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科学方法

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科学方法移植将某一领域中的科学技术,原理和方法,应用到另一领域中去的创新思维方法称为移植方法.它实际上是不同领域之间,科学技术交叉和渗透的生动反映.
植物的移植和枝、芽的移植(嫁接),人体一些器官的移植、已为人们所熟知.与此相似,科学技术也可以进行移植.例如,将红外辐射移植到临床医学上,就成了全新的红外辐射诊断法,可用来检测许多难以确诊的体内病变,将它移植到军事领域,可制成有红外瞄准具的,火炮,坦克等等.
移植讼是科学研究中既简单又极具成效的一种方法,也是应用最多的方法之一.它包括技术手段的移植、技术功能的移植、概念原理的移植、理论知识和研究方法的移植等.
生态生态方法就是根据生态系统各因素之间的相互作用,利用各层次的生物因子去作用于一个系统,来认识,利用和改造自然的一种方法.它是生态原理在生态系统中的具体运用.
利用相生相克的生态原理,林业职工在松毛虫猖獗的松林中筑巢引来其天敌灰喜鹊,将松毛虫消灭了大半,使濒死的松林恢复了生机.
充分利用生物间的生态关系,创造人工生态、可以实现极大的生态价值.如珠江三角洲三分之一的耕地属低洼地,水患严重.为此,将低洼地挖深为塘养鱼,鸭等、挖出的泥土筑成塘堤,它既防涝还可种植果树,桑树.桑叶喂蚕,蚕粪喂鱼,而鱼塘中的淤泥又可作肥料,形成了一个闭合的良性生态链.
仿生仿生是模仿生物系统的功能和行为、来建造技术系统的一种科学方法.它打破了生物和机器的界限,将各种不同的系统沟通起来.
运用仿生方法可创制新的机械,发明现代化识辨仪器,改进通信系统,设计新颖的工艺和研制人工脏器等.如现代的飞机、极地越野汽车,雷达系统的电子蛙眼,航海的声纳系统,航空建造工程的蜂窝结构,人工肾及人工心脏等、都是仿生的结晶.
随着仿生的广泛应用,必将更有力地推动科学技术的发展,造福于人类.
模拟模拟就是通过设计与某个自然现象或过程相似的模型,来间接地研究原型的方法.它具有选择性,形象性,求同性,生动性,逼真性等特点、是社会许多领域经常采用的一种科学方法.
如科学家模拟长颈鹿皮肤研制的飞行员抗荷服、在飞机加速时,可以限制飞行员血液流速,防止脑失血.
在工程技术中、我国水利工作者采用了模拟方法,用模型来代替原型.如长江口,模型展现了长江口的水流量,涨,落潮等情况,对治理工程起了很大作用.在医学上,用猕猴进行辐射遗传研究,让动物代替人作病理实验等等.
黑箱黑箱是指内部结构不能直接观察,只能从外部去认识的客体.黑箱方法则是将研究对象视为黑箱,通过观察外界向黑箱输入的信息和从黑箱输出的信息,来研究黑箱内部功能,特性,结构和机理,从而揭示研究对象的特点和规律的一种科学方法.它实际是一种察其表而知其里的方法.
现实生活中、人们经常应用黑箱方法.如患者肚子疼痛、医生绝不会马上打开其腹腔看何处患病、而必然先询问有关情况,再作进一步检查,确诊后进行治疗.又如夏天人们挑选西瓜,有经验的人通过察颜观色,并用手指弹几下(输入的信息),听一听发出的声音(输出的信息),便可从中选出优质西瓜.
黑箱方法既可广泛应用于人口系统,国民经济计划管理系统,环境检测和污染控制等大系统的研究,规划,又可应用于生命系统,微观世界的研究.
信息信息方法是指运用信息的观点、将事物的运动过程看作是信息传递和信息替换过程,通过对信息流程的分析和处理,达到对复杂事物的运动过程的规律性认识,以及实现对复杂系统的控制和组织.
