類比系列創意設計技法

2024年2月10日發(作者：順從)

類比，是選擇兩個對象或事物（同類或異類）對它們某些相同或相似性進行考察比較。類比推理，就是根據兩個對象之間在某些方面的相同或相似，推論出它們在其他方面也可能相同或相似的一種方法。高橋浩說：“從構造相似的或形象上相似的東西中求得思想上的啟發，我們稱這種做法為類比思考，人類從遠古起就有意無意地用這種方法完成了許多發明。”類比法是富有創造性的創意技法，有利于人的自我突破，其核心是從異中求同，或同中見異，從而產生新知，得到創造性成果。它在人們認識世界和改造世界的活動中，具有重大意義。歷史上，許多重大的科學發現、技術發明和文學藝術創作，都是運用類比創意技法的碩果。

例如，在科學領域里，惠更斯提出的光的波動說，就是與水的波動。聲的波動類比而發現的；歐姆將其對電的研究和傅立葉關于熱的研究加以類比，建立了歐姆定律；庫倫定律也是通過類比發現的，勞厄談此問題時曾說過：“庫倫假設兩個電荷之間的作用力與電量成正比，與它們之間的距離平方成反比，這純粹是牛頓定律的一種類比。”基本粒子學的弦模型、袋模型等也是類比推理結果。因此，彭加勒感慨他說：“物理學的類比給我們預示了多少真理的存在啊！”在其他科學領域里，也有類似的情況。比如醫生詹納發現“種牛痘”可以預防天花，是受到擠牛奶女工感染牛痘而不患天花的啟示。李四光提出中國有石油，不是貧油國，也是通過類比獲得的結論。

在技術領域，類比法的應用更是碩果累累。控制論創始人維納等。通過類比，把人的行為、目的等引入機器，又把通訊工程的信息和自動控制工程的反饋概念引進活的有機體，從而創立了控制論。仿生學的迅猛發展，更說明了類比法的重大價值。狗鼻子一向以靈敏著稱，它能嗅出200萬種物質和不同濃度的氣味，嗅覺比人靈敏100萬倍。現在，人以不同物質氣味對紫外線的選擇性吸收為信息，研制出“電子鼻”，其檢測靈敏度可達狗鼻子的1000倍。類似“龍牙”的有雙排刃齒的聯動刃鉆頭，是受恐龍口內長有雙層銼刀式牙齒具有高度咀嚼功能的啟發制成的。皮卡爾父子利用平流層理論先設計平流層氣球，飛到過15690米的高空，又通過類比設計出世界上下潛最深的深潛器，下潛深度達到1 916 8米，因而被譽為“上天入海的科學家”。

在藝術領域里，中國古代文學藝術中的“比”、“興”和類比法有著密切的聯系。劉勰說：“比者，附也；興者，起也。附理者，切類以指事；起情者，依微以擬議。”意思是說：“比”是喻事理；“興”是引起聯想。比喻事理的，要根據相似點來說明事物；引起聯想的，要從細微處寄托深義。劉勰還指出，比的手法在設喻上是不固定的，有的比聲音，有的比形貌，有的比心思，有的比事物。文藝創作中的“比喻”、“移情”，是類比的重要體現。請看，“欲把西湖比西子，淡妝濃抹總相宜”，比的是形貌；“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”，喻的是心思。在我國古典文學與藝術創作中，類比技法處處可見。

類比法按原理可分為直接類比、擬人類比、象征類比、幻想類比、仿生類比、因果類比、對稱類比和綜合類比等8種。

1，直接類比 就是從自然界或者人為成果中直接尋找出與創意對象相類似的東西或事物，進行類比創意。

這種類比的例子，古今中外比比皆是。我國戰國時期墨子制造的“竹鵲”、三國時期諸葛亮設計的“木牛流馬”、唐代韓志和創造的能飛行的飛行器等，都是仿生學的直接類比。魯班發明鋸子，也是同帶齒的草葉把人手劃破和長有齒的蝗蟲板牙能咬斷青草獲得直接類比實現的。

聽診器的發明，也是典型的直接類比思維的產物：拉哀納克醫生很想發明一種能夠診斷胸腔里健康狀況的聽診設備，一天到公園散步，看到兩個小孩在玩翹翹板，一個小孩在一頭輕輕地敲翹板，還有一個小孩在另一頭貼耳聽，雖然敲者用力輕，可是聽者卻聽得極清晰。他把要創造的聽診器與這一現象類比，終于獲得創意設計聽診器的方案，世界上聽診器就這樣誕生了。

工程師布魯內爾為解決水下施工大傷腦筋，有一次他觀察到至木蟲進入木材的方法，即造一個管子作為他前進的涌道。于是通過類比，他想出了用空心鋼柱打入河底，以此為“構盾”，邊掘進邊延伸，在構盾的保護下施工，這就是著名的“構盾施工法”。這可以說是類比法的重大成果。現在市場上緊俏的電瓶腳踏車，其動力系統就是通過與電瓶車的動力系統的直接類比制成的。

