1. 發散思維
圖2.3發散思維
發散思維又稱擴散思維、輻射思維，就是針對問題出發，從不同層次、不同角度、不同方向進行探索解決問題的多種方案、多種思想和多種方法的一種思維形式。它從問題信息源（思維的基點）出發，任意發散，既無一定的方向，也無一定的範圍（圖2.3）。美國心理學家J.P.吉爾福特認為，發散思維具有流暢性、靈活性、獨特性和精細性特征。
流暢性是思維自由發揮，在較短時間內生成並表達出解決問題盡可能多的方案、思想和方法，是發散思維量的指標，反映發散思維的速度。可以用一定時間內的數量指標來表示流暢性水平。例如，提問“取暖”有哪些方法？可從取暖方法的各個方向發散，有曬太陽、烤火、開空調、電暖氣、電熱毯、劇烈運動、多穿衣等，這些都是同一方向上數量的擴大，但方向較為單一。例如，有人問:“手機有什麼用？”一個人說：“打電話、上網查資料。”另一個人說：“打電話、上網查資料、QQ聊天、購物、打遊戲、做生意。”第二個人的流暢性要好。
靈活性是發散思維改變思維方向的屬性，指克服人們頭腦中僵化的思維框架，按照某一新的方向來思索問題的特點。靈活性反映一個人的思維常常通過借助橫向類比、跨域轉化、觸類旁通等方法，能夠隨機應變，使發散思維沿著不同的方麵和方向擴散，有可能提出不同於一般人的新構想、新方案和新方法。靈活性是較高層次的發散思維，使得發散思維的數量多、跨度大。發明家愛迪生就是一個思維非常敏捷的人。據說在發明白熾燈時，為解決燈絲材料問題，他提出了幾千種解決辦法，使用多種發散途徑和方法，終於找到合適的材料和方法。
案例2.3
苯胺紫的發明和比薩斜塔試驗
19世紀中葉，歐洲瘧疾流行，天然奎寧不夠，著名化學家霍夫曼提議用化學方法合成。他的18歲的學生柏琴按照老師的意圖積極進行這方麵的試驗，但一次又一次地失敗了。一天黏液呈現出鮮豔的紫紅色。小夥子靈機一動：雖然奎寧沒有搞成功，可現在紡織工業缺染料，這不是很好的染料嗎？他進一步試驗、加工，製成了苯胺紫，申請了專利，辦起了有史以來第一個合成染料廠，開辟了人造染料的新工業部門。柏琴這裏就是得益於思維的變通性。
16世紀前的兩千多年間，人們一直相信物體下落的速度與重量成正比，重的物體比輕的物體下降得快。這一謬論一直到1590年，物理學家伽利略著名的比薩斜塔試驗才把它推翻。伽利略在比薩斜塔上把一個鐵球與一顆鉛質的槍彈同時拋下，重的鐵球與輕的鉛彈同時落地。
由此可見，思維的變通進程也就是變革頭腦中某些僵化了的思維模式。
獨特性表現為思維者提出的解決方案或方法，不與他人類同，而是“新異”、“奇特”和“獨到”，即從前所未有的新角度認識事物，提出超乎尋常的新想法，使人們獲得創造性成果。如問到報紙有何用途？A說在野外可燒火驅趕野獸、製造恐慌。B說用來閱讀、寫字、包書、擦玻璃。此處A的獨創性好於B。
精細性是對已有的方案、方法或想法細化和完善，使思維的成果更加具體。
發散思維的流暢、靈活、獨特和精細是相互聯係的。思維流暢是思維靈活、獨特和精細的前提，思維靈活則是提出創新的關鍵。靈活轉換的能力強，產生獨特精細的想法就越有可能性。
法國哲學家查提爾說：“當你隻有一個點子時，這個點子再危險不過了。”美國羅傑博士說：“習慣於尋求單一正確答案，會嚴重影響我們麵對問題和思考問題的方式。”有人請教愛因斯坦說，你與常人區別何在？愛因斯坦回答道：“如果讓常人在一個草垛中尋找一根針，常人往往在找到一根針就會停止工作，而我則會把整個草垛掀開，尋找散落在草垛中所有的針。”
發散思維可以有意識地進行訓練，如可以從用途、功能、結構、因果、材料等方麵進行思維。例如以“電線”為題，設想其可能的用途。自然有人與“電、信號”等聯係起來，作為導體；也有人當作繩來捆東西、紮口袋等。但當把電線分成銅質、重量、體積、長度、韌性、直線等再考慮，猛然發現電線有無窮無盡的用途。
圖2.4集中思維示意圖