信息方法是认识事物的有效手段.如侦察人员从蛛丝马迹的线索中发现案犯,中医看病采用望、闻,问,切等、都运用了这种方法.
信息方法也是一种组织与控制手段.现代企业为了了解和掌握各种信息,做好企业内部的计划,组织和协调等工作,普遍建立了使用计算机处理和企业信息管理系统,并与外部信息网络互联、使信息方法与其他管理方站融为一体.
统筹通过全盘筹划,用最少的时间,人力、物力、获得最佳经济效果的方棒,称为统筹方法.其应用要点为抓住关键环节,合理安排工序,以缩短工时,提高效率.
统筹方法在日常生活中应用很普遍.如晨起后,人们往往习惯在炉灶上放一壶水及热早饭、接着去刷牙,洗脸、整理房间等.待这些事干完、水也开了,饭也热了,便可灌开水,用早餐.如果是一项规模较大的工程,施工单位多,采用同时或分批施工,立体交叉作业的统筹方法,既可缩短工期,又能取得预期的效果.
属于运筹学中一个分支的统筹方法,不仅是编制计划的科学方法,而且还是有效的组织管理工具,在国民经济建设中发挥着重要的作用.
系统系统方总是指按照事物本身的系统性,将研究对象作为系统加以考察的一种科学方法.它从系统的观点出发,着眼于整体与部分,系统与外部环境之间的相互联系和相互作用,综合,精确地考察对象,以达到优化地处理问题的目的.其特点是整体性,综合性与最佳化.
公元前250年,我国修建的著名水利工程都江堰,在整体性,目的性与分工,系统的运筹和优化,系统管理等方面,都堪称应用系统方法的典范.2000多年来,都江堪保持灌溉500余万亩农田,并取得了防洪和航运等综合效益.
美国在20世纪60年代执行的阿波罗登月计划,组织了2万多家公司、120所大学和实验室,42万多人、历时11年,最终实现了将人送上月球的人类梦想.这一复杂工程成为现代系统工程的经典之一.
统计统计方法是研究,揭示随机现象(事件发生不确定的一类现象)规律性的一种科学方法.
19世纪50年代,奥地利遗传学家孟德尔对纷繁复杂的生物遗传现象进行研究时,以7对不同性状的豌豆种子作样本,经过8年的培育和大量的杂交试验、成功地运用统计方法发现了著名的遗传分离定律.
统计方泣不仅在科学研究中、而且在现代社会经济和人文管理中应用广泛.如以国民经济统计的大量数据资料,综合说明社会经济现象的规模,速度,构成比例关系,从数量上揭示经济现象的特征与实质.以国民经济为总体,研究社会再生产过程中的各个环节,可反映出经济发展的实际水平,结构及各个环节的动态联系.
反馈反馈是指系统内输出的信息,通过一定的渠道返回该系统,从而对系统信息的再输出施加影响的过程.
凶猛的老鹰抓兔子,就是通过反馈对系统进行控制的典型实例.鹰的眼睛、大脑,翅膀共同构成一个完整的控制系统,通过信息反馈,不断调整飞行方向和速度,从而将反应敏捷的兔子捕获.
要击落飞机、必须按照反馈方总装配电脑,姿态控制,红外线搜索等装置,跟踪飞机变化的飞行速度,方向及高度等、不断调整的速度和方位.
运用反馈概念去分析和处理问题的反馈方烛、在现代社会经济管理中应用极为广泛、如可以检查生产计划的制定和执行是否科学并符合实际等.
激励激励,在特殊情况下有强大精神力量的驱动,人的体力、意志,智力和创造力等潜在能量,会被极大地激发出来.