有趣的是進化論的奠基人達爾文，在創立動植物世界優勝劣汰的自然選擇理論時，竟在馬爾薩斯的《人口論》一書的瀏覽中獲得了直接類比，正是“踏破鐵鞋無覓處，得來全不費功夫。”

2. 擬人類比 就是使創意對象“擬人化”，也稱親身類比、自身類比或人格類比。這種類比就是刨意者使自己與創意對象的某種要素認同、一致，自我進入“角色”，體現問題，產生共鳴，以獲得創意。

擬人類比，在我國的典籍中屢見不鮮。《易經》的“天行健君子以自強不息”，就是一種天人合一，萬物一理的擬人類比。文學藝術中的擬人類比更是隨處可見，例如把祖國比作母親，把美麗的姑娘比作鮮花。這在美學上，是認同作用，而在心理學中，就是移情。

在科學上，擬人類比的例子也是不勝枚舉。化學家法拉第自己與電解質認同，發現了電解定律；凱庫勒在夢見一條蛇咬住自己的尾巴，提出了苯分子環狀結構理論。

工業設計，也經常應用擬人類比。著名的薄殼建筑羅馬體育館的設計，就是一優秀例證。設計師將體育館的屋頂與人腦頭蓋骨的結構。性能進行了類比：頭蓋骨由數塊骨片組成，形薄、體輕，但卻極堅固，那么，體育館的屋頂是否可做成頭蓋骨狀呢？這種創意獲得了巨大成功。于是薄殼建筑風行起來。

設計機械裝置時，常把機械看作是人體的某一部分，進行擬人類比，從而獲得意外的成效。如挖土機的設計，就是模仿人的手臂動作：它向前伸出的主桿，如人的胳臂可以上下左右自

由轉動；它的挖上斗，好比人的手掌，可以張開，合起；裝土斗邊的齒形，好似人的手指，可以插人士中。挖土時，手指插人士中，再合攏、舉起，移至卸土處，松開手讓泥土落下。這是局部的擬人類比，各種機械手的設計也是如此。整體的擬人類比，就是各種機器人的設計。

這種擬人類比還常用于科學管理中，比如把某工廠的廠辦比做人腦，把各車間比為人的四肢，把廣播室比做嘴巴，把倉庫比做內臟等，從而按人體的正常活動管理全廠。這樣就能及早發現問題，實現協調有序的管理。

3. 象征類比這是一種借助事物形象或象征符號，表示某種抽象概念或情感的類比。有時也稱符號類比。這種類比，可使抽象問題形象化、立體化，為創意問題的解決開辟途徑。戈登說過：“在象征類比中利用客體和非人格化的形象來描述問題。根據富有想象的問題來有效地利用這種類比。”“這種形象雖然在技術上是不精確的，但在美學上卻是令人滿意的。”“象征類比是直覺感知的，在無意中的聯想一旦做出這種類比，它就是一個完整的形象。”

唐代大畫家吳道子得意之作多半得助于象征類比。如《佛香圖》線條流暢、氣象萬千，就是他觀察曼裴將軍靜如處女、動如脫兔、轉似游龍的劍舞而畫出的。唐書法家張旭從公孫大娘健美的舞姿中深受啟發，提高了他的草書藝術的創意，使其草書達到了“龍飛鳳舞”的境界；王羲之從“白毛浮綠水”的白鵝戲水中，找到了“紅掌撥清波”的美姿與自己的運筆姿勢有關，經過象征類比，創造出新的書法技巧。

外國美術史上也不乏同樣的事例。大畫家米開朗基羅受命羅馬教皇以圣經故事繪制教堂壁畫。他為了要用奇偉壯觀的布局顯示上帝創世時的景象而苦思冥想，廢寢忘食，幾近江郎才盡的地步，只好暫時放下工作，到深山曠野放松一下。一日清晨，暴風雨過后，云開霧散，旭日東升。他見了到兩朵白云，狀如勇士，從兩邊奔向初升的太陽，頓時大悟，立即跑回去，把所見景觀作為創世紀之布局，繪成杰作。

凱庫勒用“環形”表示苯分子結構；刻卜勒用“T2＝D3”表

示行星運動第三定律（T為行星公轉周期，D為行星到太陽的距離）；麥克斯韋用數學公式表示法拉第的電磁變化理論；馬克思把“暴力”比作“孕育著新社會的舊社會的產婆”；畢加索用“鴿子”象征和平。所有這些都是用形象和符號間接地反映事物的本質。