再如，在回答“紅磚頭有什麼用”時，兩人均在兩分鍾內說出10種用途。A：造房子、造圍牆、造豬圈、造羊圈、造狗窩、造雞窩、造兔窩、造鴨窩、鋪路、造台階等，B：造房子、鋪路、練氣功、練舉重、做塗料、寫字、做武器、下象棋、防台風和放在汽車輪下防滑等。比較而言，B所涉及的類別較多，A隻局限於做建築材料，故B的發散思維變通性比A強。但若有人說“紅磚頭可以當作多米諾骨牌，作為比賽用具”，則與眾不同，可以認為該人發散思維獨特性較強。
2. 集中思維
集中思維也稱收斂思維，指以尋找解決的問題為中心，從眾多的已知條件或已有知識和經驗中，找出一個解決問題方案的思維方式。集中思維是將各種信息從不同的角度和層麵聚集在一起，利用已有的知識和經驗，將各種信息重新進行組織、整合，把眾多的信息和解題的可能性逐步引導到條理化的邏輯序列中，以產生新的想法的思維方法。如圖2.4所示，集中思維與發散思維圖示的箭頭相反，集中思維是一種單一目標的、閉合式的思維，也常稱為彙聚思維、輻合思維、求同思維或收斂思維。
集中思維具有彙聚性、唯一性和邏輯性的特點。
3. 發散思維與集中思維的關係
作為兩種思維方式，發散思維與收斂思維是有顯著區別的。從思維方向上來講，二者恰好相反，發散思維的方向是由中心向四麵八方擴散，集中思維的方向是由四麵八方向中心集中；從作用視角上講，收斂思維是一種求同思維，要集中各種想法的精華，達到對問題的係統全麵的考察，為尋求一種最有實際應用價值的結果而把多種想法理順、篩選、綜合、統一。發散思維是一種求異思維，為在廣泛的範圍內搜索，要盡可能地放開，把各種不同的可能性都設想到。發散思維更有利於人們思維的廣闊性、開放性，使人的思維極限盡量放寬，更利於在空間上的拓展和時間的延伸，而集中思維則有利於從各路思維中選取精華，使解決問題取得突破性進展。從一個相對完整的思維過程的角度來說，如圖2.5所示發散思維與集中思維又是創新過程中相輔相成的統一體，缺一不可。
圖2.5發散思維與集中思維的統一性
有的研究者曾經認為，集中思維可能對創造活動有阻礙作用，還認為中國人習慣使用集中思維，不如西方人善於使用發散思維，因此創新能力不如西方人。
集中思維對創新活動的作用是正麵的、積極的，和發散思維同樣是創新思維不可缺少的。這兩種思維方式運用得當，都會對創新活動起促進作用；使用不當，就不能發揮應有的作用。
但我們國家很長一段時間裏，教育方法上忽視了發散思維，這對創新能力的培養是不利的，這種教育方式需要改變，但並不能因此歸罪於集中思維。
楊振寧教授在談中美兩國教育哲學的差異時，得到的結論是：如果你討論的是一個美國學生，就要鼓勵他多學一些有規則的訓練；如果討論的是一個亞洲的學生，他的教育從亞洲開始的，那麼就鼓勵他去挑戰權威，以免他永遠膽怯。
收斂思維與發散思維是一種辯證關係，既有區別，又有聯係，既對立又統一。沒有發散思維的廣泛收集，多方搜索，收斂思維就沒有了加工對象，就無從進行；反過來，沒有收斂思維的認真整理，精心加工，發散思維的結果再多，也不能形成有意義的創新結果，也就成了廢料。隻有兩者協同動作，交替運用，一個創新過程才能圓滿完成。
在解決創新問題的過程中，起於發散，止於集中，相輔相成。任何一個創新過程，都要經過從發散到集中，再從集中到發散的多次循環，直到創新問題的解決。
閱讀案例
發散與收斂思維隻是創造性解決問題中的一種思維方法，應與橫向思維、縱向思維，正向、逆向思維等形成互補、交錯，而不能隻用單一的思維過程去完成一個綜合性的實際問題的解決方案，因為“創造性思考本身是一種複雜的、多元思維的整合”。
2.4.2橫向思維與縱向思維
橫向思維是一種共時性的思維，它截取曆史的某一橫斷麵，研究同一事物在不同環境中的發展狀況，並通過同周圍事物的相互聯係和相互比較中，找出該事物在不同環境中的異同。
縱向思維是一種曆時性的比較思維，它是從事物自身的過去、現在和未來的分析對比中，發現事物在不同時期的特點及前後聯係而把握事物本質的思維過程。
案例2.4
博諾的提問
牛津大學的愛德華·博諾先生非常推崇“橫向思維”。在一次講座中，博諾先生提出了這樣一個問題：某工廠的辦公樓原是一片2層樓建築，占地麵積很大。為了有效利用地皮，工廠新建了一幢12層的辦公大樓，並準備拆掉舊辦公樓。員工搬進了新辦公大樓不久，便開始抱怨大樓的電梯不夠快、不夠多。尤其是在上下班高峰期，他們得花很長時間等電梯。