古今中外,许多贡献突出的人物,尽管事业和特长各异,而共同特点则是他们都通过不断地自我激励,使自身的潜能得到充分发挥,作出了非凡的业绩.如德国著名作曲家贝多芬,少年丧母、家境贫困,26岁开始耳聋,爱情又屡遭失败,一个人孤苦度日.然而强烈的社会责任感和对音乐的挚爱,激励他振作起来,创作了《英雄交响曲》,《第九交响曲》等不朽之作.
我国晋代宜兴的恶少周处,横行乡里、任何正面的规劝或恳求均无效.一天遇其父一友,列数他的种种劣迹、并将他与猛虎等并称三害而厉声痛斥.周处内心受到极大震动,决心改恶从善,日后除尽包括旧自我在内的三害,成为为民造福的好人.这种来自他人的逆向激励,有时还能获得顺向激励收不到的效果.
演绎推理横绎推理就是前提与结论之间有蕴涵关系的推理或有必然联系的推理.其关键在于推理的前提正确,形式结构合乎逻辑规则.
被称为世界屋脊的青藏高原,包括横亘其间的喜玛拉雅山系的地层,经大量实地考察发现都有鱼类,贝壳类等海生生物化石.据此,科学家经推理,作出该地区原来是古海洋,大约几千万年前才变成陆地的结论.
连续铸钢总是由有色金属连续铸造原理演绎推理而来,浮法制造玻璃是根据液体自由流平的原理演绎而来,钢笔主要是根据毛细管原理演绎而来等等.
演绎推理还使人们产生新的创意或新的发现.如一种被称为铜草的植物,是铜矿的指示剂,因为它们之间相互依存,相伴而生.发现生长良好的铜草、往往就能找到铜矿.
突变理论将突变理论的基本模型和思想方法,用来处理客观世界中的突变,就成为突变理论方法.
在自然界和社会中、突变是极其普遍的,如地震,大楼,大桥坍塌等突变,社会中的经济危机、股市暴跌等等、往往使人手足无措,甚至造成灾难性后果及巨大损失.
突变理论方法的应用相当广泛.精确的定量方法可以应用在物理,化学及工程学的研究中、而其他一般性方法则应用于生物,医学和社会科学各领域.运用此方法,还可能在一定程度上改善地震预报工作,增强人类抵御自然灾害的能力.
因此,理解突变理论的科学方法,有助于进一步解放思想,做好工作.
触类旁通触类旁通是指掌握了某一事物的知识或规律,对同类的问题也可以类推了解的方法.
鲁班是我国春秋时期的能工巧匠.有一次上山伐木时,手被路旁的一棵野草划破,鲜血直流.他对野草仔细观察后,发现叶片的两边长有许多小细齿.他想若用铁条做成带小齿的工具是否也可划树呢于是,锯子被发明了.
法国天文学家勒维烈,根据万有引力的理论和天王星的摄动情况,应用触类旁通的方法,并进行综合分析,于1846年成功地预言:在天王星之外还有一颗未知的行星海王星.
要想运用好触类旁通的方法,一是要对问题深思熟虑;二是要做有心人、勤于并善于观察,时时事事多加留心;三是要在得到启发后加以分析,不能盲目采用.
数学模型数学模型是指根据对研究对象所观察到的现象及其实践经验、归结成的一套反映对象某些主要数量关系的数学公式,逻辑准则和具体算法.这种科学方法常用来描述对象的运动规律.
20世纪20年代,意大利数学家伏尔特拉根据捕食者种群与被捕食者种群相互关系,对捕鱼建立的微分方程捕食模型证明:超过一定的捕捞量就会使大鱼减少而小鱼增加,如适当减少捕捞量则有利于大鱼的生存.人们依据最佳捕捞量进行捕捞,就有利于鱼的稳产和高产,从而获得最佳的经济效益.
诺贝尔经济学奖获得者、美国经济计量学家克莱因所编制的联结计划,是世界上最大的经济计量模型,将许多国家的经济信息联结在一起,可了解世界贸易情况.运用宏观经济计量模型,能预测经济发展趋势和制定经济政策,充分显示了数学模型方泌的巨大威力.
