呢?主要是平面思维在作怪,是自己在平面上栽来栽去的结果,当你抛弃平面思维,运用立体思维把树栽在山顶上一棵,等距离栽在山下面三棵的时候,此题便迎刃而解。
  其次,要养成多角度看问题的习惯,克服平面思维的片面性。多角度的看问题是解决思维定势的最有效的方法,也是发明者应该具备的素质。宋朝大文学家苏东坡在咏庐山时吟道;“横看成岭侧成峰,远近高低各不同,不识庐山真面目,只缘身在此山中。”为什么身在庐山而不识庐山呢?产生这种现象的原因,关键是看问题的方法不当,或者只看到一面山坡,或者只看到一条山沟,或只看到山顶,或者只看到山腰等等,就像盲人摸象一样都是局部的、片面的。要改变认识的局部性和片面性,就要多角度地看问题,不但要看前看后,也要看左看右,不但要看内,也要看外,不但要从下往上看,也要从上往下看,不但要在山上看,也要创造条件(如乘飞机)在空中看,跳出庐山看庐山,看的才更全面。变换角度是一个运用立体思维寻找成功的过程。一个有较多空间结构知识、熟悉各种空间几何图形的人,比一个只有较少平面结构知识、只了解一些平面几何图形的人,想象能力要大得多。
  再次,要养成勤于动手、勇于实践的习惯,克服好高骛远思想。要掌握一种方法,要熟练地掌握这种方法,改变开始的生硬性,最好的窍门就是多加练习。学来的技巧内化为思维习惯的标志是能够自觉地将这一技巧应用到其他问题上或自觉地迁移到其他领域。要做到这些,必须反复练习,俗话说“熟能生巧”就是这个道理。如上述栽树问题,练习的是以三角形的顶点为依据提出的问题,如果将三角形的顶点改为三角形的边为依据提出问题,便成了“用六根火柴摆成四个等边三角形”的问题,对待这种问题,如果不用立体思维,只在平面上摆来摆去也是摆不出来的。“栽树”和“摆三角形”虽然问法不一样,但问题的意思和解决的方法是一样的。多进行立体思维练习,才能逐步掌握它。笔者在发明“机械行走装置”时,开始在平面图纸上没有看出有什么问题,后来画结构图时发现,一根弹簧被“后拉杆”挡住,当运用立体思维,将“后拉杆”变形,由直变成两头尖中间粗,粗的中间挖一个洞,弹簧从中穿过,问题得到了较好解决。
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