顧問們想出了幾個解決方案：
（1） 在上下班高峰期，讓一部分電梯隻在奇數樓層停，另一部分隻在偶數樓層停，從而減少那些為了上下一層樓而搭電梯的人。
（2） 安裝幾部室外電梯。
（3） 把公司各部門上下班的時間錯開，從而避免高峰期擁擠的情況。
（4） 在所有電梯旁邊的牆麵上安裝鏡子。
（5） 搬回舊辦公樓。
你會選哪一個方案？
博諾先生說，如果你選1、2、3、5，那麼你用的是“縱向思維”，也就是傳統思維。如果選4，你就是個“橫向思維”者，你考慮問題時能跳出思維慣性。這家工廠最後采用了第4種方案，並成功地解決了問題。
“員工們忙著在鏡子前審視自己，或是偷偷觀察別人，”博諾先生解釋說，“人們的注意力不再集中於等待電梯上，焦急的心情得到放鬆。大樓並不缺電梯，而是人們缺乏耐心。”
橫向思維與縱向思維的綜合應用能夠對事物有更全麵的了解和判斷，是重要的創造性思維技巧之一。
1. 橫向思維
愛德華·德·波諾於1967年《水平思維的運用》一書中提出橫向思維。橫向思維是指突破問題的結構範圍，從其他領域的事物、事實中得到啟示而產生新設想的思維方式。《詩經》的“他山之石，可以攻玉”就是此思維的寫照。由於橫向思維改變了解決問題的一般思路，從多個角度入手，試圖從別的方麵、方向入手，其思維廣度大大增加，拓寬解決問題的視野，從而使難題得到解決。橫向思維常常在創造活動中起到巨大的作用。
橫向思維具有同時性、橫斷性和開放性的特點。在橫向思維的過程中，首先把時間概念上的範圍確定下來，然後在這個範圍內研究各方麵的相互關係，同時性的特點使橫向比較和研究具有更強的針對性。橫向思維對事物進行橫向比較，即把研究的客體放到事物的相互聯係中去考察，可以充分考慮事物各方麵的相互關係，從而揭示出不易覺察的問題。橫向思維突破問題的結構範圍，是一種開放性思維，思維過程中將事物置於很多的事物、關係中進行比較，從其他領域的事物獲得啟示從而得到最終的結果。
橫向思維常用方法有：
（1） 橫向移入
橫向移入是指跳出本專業、本行業的範圍，擺脫習慣性思維，側視其他方向，將注意力引向更廣闊的領域，解決本領域的問題；或者將其他領域已成熟的、較好的技術方法、原理等直接移植過來加以利用；或者從其他領域事物的特征、屬性、機理中得到啟發，形成對原來思考問題的創新設想。電話發明人貝爾說：“有時需要離開常走的大道，潛入森林，你肯定會發現前所未有的東西。”
（2） 橫向移出
與橫向移入相反，橫向移出是指將現有的設想、已取得的發明、已有的感興趣的技術和本公司產品，從現有的使用領域、使用對象中擺脫出來，將其外推到其他意想不到的領域或對象上。
（3） 橫向轉換
橫向轉換是不直接解決問題，而是將其轉換成其他問題。例如曹衝稱象，把測重轉換成測船入水的深度。
2. 縱向思維
縱向思維是指在一種結構範圍內，按照有順序的、可預測的、程式化的方向進行的思維形式，這是一種符合事物發展方向和人類認識習慣的思維方式，遵循由低到高、由淺到深、由始到終等線索，因而清晰明了，合乎邏輯。事物發展的過程性是縱向思維得以形成的客觀基礎，任何一個事物都要經曆一個萌芽、成長、壯大、發展、衰老和死亡的過程，並且在這個發展過程中可捕捉到事物發展的規律性，縱向思維就是對事物發展過程的反映。縱向思維被廣泛應用於科學和實踐之中。我們平常的生活、學習中大都采用這種思維方式。
縱向思維是從對象的不同層麵切入，具有縱向跳躍性、突破性、遞進性、漸變的連續過程等特點。具有這種思維特點的人，對事物的見解往往入木三分，一針見血，對事物動態把握能力較強，具有預見性。
縱向思維是按照時間軸即由過去到現在，由現在到將來的順序來考察事物的。此種曆時性思維方法被眾多學科所運用。在事物發展曆史中考察事物，其考察的事物必須是同一的，具有自身的穩定性和可比性。對未來的推斷就是對事物的發展進行預測。通過對事物現有規律的分析預測未知的情況相當普遍，如在氣象預測、地質災害預測等領域的廣泛應用，對於指導人們的行為、決策和規劃起著較大作用。