模糊数学模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数学工具,其基本概念之一是模糊集合.利用模糊数学和模糊逻辑,能很好地处理各种模糊问题.
模式识别是计算机应用的重要领域之一.人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题.如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力、可模拟人类神经系统的活动.在工业控制领域中、应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电,节水,提高效率.在现代社会的大系统管理中、运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策.
模糊数学这种相当新的数学方法和思想方法,虽有待于不断完善,但其应用前景却非常广阔.
信息交合借助于形式思维工具信息标和信息反应场启发思路,使思维突破旧的格局、就是信息交合法.
例如回形针,一般人认为它仅有几种或几十种用途.而应用信息交合法,将它的总体信息分解成材质,重量,体积,长度,截面,韧性,弹性等10多个要素,连接成横信息标(横轴);再将与回形针有关的人类实践活动进行要素分解,连接成纵信息标(纵轴),两轴相交并垂直延伸形成信息反应场、这样便可推出一系列用途.如将它制作成数字和运算符号,其算式的数学变化可超过万次,亿次,将它联结起来,可设计成各种导电电路,也可以作物理上的各种实验器具等等.这样,它的应用便可接近无穷大.
信息交合的思维方棒,能使人们的思想从无序状态转人有序状态、使思维从抽象状态改进为用图表直观表达,可帮助人们突破旧的思维定势,推出新构思、新设计,新产品、新选题,进行极有效的创造性思维等.
思路提示应用加,减,乘,除等思路提示法,往往能帮助人们突破旧框框,闯入新境界.这种方总突出的特点是把创新的思路科学地系统化,避免无边际、无目标的胡思乱想,有效地进行创造发明.
加一加即对现有的成果添加或插入某些东西,或将几项成果组合在一起.如电风扇在逐一加了摇头,定时,变换风量等装置后,已成为具有较多功能的纳凉电器.
减一减即从现有的成果中减去某些东西,进行技术改造和革新.如当今人们常用的傻瓜照相机、省去了手动调光圈,调速度,测距离等装置,成为人人都会使用的简易相机而大受欢迎.
乘一乘即对现有的成果从时间,空间,功能等方面进行放大,扩展,以取得新的成果或获得更好的效果.如从简陋的居住平房到设备功能齐全的摩天大楼,从木制小船到远洋巨轮,都经历了不断放大,扩展和完善的进程.
除一除即对现有的成果采用一定的方法,手段进行压缩或缩小,使之成为具有相同功能又奇特小巧的新产品.如微型收录机、笔记本电脑,折叠自行车等.
思路提示法还可以用变一变,改一改、联一联、代一代,反一反等方法,去思考和解决问题.但由于思路提示总是以现有成果作为起点来启发思路,因而一般不易取得突破性成果.
逐步逼近一步一步地揭示事物本质和规律的探索方法,称为逐步逼近法.这种常用的科学方法,也是一种科学的智慧,运用时还要有刻苦顽强的精神.
科学家为了揭开蝙蝠能在黑夜自由飞翔、灵活捕捉飞虫之谜,先用蜂蜡糊住它的眼睛、结果飞行如常、表明它飞行与眼睛无关.再用小铜塞将蝙幅的耳朵塞住,它就变得笨拙,飞行时也跌跌撞撞了.后来,发现它飞行时总是张大嘴.科学家经过镇而不舍的努力、终于得出蝙蝠是由嘴发出超声波,耳朵接收超声波进行定位和捕食的科学论断.
如今广泛使用的照明电灯,也是一步一步不断修整,改进才臻于完善的.继19世纪70年代发明以铂作灯丝的白炽灯后,20世纪初发明了钨丝灯泡,后来又应用了在灯泡中充入惰性气体的新工艺、白炽灯才逐步成型.