人們建造紀念碑、紀念館一類建筑，需要有“宏偉、莊嚴”之感，于是就在其高度、范圍、色彩、造型等創意設計上動腦筋，以實現這種象征意義。又如，設計咖啡館需要幽雅的格調，茶館要有民族風格，音樂廳必須有藝術性，于是就通過具體造型、色彩、裝飾等來表達這種種象征的意義。

4. 幻想類比這是在創意思維中用超現實的理想、夢幻或完美的事物類比創意對象的創意思維法。戈登就該法指出：“當問題在頭腦中出現時，有效的做法是，想象最好的可能事物，即一個有幫助的世界，讓最能滿意的可能見解來引導最漂亮的可能解法。”

古代的神話、故事、童話，多是不能解決問題時產生的幻想。在科技迅猛發展的時代，人們利用幻想解決問題已成為現實。眾所周知，著名科幻小說之父貝爾納有非凡的想象力，是個幻想類比法的大師。100多年前還沒有收音機，其小說中的人物卻看上了電視；在萊特兄弟進行首次飛機試飛前55年，他塑造的人物已乘上直升飛機翱翔藍天了；

在他的小說中有霓虹燈、可移動的人行道、空調機、摩天大樓、坦克、電子操縱潛艇、導彈，在20世紀，這些東西都化為現實，但凡爾納在1個多世紀前都從其筆端一一道出，多么令人難以置信，但是，凡爾納卻充滿了自信，他說過：“只要前人能做出科學的幻想，后人就能將它變成現實。”

人們普遍認為藝術家利用幻想類比機制較易，而科技工作者利用它則較難，因為后者常受“已知”世界秩序和形式邏輯的束縛，易屈服于傳統思維習慣，閑置幻想羽翼。戈登認為科技工作者“應當而且必須給予自己和藝術家同樣的自由。他必須恰當地想象關于問題的最好（幻想）解法，而暫時忽視由他的解法的結論所確定的定律。只有以這種方式他才能夠構造出理想的圖像。”

愛因斯坦年輕時構思相對論問題時曾想：如果以光速追隨一條光線運動，會發生什么情況呢？這條光線就會像一個在空間中振蕩著而停滯不前的電磁場。這正是一類幻想類比，打開了“相對論”的大門。科學中的“理想實驗”，都包含著許多幻想類比因素。甚至，古今中外先進思想家關于人類社會種種“理想模式”的理想，也包含著許多幻想類比因素。

5. 因果類比兩個事物的各個事物之間可能存在著同一種因果關系。因此，可根據一個事物的因果關系，推測出另一事物的因果關系。例如，在合成樹脂中加入發泡劑，得到質輕。隔熱和隔音性能良好的泡沫

塑料，于是有人就用這種因果關系，在水泥中加入一種發泡劑，如果發明了既質輕又隔熱、隔音的氣泡混凝土。這種創意技法，就稱為因果類比法。

6..對稱類比自然界和人造物中有許多事物或東西都有對稱的特點。可以通過對稱類比的關系進行創意，獲得人工造物，例如，物理學家狄拉克從描述自由電子運動的方程中，得出正負對稱的兩個能量解。一個能量解對應著電子，那么另一個能量解對應著的是什么呢？人都知道電荷正負的對稱性，狄拉克從對稱類比中，提出了存在正電子的對稱解，結果被實踐證實了。

7. 仿生類比人在創意、創造活動中，常將生物的某些特性運用到創意、創造上。

如仿鳥類展翅飛翔，造出了具有機翼的飛機；同樣，發現了鳥類可直接騰空起飛，不需要跑道，又發明了直升飛機；當發現蜻蜒的翅膀能承受超過其自重好多倍的重量時，就采用仿生類比，試制出超輕的高強度材料，用于航空、航海、車輛，以及房屋建筑。

8. 綜合類比事物屬性之間的關系雖然很復雜，但可以綜合它們相似的特征進行類比。例如，設計一架飛機，先做一個模型放在風洞中進行模擬飛行試驗，就是綜合了飛機飛行中的許多特征進行類比。同樣，各領域的模擬試驗，如船舶模型試驗。大型機械設備的模擬試驗等，都是綜合類比。現在盛行的各種考試前的模擬考試也是這樣，先出一張試卷，其中綜合了將來正式考試中可能會出現的題型、覆蓋面、題量和難度，以及考生可能出現的競技心態，使考生對正式考試各種情景有所了解，并能對自己準備的程度作出評價，然后有針對性地做好進一步應考的準備。

綜上所述可知，在8種類比中，直接類比是基礎，它是生活中常見的類比，在這一基礎上，向仿生、擬人、象征化方向發展，就是仿生類比、擬人類比、象征類比；向對稱、因果、綜合方向發展，即是對稱類比、因果類比、綜合類比；最后，向理想、幻想、完善方向發展，就是幻想類比。這8種類比各有特點和側重，在創意、創造活動中常常相互依存、補充、滲透和轉化。