閱讀案例
橫向思維與縱向思維的區別：縱向思維是分析性的，橫向思維是啟發性的；縱向思維按部就班，橫向思維可以跳躍。有人用挖洞來比喻，認為縱向思維是為了把一個洞挖得更深的工具，橫向思維是在別處挖一個洞的工具。
2.4.3正向思維與逆向思維
正向思維是指人們在創新思維活動中按常規思路沿襲某些常規去分析問題，按事物發展的自然進程、特征、趨勢進行思考推測的思維方式，是一種從已知到未知來揭示事物本質的思維方法。逆向思維也稱為逆反思維或反向思維，與正向思維相反，在思考問題時，為了實現創造過程中設定的目標，跳出常規，改變思考對象的空間排列順序，從反方向尋找解決辦法的一種思維方法。正向思維與逆向思維相互補充、相互轉化，在解決問題中共同使用，經常取得事半功倍的效果。
1. 正向思維
正向思維法是人們經常用到的思維方式，它是在對事物的過去、現在充分分析的基礎上，推知事物的未知部分，提出解決方案，在人們麵對生產生活中的常規問題時，具有較高的處理效率，能取得很好的效果。
正向思維具有的特點：在時間維度上的一致性，隨著時間進行，符合事物的自然發展過程和人類認識的過程；認識上具有統計規律的現象，能夠發現和認識符合正態分布規律的新事物及其本質。
發現天王星之後的幾十年裏，人們又發現天王星的實測軌道同理論數據存在偏差，表現出軌道上下擺動的現象。有的天文學家大膽地推測，天王星的外邊還有一顆未發現的行星。19世紀40年代，英國的亞當斯花費了近兩年時間，終於用萬有引力定律和天王星實測數據推算出這顆尚未被發現的新星的軌道。幾乎與亞當斯同時，法國天文學家勒威耶也用艱難的數學方法推算出這顆新星的可能位置。1846年9月23日，柏林天文台台長加勒果然在勒威耶推算的位置方向找到了一顆未列入星表的八等小星，即海王星。它的發現又使太陽係的空間範圍增加了一倍半。80多年之後，天文學家們又通過類似的推理演繹方法在海王星外發現了冥王星（矮行星）。這些太陽係行星的發現均是正向思維的結果。
我國古代的“月暈而風、礎潤而雨”，“朝霞不出門、晚霞行千裏”，“魚鱗天不雨也風顛”之類預報天氣的諺語，都體現為正向思維。
2. 逆向思維
任何事物或過程，都包含著相互對立的因素，都是相反的對立麵的統一體。正向思維是人們習以為常、合情合理的思維方式，而逆向思維則與正向思維背道而馳，朝著它的相反方向去想，常常有違常理。逆向思維可以更好地想出解決問題的方案。
我國古代有這樣一個故事，一位母親有兩個兒子，大兒子開染布作坊，小兒子做雨傘生意。每天，這位老母親都愁眉苦臉，天下雨了怕大兒子染的布沒法曬幹；天晴了又怕小兒子做的傘沒有人買。一位鄰居開導她，叫她反過來想：雨天，小兒子的傘生意做得紅火；晴天，大兒子染的布很快就能曬幹。逆向思維使這位老母親眉開眼笑，活力再現。
在創新發明上更需要逆向思維，逆向思維創造出許多意想不到的人間奇跡。由我國發明家蘇衛星發明的“兩向旋轉發電機”誕生於1994年，同年8月獲中國高新科技杯金獎，並受到聯合國TIPS組織的關注。1996年，丹麥某大公司曾想以300萬元買斷其專利，可見其發明價值之巨大。“兩向旋轉發電機”的發明應歸功於逆向思維。翻閱國內外科技文獻，發電機共同的構造是各有一個定子和一個轉子，定子不動，轉子轉動。蘇衛星發明的“兩向旋轉發電機”定子也轉動，發電效率比普通發電機提高四倍。蘇衛星說，我來個逆向思維，讓定子也“旋轉起來”。這是他發明的思維基礎，也是他對創新發明思想的一大貢獻。
逆向思維可分為結構逆向、功能逆向、狀態逆向、原理逆向、序位逆向、方法逆向等。
結構逆向就是從已有事物的結構形式出發所進行的逆向思維，以通過結構位置的顛倒、置換等技巧，使該事物產生新的性能。
功能逆向是指在原有事物功能上去進行逆向思維，以尋求解決問題方案，獲得創造發明的思維方法。
狀態逆向是指人們根據事物某一狀態的反麵來認識事物，從中找到解決問題的辦法或方案的思維方法。
原理逆向是指從相反的方麵或相反的途徑對原理及其運用進行思考的思維方法。