技术美学技术美学既是一门应用科学,又是一门具有方性质的科学.它研究物质生产领域中涉及的各种美学问题.
在进行物质产品设计和生产时,要贯彻美的使用原则.这样人们在使用产品时,才能享有科学,适用,方便,高效,安全,舒适的感觉、乃至上升为物质与精神的满足.它包括技巧,艺术设计,标准化,规范化,款式,色彩,风格等方面.
如派克钢笔、便是按美的使用原则进行改造,将笔杆上下设计成流线型,笔的面貌焕然一新,书写省力、成为举世闻名的畅销产品.如今,现代家用电器,家具等许多产品不断更新换代,都运用了技术美学方法.
现代社会,人的审美鉴赏能力、已融合到物质生活中.技术美学对于美化工作和生活环境、提供了有益的启示、开拓了广阔的途径.
目标管理在一个组织中、上级和下属管理人员,与职工一起商定组织的共同总体目标,确定各自的主要职责和分目标,并将这些目标作为评优和奖励各部门与个人的依据.
这种主要通过个人自我控制,达到组织目标的管理方法称为目标管理.如乐队演奏乐曲,便运用了目标管理方法.乐队指挥让每个乐手按照一定顺序演奏不同的乐段,乐队就能演奏出旋律优美,节奏动人的完美乐曲.
我国于20世纪80年代,将目标管理作为18种现代管理方法之一、推荐给各种工商组织.上海宝山钢铁集团公司、金山石油化工公司、大众汽车制造公司等现代大型企业运用后都取得了显著的经济效益.
开发右脑人的大脑使用的机会越多,它就越能得到锻炼和发展,其功能发挥就越充分.人的左半脑与右半脑具有不同的功能.对于一般人来说,左脑的功能发挥得较多,而右脑的功能没有充分发挥出来.
研究表明,右脑是对新问题进行创造性思维的重要区域.爱因斯坦是20世纪伟大的科学家,他善于对事物作感性思维,喜欢音乐,拉得一手好提琴,在中学时代就想象人骑在光线上将看到什么样的情景,这最终启发他创立了相对论.
和煦的阳光、清新的空气、小鸟的鸣叫、诱人的花香,优美的音乐以及父母的细语、对婴儿右脑的发育都是一种良好的刺激、让学龄前的幼儿学习绘画,书法,演奏乐器或经常组织野外郊游、对开发右脑都是有好处的,成年人经常进行左侧身体训练、多用用左手,对右脑开发很有益.
联想思维联想思维是人们在头脑中把一事物与另一事物联系起来.将关于一事物的思想或表象,推移到另一事物上去的一种思维方法,并由此形成创造构想和方案.我国汉末医学家华佗,有一次看到蜘蛛被马蜂蜇后落在一片绿苔上打了几个滚,肿便消失了.他联想到绿苔可用来为人治病.通过试验、消肿解毒良药便问世了.美国工程师斯潘塞在做雷达起振实验时,发现口袋里的巧克力融化了,原来是雷达电波造成的.由此,他联想到用它来加热食品、进而发明了微波炉.
联想思维方法不仅应用于科学创造,技术发明,而且也广泛应用于文艺创作,经营管理等方面.
逆向思维司马光砸缸救人是大家熟悉的故事.在缸大,水深,人小,救人困难的情况下,他急中生智、不直接拉人出水,而拿起石头砸破水缸、让水流出、使落水的孩子得救.
在传统的动物园内、无精打采的动物被关在笼子里让人参观.然而有人反过来想,把人关在活动的笼子里(汽车中)、不是可以更真实地欣赏大自然中动物的面貌吗于是野生动物园应运而生.
1901年,伦敦举行了一次吹尘器表演、它以强有力的气流将灰尘吹起,然后收入容器中.而一位设计师却反过来想,将吹尘改为吸尘,岂不更好根据这个设想,研制成吸尘器.
