还原创新原理的优化探讨

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：还原，一般理解为恢复原状。探测高能粒子运动轨迹的“气泡室”原理就是美国物理学家格拉塞尔运用还原换元原理而发明的。如果运用还原创造原理求解这一问题，情况不至这样。这就是创新设计食品保鲜装置的创造原点。于是人们研制成功了完全新颖的冷冻锚。冷冻锚是一块约2 m2的特殊铁板，该铁板在通电1 min即可冻结在海底上，冻结10 min后连接力可达100万N。起锚时只要通电很快便可使冰解冻，因此，冷冻锚成为现代远洋船舶的一种新型锚。

还原，一般理解为恢复原状。还原法则又称抽象法则，即回到根本、回到事物的起点。暂时放下所研究的问题，反过来追本溯源，分析问题的本质，从本质出发另辟路径进行创新的一种模式。此法的特点为“退后一步，海阔天空”。

任何发明创新都有其创新的起点和创新的原点。创新原点即事物的基本功能要求，是唯一的。而创新起点即为满足功能要求的手段与方法，是无穷的。创新原点可以作为创新起点，但创新起点却不能作为创新原点。研究已有事物的创造起点，并追根溯源深入到它的创新原点，或从原点上解决问题，或从创新原点出发另辟新路，用新思想、新技术创新该事物，这就是创新原理的还原原理。还原思考时，不以现有事物的改进作为创新的起点，沿着现成技术思想的指向继续同向延伸，而是首先抛弃思维定式的影响，追本溯源，使创新起点还原到创新原点，再通过置换有关技术元素进行创新。

日本一家食品公司，想生产自己的口香糖，却找不到作口香糖原料的橡胶，他们将注意力回到“有弹性”的起点上，设想用其他材料代替橡胶，经过多次失败后，他们用乙烯、树脂代替橡胶，再加入薄荷与砂糖，终于发明出日本式的口香糖，畅销市场。

应用还原换元原理设计新型电风扇时，先思考其创造原点。无论是台扇、吊扇、壁扇，其创造原点都是使周围空气急速流动。那么，还有没有别的技术方案能实现这种功能或物理效应呢？经过换元思考，有人想到了薄板振动的方案。该方案用压电陶瓷夹持一金属板，通电后金属薄板振动，导致空气加速流动。按此思路设计的电风扇，没有扇叶，面貌全新，称为“无扇叶电风扇”。与传统的风叶旋转式电风扇相比，具有体积小、质量轻、耗电少和噪声低等优点。

探测高能粒子运动轨迹的“气泡室”原理就是美国物理学家格拉塞尔运用还原换元原理而发明的。一次，格拉塞尔在喝啤酒时，看到几粒碎小鸡骨在掉入啤酒杯里时随着碎骨粒的沉落周围不断冒出气泡，而气泡显示出了碎骨粒下降过程的轨迹，他猛然想到自己一直在研究的课题——怎样探测高能粒子的飞行轨迹。他想，能不能利用气泡来分析高能粒子的飞行轨迹？于是他急忙赶回实验室，经过不断实验，发现当带电粒子穿过液态氢时，所经路线同样出现了一串串气泡，换元实验成功了，这种方法清晰地呈现出粒子飞行的轨迹。格拉塞尔因此荣获诺贝尔物理学奖。

为了创造新的食品保鲜装置，人们不断地进行探索，但常常都是在同一创造起点上思考着同样的问题：什么物质能制冷？什么现象有冷冻作用？还有什么制冷原理？这样思考并不算错，但仅局限这种“冷冻”思维，无异于给自己套上了思维枷锁。如果运用还原创造原理求解这一问题，情况不至这样。按照还原换元原理，首先思考食品保鲜问题的原点在哪里？无论冰袋还是电冰箱，它们能够保鲜食品的根本原因在于能够有效地灭杀和抑制微生物的生长，凡具有这种功能的装置都可用来保鲜食品。这就是创新设计食品保鲜装置的创造原点。从这一创造原点出发，可以进行换元思考，即用别的办法来取代传统的冷冻方案。有人结合逆反思维的应用，想到了微波灭菌的技术方案，开发出微波保鲜装置。经过微波加热灭菌的食品，不仅能保持原有形态、味道，而且鲜度比冷冻时更好。从创造原点出发，人们还可以采用静电保鲜方法，并开发设计出电子保鲜装置。

开始设计洗衣机时的创新起点是模仿人的动作，用搓、揉的方法洗衣，但要设计能完成搓揉动作的机械装置，并要求它能适应不同大小的衣物并能对不同部位进行搓揉显然是十分困难的。如果改用刷的方法，要处处刷到也很难实现。如果用捶打的方法，动作虽简单，但容易损坏衣物或纽扣之类的东西。采用还原原理，跳出原来考虑问题的起点，从思考洗衣的方法还原到洗衣这一问题的创新原点——将污物从衣物上去掉，于是人们想到了表面活性剂，制成了洗衣粉，将衣物置于水中，加入洗衣粉，再对衣物进行搅拌就能将衣物上的污物除去，洗衣机就是一台搅拌机，于是创新出了简单、实用的洗衣机。后来，美国的一位工程师受到牛奶分离器分离奶油的启发，设计出了高速旋转的甩干机，1937年，集洗涤、漂洗和脱水功能于一身的自动洗衣机面世，它用自动定时器控制不同的洗涤时间，使用方便，性能好，大受欢迎。在此基础上，通过对去污原理的进一步思考，又考虑到用加热、加压、电磁振动、超声波等技术创新出真空洗衣机、烘干洗衣机、电磁洗衣机和由传感器、计算机与模糊逻辑控制程序为主的新型洗衣机不断设计出来，并向着高效、节能、方便、实用的目标迈进。

全干式潜水泵在电动机内装上气体发生器、吸湿剂和水压平衡检测器，电动机在水下带动水泵工作时，内部能产生一定压力的气体与水压时时保持相等，使水不能浸入电动机。

锚的创新原点应该是“能够将船舶定位在水面上的一切物质和方法”。于是人们研制成功了完全新颖的冷冻锚。冷冻锚是一块约2 m2的特殊铁板，该铁板在通电1 min即可冻结在海底上，冻结10 min后连接力可达100万N。起锚时只要通电很快便可使冰解冻，因此，冷冻锚成为现代远洋船舶的一种新型锚。

还原创新原理的优化探讨

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