序位是指順序和方位。順序又指時序或程序，方位又指方向和位置。序位逆向是指對事物的順序和方位逆向變動，以產生新的較佳效果的思維。
判斷是何種
思維方式
方法逆向是指在解決問題時，采用與慣用方法截然相反的方法的思維。
逆向思維的特征是突破常規和互換性。當用常規方法思考問題得不到解決時，應當考慮轉換思維方向進行，以尋找、發現或創新解決問題的新方法和新方案。
2.4.4形象思維與邏輯思維
1. 形象思維
形象思維是指以具體的形象或圖像為思維內容的思維形態，它是人的一種本能思維，每個人從一出生就會無師自通地以形象思維方式考慮問題。隨著思維的成熟和後天的教育，人們的思維方式才逐漸由形象思維（具體）向抽象思維（概念、邏輯思維）過渡，並最終由抽象思維取代形象思維的主要地位。
但這並不意味著形象思維就一定是低層次的思維方式，因為當大腦在抽象思維的進化道路上走到極致的時候，形象思維又會以一種新的姿態煥發新生，並引導思維向更高的層次發展，它不僅適用於不同的領域，而且適用於任何層次，尤其是在一些極度抽象的高尖端科技領域，形象思維的作用更是不可替代的。愛因斯坦說：“想象比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，並且是知識進化的源泉，嚴格地說想象力是科學研究中的實在因素。”韓信五寸布帛畫千軍萬馬而掛帥印，說明形象思維的重要。
形象思維具體體現為想象思維、聯想思維、直覺思維和靈感思維等。
（1） 想象思維
想象是人腦對記憶中的表象進行加工和改造以後，組合成新形象的過程。它是形象思維的具體化，是人腦借助表象進行加工操作的最主要形式。想象具有形象組合性、時空跨越性和高度自由性的特點，是自覺進行的一種積極主動的心理現象。
康德說過：“想象力是一個創造性的認識功能，它能從真實的自然界中創造一個相似的自然界。”想象力是創新思維的重要品質，它能使我們超越已有的知識和經驗，使思維插上翅膀，達到新的境界。創新者借助於豐富的想象力，可以超越時空條件限製，自由地馳騁在科學發現和技術發明的廣闊疆域，暢遊創新的自由快樂。
案例2.5
愛因斯坦相對論的誕生
相對論是想象力賦予它生命。愛因斯坦於1879年3月14日在德國小城烏爾姆出生，父母是猶太人。和牛頓一樣，年幼時愛因斯坦未顯出智力超群，相反到了四歲多還不會說話，家裏人甚至擔心他是個低能兒。
關於光的性質，還有很多謎，直到現在也無法用科學解釋。不過20世紀初，在人們了解光、研究光的過程中，帶來了物理學兩場革命，這就是相對論和量子論。為建立這兩個理論體係，許多傑出的物理學大師都做出了重要貢獻，其中最為突出的是愛因斯坦。
早在16歲時，愛因斯坦就從書本上了解了光是以極快速度前進的電磁波，他產生了一個想法，如果一個人以光的速度運動，將看到一幅什麼樣的世界景象呢？他將看不到前進的光，隻能看到在空間裏振蕩著卻停滯不前的電磁場。這種事可能發生嗎？於是他的智慧在想象中閃光。1905年，愛因斯坦發表狹義相對論理論，並衝破有200年曆史的牛頓物理理論體係。在相對論中，許多在牛頓構建的世界下不可能發生的事情都有了轉機，比如飛向未來的時間旅行。在牛頓的宇宙中，時間在任何一個地點，任何一個時間都是恒定的：它永遠不會加速，也不會減速。但在愛因斯坦看來，時間是相對的。時間旅行不僅是可能的，它已經實實在在地發生。愛因斯坦在時空觀徹底變革基礎上建立了相對論力學，指出質量隨著速度的增加而增加，當速度接近光速時，質量趨於無窮大。他給出著名的質能關係式：E=mc2，此式對原子能事業發展起到了指導作用。到1915年，愛因斯坦終於達到事業的巔峰，提出了廣義相對論的完整理論形式，永遠地改變了人類對整個宇宙的理解。