立体思维立体思维又称空间思维,是一种反映对象整体及其与周围事物所构成立体联系的创造性思维方法.它要求人们跳出点、线,面的限制,有意识地从上下,左右,四面八方去考虑问题,让思维在立体空间中邀游.研制和卫星时,往往需要几十万个甚至几百万个电子元件,设备体积庞大,运输和使用也很不便.科学家通过立体思维设想,将晶体管和必要的电子元件,完整地集成在单块半导体晶片上,构成一个有预定功能的集成电路.在经历了小规模,中规模,大规模集成电路的发展阶段后,超大规模集成电路诞生了,在一块30平方毫米的硅晶片上,可以包含13万个晶体管的电子线路.
都市的平面交通拥挤不堪,用立体思维构思交通,建成地铁、高架道路,主交桥等、有效地解决了交通问题.
发散性思维发散性思维,又称扩散性思维,辐射性思维,求异思维.它是一种从不同的方向,途径和角度去设想,探求多种答案,最终使问题获得圆满解决的思维方法.
发散性思维的特点是:充分发挥人的想象力、突破原有的知识圈,从一点向四面八方想开去,并通过知识,观念的重新组合,寻找更新更多的设想,答案或方法.
例如,风筝的用途可以辐射出:放到空中去玩,测量风向,传递军事情报,作联络暗号,当射击靶子等等.
这种思维方法可广泛应用于企业产品开发.如鹅的综合利用,除鹅肉外,它的毛就有许多用途:刁翎,可直接出售;窝翎,用于做羽毛球;尖翎,供做鹅毛扇;鹅绒可加工衣,被、枕等产品.此外,鹅血可以加工血粉作饲料添加剂,鹅胆可作胆膏原料,鹅胰可提炼药物等等.
收敛性思维收敛性思维又称集中思维,辐集思维,求同思维.它是在大量创造性设想的基础上,通过分析,综合,比较、判断、选择最有价值的设想的一种思维方法.
隐形飞机的研制,便是运用收敛性思维的结果.这种飞机、机身和机翼造型独特、包覆隐身材料,加装红外挡板等、以减弱雷达反射波和红外辐射,使其不易被探测设备发现,从而达到隐形的目的.
明代科学家徐光启,搜集了自战国以来2000多年有关蝗灾的情况资料,统计了我国历史上记载的111次蝗灾发生的时间,并通过深入实地调查,在纷繁的背景中、利用收敛性思维,找出了苏北蝗灾产生的地理原因和蝗虫的生活规律,撰写了《除蝗疏》,提出了有效治理蝗灾的方法.
特性列举特性列举又称分析创造.它是通过对产品的特性进行分析,并一一列举出来,然后提出革新方案的一种方式.
特性列举的运用,可分为以下三步:一是从物的名词(如材料),形容词(如外观)和动词(如功能)三条脉络,对其特性进行分析;二是从各个特性出发,通过提问或自问,诱发可用于革新或发明的创造性设想;三是通过试验或设计,获得在特性等方面与原有产品有显著不同的新产品.例如气压式保温瓶,便是运用特性列举获得的一个成果.它从只有装水倒水的功能,发展到有气动出水的功能,同时改变了造型,使它不仅具有实用价值,而且还有装饰美化的作用.特性列举简单易行、特别适用于较小的革新或发明,其关键在于对事物特性的详尽分析.
希望点列举希望点列举是指从人们的需要和愿望出发,提出构想,进行创造发明的方法.这一有效的创造发明方法,需作大胆想象,新颖构思、立足于原有事物,但又不受原有事物的限制.例如伞,是人们遮阳避雨的用具.但有人别出心裁设想:如果在雨夜,伞能照明该多好啊!制造商受此启发后,在伞的顶部装上小灯泡,手柄里装电池,雨夜行走时,撑开伞灯就亮,伞灯不但可照明,而且还能引起过往车辆注意,避免发生事故.又如有一圆珠笔生产厂商,曾收集了一百多个对圆珠笔进行改进的意见(希望点)、经过筛选、试制出测光圆珠笔、笔式计算器,电子表笔等多功能圆珠笔.这一系列新产品既满足了不同消费者的需求,又打开了市场销路.