人們喜歡具有超級想象力的科幻作品。科幻作品本身就帶有先驗的性質，它既有紮實、準確的科學依據，又要對未來進行思考和預測。我們不能苛求科幻小說設想都在未來能夠證實，但肯定會有被未來的人們驚呼的預言得以實施和實現。《西遊記》和《封神演義》都不是科幻小說，卻不乏科學幻想的成分，順風耳、千裏眼在當代已經不再是神話，土行孫也有了盾構機可以注解。人們不能不佩服小說家們的奇思妙想。英國著名科幻作家克拉克的小說中預言了同步衛星通訊、光帆飛船的出現，已經被科學技術的發展所證實。倘若這些預言性質的設想，哪怕隻有極少成分能在人們的思想上發酵，為他們提供啟示，那就是人類思維明亮的火花，就是了不起的成就。中國著名科幻作家、世界華人科幻協會副會長、高級工程師王晉康認為，科幻能激發人的想象力，人類最為重要的能力就是想象力。在他的小說《時間之歌》中描寫了人工智能戰勝人類圍棋之王的一個場景，2018年當記者采訪時他坦言，自己也沒有料到小說描寫的場景，會於2017年在圍棋世界排名第一的棋手柯潔和人工智能AlphaGo的比賽中再現，柯潔落敗後現場流下眼淚，讓人們驚呼人類已經阻止不了人工智能了。柯潔也表示此後不再對戰人工智能。但一年後，柯潔食言了。柯潔亮相福州與國產人工智能圍棋“星陣”對弈。2018年末王晉康再次想象，人工智能將具有情感，照料我的晚年生活，形成生物人、機器人和諧共處的世界。
（2） 聯想思維
聯想思維，就是根據當前感知到的事物、概念或現象，想到與之相關的事物、概念或想象的思維活動。聯想思維方式也就是通常所說的由此及彼、舉一反三、觸類旁通。聯想思維主要有接近思維、相似思維、對比思維、關係聯想、對稱聯想、自由聯想、因果聯想和強製聯想等。
案例2.6
微生物的發現
荷蘭生物學家列文虎克從自由聯想中發現了微生物。1675年的一個雨天，列文虎克在工作很長時間後走到屋簷下休息，他看著下個不停的雨思考著剛剛觀察的結果，突然想雨水裏會不會有什麼東西呢？他從院子裏舀了一杯雨水用顯微鏡觀察，發現水滴中有許多奇形怪狀的小生物在蠕動，而且數量驚人。在一滴雨水中，這些小生物要比當時全荷蘭的人數還多出許多倍。列文虎克在顯微觀察中，第一次發現一些非常細小並隻能透過顯微鏡觀察到的生物，他稱之為“微生物”。1675年，他首次在盛放雨水的罐子裏發現了單細胞的微生物；1683年，他又在自己的牙垢物中發現了更小的單細胞生物。他發現“這些生物幾乎像小蛇一樣用優美的彎曲姿勢運動”。此後，列文虎克又用顯微鏡發現了紅血球和酵母菌。過了200多年以後，人們才搞清楚列文虎克發現的微生物是細菌。
（3） 直覺思維
直覺思維是指當人們研究某個問題時未經逐步分析，不受固定的邏輯規則約束，憑借已有的知識和經驗，便對問題的答案做出迅速而合理的判斷的一種思維方式。是一種無意識、非邏輯的思維活動。愛因斯坦關於科學創造原理的思想可以簡潔地表述成這樣一個模式：經驗—直覺—概念或假說—邏輯推理—理論。愛因斯坦說過，“真正有價值的東西就是直覺。”直覺是直接的感覺，本源於第一感覺和第六感覺，一種無意識的、非邏輯的思維活動。玻恩認為，“實驗物理的全部偉大發現都是來源於一些人的直覺。”法國著名物理學家德布羅意指出：“想象力和直覺都是智慧本質上所固有的能力，它們在科學的創造中起過，而且經常起著重要的作用。”數學家彭加勒在《科學與方法》中指出，邏輯是證明的工具，直覺是發現的工具。在人們麵前有無數條可供選擇的道路，邏輯可以告訴我們這條或那條路保證不遇見任何障礙，但是它不能告訴我們哪一條道路能引導我們到達目的地。必須從遠處瞭望目標，教導我們瞭望的本領是直覺，沒有直覺，數學家便會像這樣的一個作家：他隻是按語法寫詩，但是卻毫無思想。魏格納的大陸漂移假說提出就是直覺思維。
直覺思維是由想象和判斷組成的，以想象為主，因此直覺的形式主要是形象或圖形。魏格納的大陸漂移假說就是直覺思維的成果。直覺思維具有直接性、突發性、跳躍性、或然性、理智性等特征。
（4） 靈感思維
靈感思維是指經過長期的冥思苦想之後，突然產生新設想，瞬間解決問題的思維活動。
靈感思維是突如其來的，瞬間產生的，是一種頓悟，是思維過程中的一種短暫的最佳狀態。
靈感思維的出現往往帶有神秘感，具有不可確知性，但它是可以開發的，可以通過勤奮思考獲得的。靈感是人腦的機能，是人對客觀現實的反應。錢學森說：“如果把非邏輯思維視為形象思維，那麼靈感思維就是頓悟，實際上是形象思維的特例。靈感的出現常常給人們渴求已久的智慧之光。”