缺点列举缺点列举与希望点列举相反、是一种针对事物的缺点来确定创新目标的方法.世界上任何事物,即便被认为是很完美的事物,经过仔细分析后,也能发现它的不足和缺陷.想方设法弥补或改进、恰恰就是革新和发明的方向.
例如,发明家从人们经常忘记给手表上发条的现象出发,发明了全自动机械手表及电子表.患老花眼的人、配戴老光眼镜,看远处东西时便要摘下,于是发明家造出了分层(双光)眼镜,上面是平光镜片,下面是老光镜片,这样,看远物和近物都方便了.英国一位退休工程师针对自行车胎经常被戳破的现象,试制成一种实心无内胎的永不漏气的自行车胎,受到消费者欢迎.
缺点列举总立足于在原有事物的基础上进行、其创造性略逊于希望点列举.但克服缺点、正是人们的需求与希望所在.因此,这两种方法又相辅相成,相得益彰.
耗散结构理论耗散结构理论是指用热力学和统计物理学的方法,研究耗散结构形成的条件,机理和规律的理论.
一座城市不断有人外出和进入,生产的产品和原料也要川流不息地运人及运出.这种与外界环境自由地进行物质,能量和信息交换的系统,称为开放系统.当开放系统内部某个参量的变化达到一定阈值时,它就可能从原来无序的混乱状态、转变为一种在时间上,空间上和功能上的有序状态、即耗散结构.如一壶水放在火炉上,水温逐渐升高,但水开后水蒸气不断蒸发,壶中的水和空气就形成了一个开放系统,带走了火炉提供的热量,水温不再升高,达到了一种新的稳定状态.
耗散结构理论中的开放是所有系统向有序发展的必要条件.如一个企业只有开放才能获得发展,这种开放不仅是输出产品、输入原料,而且涉及人才、技术和管理等方面.不断引进入才和技术,不断更新设备,才能使企业充满生机和活力.
功能-结构诱导功能-结构诱导,就是从事物(系统或整体)的功能要求出发,开阔思路,进行多角度的思考、找出最优化的结构,从而导致创造发明的一种思维方法.
金刚石与石墨虽然都由碳元素组成,但硬度分别为10和1,这是它们原子的排列方式即结构不同引起的.这种同素异形现象表明,结构决定系统的表现形态和外在功能.
功能是设计产品的基本出发点、功能-结构诱导法,在产品开发中应用广泛.如手表的基本功能是计时,传统的结构为机械摆动,指针显示、而石英振荡,液晶数字显示则成为新颖的电子手表.
功能-结构诱导方法,对于发展社会经济,调整产业结构,优化社会组织(集团)的结构,也具有指导或启发作用.
黄金分割与优选
物体或图形的宽与长(高)为5:8或接近0.618的比例系数,就是数学上著名的黄金分割,又称中外比、黄金律.
由于依此比例构成的形体具有美感,因而古今中外在建筑设计,工艺美术及生活用品设计等领域广泛应用.上海东方明珠广播电视塔高达468米,上球体位于黄金分割的250-295米处,观之令人赏心悦目.养生或自我保健也可应用黄金律,如医学研究表明,养成饭吃六七分饱习惯的人很少患胃病、主食以四分精粮六分粗粮搭配不易患高血压,冠心病.
黄金分割还是一种有效的优选法.如在炼钢时需加入某种元素来增加钢材强度,若将试验点取在这一元素用量区间的0.618处,获得理想用量的试验次数将大大减少.实验证明,对一个因素的问题,用优选法做16次试验、就可达到对分法做2000余次试验的效果.

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