作為一種特殊的創新思維方式，它具有累積性、偶然性、易逝性、誘發性、獨創性、模糊性、情感性、結果性等特征。
案例2.7
吉列的發明
美國吉列公司創始人坎普·吉列，於1855年1月5日出生在美國芝加哥一個小商人家庭。因父親做的是小生意，家裏經濟狀況很緊張。16歲吉列被迫輟學，開始走向社會，尋找一份自食其力的工作。對一個沒有學曆、沒有經驗的人來說，最容易找到的工作就是推銷員。在巴爾的摩瓶蓋公司做了連續24年的推銷員，40歲的人生沒有任何起色。
直到有一天，當他手托下巴陷入沉思的時候，那刮不幹淨的胡須紮了一下他的雙手，同時也刺激了他的思緒：每個男人都需要刮胡子，而刮胡子就需要剃須刀。一想到剃須刀，他頓時高興地跳起來，聯想到自己修麵整容時的很多不方便後，便暗暗下定決心，一定要開發出一種“用完即扔”的剃須刀，來實現自己的發財夢想。一個觸摸的瞬間，產生了一個難忘的靈感。
正是吉列發明的小小剃須刀，使得世界上所有的男人改變了剃須方式。小小刀片的包裝上，吉列用他留滿胡須的臉當商標，隨同他的刀牌一塊賣到世界各地，他的臉因此被人們稱為“世界上最有名氣的一張臉”。吉列正因這小小的刀片而成為一大富翁。
如何促使靈感產生？心理學認為下列條件有助於產生靈感：① 必須進行長期的預備性勞動。對問題的解決有濃厚的興趣，對問題和有關數據進行長時間的反複的探索，這是捕獲靈感的最為基本的條件。② 必須把全部的注意力集中在問題上，直至對問題達到沉迷的程度。③ 必須擺脫習慣思維的束縛。與他人交換意見，參加問題討論，特別是聽取和分析不同意見，有助於打破習慣思維的束縛，激發靈感的產生。④ 充分利用原型啟發。從其他事物引起聯想，找到解決問題的途徑，即是啟發，起啟發作用的事物，稱為原型。日常用品、自然現象、機器、圖片、提問、文字等都可能對發明創造有啟發作用。⑤ 保持樂觀而鎮定的心情。⑥ 夢中產生靈感。經過調查，有70%的科學家和發明家在夢中得到過啟示，解決了一些白天未能解決的難題。⑦ 博學多識，文理兼通，有助於靈感產生。著名科學家李政道說，科學與藝術是山腳下分手，在山頂上重逢。科學發展藝術化，藝術發展科學化是人們關注的命題，科學的準確性、發展性，藝術的完美性、簡單性，正是科學與藝術互相結合的磁性軌道。
1943年美籍意大利物理學家費米得出了一個引起原子核裂變的關鍵性發現：如果中子束事先通過石蠟來降低速度，那麼當中子束射中靶子的時候，就能極其有效地使靶子中的原子核變得不穩定。費米回顧這一重大科學發現的靈感產生情景時說：“當時我們正在不辭辛苦地研究中子誘發放射性的問題，遲遲得不出有意義的成果。一天，我不到實驗室，忽然產生一個念頭：我應該考察一下在入射中子前麵放置一塊鉛有什麼效應。我一反往常，不惜付出艱苦勞動，到機床上加工了一塊鉛，我分明感到某種不滿意，因此我找到種種借口拖延時間，不把這塊鉛放上去。最後，我終於準備勉強把它放到那裏去。可是，我喃喃自語：不，我不想把鉛塊放在這裏，我想放一塊石蠟。事情就是這樣。沒有前兆，事先也不曾有意識地進行推理。我馬上隨手取了一塊石蠟，把它放到原來準備放鉛的地方。”這喃喃自語的一閃念，使他獲得了成功。
2. 邏輯思維
邏輯思維也稱抽象思維或理論思維，是以邏輯推理為主的創新思維方式，是人們借助概念、命題、判斷、推理等思維形式，運用比較、分析、綜合、概括、歸納、演繹等方法，有步驟地根據已有的知識及所占有的事實材料，導出新的認識或結論的思維過程。錢學森指出，人們對抽象思維的研究成果曾經大大推進了科學文化的發展。在數學論證、福爾摩斯偵探故事、專業論文、戰爭博弈等領域的思維都是運用邏輯思維的結果。
閱讀案例材料
具有嚴密邏輯思維能力的人，在學習、研究、生活等方麵，都能更加準確地對事情進行邏輯推斷，得出合理的結論。邏輯思維具有概念化、廣泛化、多樣化、抽象化的特征。邏輯思維方法是一個整體，它是由一係列相互聯係、相互區別的方法組成的，主要有：歸納和演繹，分析和綜合，從具體到抽象和從抽象上升到具體，邏輯和曆史統一的方法等。
2.4.5平麵思維與立體思維
1. 平麵思維
平麵思維是指對思維對象隻在一個平麵上作單一定向的思維，是線性思維向著縱橫兩個方向擴張的結果。可表現為平麵上一個點向周圍展開，也可以表現為向著一定方向延伸開來的直線。當思維定向、中心確定後，就要從幾個方麵去分析說明問題。當這些點並不構成空間，而是處於同一平麵不同方位時，思維就進入到了平麵思維。
平麵思維具有明確性、跳躍性、廣闊性和不全麵性等特征。
同為平麵思維，每個人拓展的範圍是不一樣的。書讀得多，思考就會廣。在某個方麵無限拓展平麵思維，就容易成為某個方麵的行家能手。假如你整天想的是衣食住行、吃喝玩樂，就有可能成為玩家、烹飪大師、美食家、旅行家等。若是運用平麵思維考慮某個行業領域的問題，就有可能成為該行業領域的專家、權威。
案例2.8
一道香港小學生入學測試題
一香港小學新生入學測試題，卡片上畫幾個並排的停車位，從左往右，第一車位號是16，第二個是06，第三個是68，第四個是88，第五個車位上停著一輛豪車，遮擋了車位號，每六個車位號是98。問題是汽車停的是幾號車位？
此題很多成年人回答不出，因為車位號之間太缺少邏輯性，實在看不出到底存在什麼關係，這就形象說明線性思維的局限性。相反，小學生倒是有可能是容易回答，因為小孩的思維沒有成年人的條條框框。題目的正確答案是：汽車停的是87號車位。道理很簡單，你隻要把圖片倒過來看，就明白了。
“倒過來看”就是典型的平麵思維，其主要特征是換個角度看問題。從百科全書式的全才牛頓身上我們知道，數學是自然科學中的哲學，哲學是社會科學中的數學。我們在做數學題的時候，訓練的就是運用各種定理、公式進行多角度多維度的思考。
2. 立體思維
立體思維亦稱整體思維、空間思維或多元思維，是指人們跳出點、線、麵的限製從上下左右前後四麵八方進行思考問題的思維方式。在立體思維中，對思維對象從多角度、多方位、多層次、多學科、多手段考察研究，力圖真實反映思維對象的整體以及與其周圍環境事物構成的立體畫麵。立體思維要反映思維對象在時空內的結構、位置、運動、變化的全息圖像。立體思維不隻是反映對象的個別或者是對象的某個一般，而是對象的有機整體；不隻是反映對象的某個層次，而是由諸多層次互相承續而構成的不斷在時空運動中的相互聯係的整體。立體思維的成果，一定是綜合的或整體性的。
以養魚為例說明立體思維。人們開始考慮養魚，可能僅僅考慮飼養某類魚而未能考慮某個水域的線、麵、體之利用，這是點思維，特征是隻確定了思考的中心，沒有將它展開或延伸。若人們開始將養魚問題具體化，根據各種魚類活動的習性進行水體分層養魚，就是一維思維或線性思維。若人們將養魚具體化為某個河段或某個水域水麵的利用時，開始了二維思維或平麵思維。但不同水麵、不同的層次平麵、各個立體方位，可以養殖不同的魚類，形成了養魚的立體思維。借助空間三軸坐標體係，可以將湖泊、海域等水域形成不同的層次或各個立體方位，養殖不同的魚類，形成了一種立體思維的模型，可以充分利用各類水體進行養魚。過去人們在一方魚塘內可能隻養一個品種的魚，後來人們發現各種魚的生活習性是不一樣的，有的生活在水域的中層，有的生活在水域的底層，魚的飼料也不一樣，因此人們把多種魚進行混養，組成一個立體的養殖網絡。不僅如此，人們還在魚塘內養蚌，采珍珠，魚與蚌組成另一個新的網絡。同時，還可以在魚塘邊種果樹，魚與果相結合。還有的在魚塘旁邊養豬等，魚和畜的結合形成了一個有機的生態循環。
狹義的立體思維是指空間三維思維和加上時間的時空四維思維。廣義的立體思維則是指含有時空在內的多維或n維思維。廣義的立體思維，注重從思維的客體實際出發，考察並把握思維客體，其思維的本質就是要真正把握思維對象的外在整體和內在整體。因此廣義的立體思維是包括多側麵、多視角、多方位、多層次的，具有係統性、完整性、全麵性的n維思維。
立體思維具有層次性、多維性、聯係性、係統性和整體性的特征。
立體思維具有以下三個規律：① 諸多因素綜合律，指思維在由低級向高級發展的過程中，要運用多種觀察工具、多種思維形式，把思維對象的各個方麵、各種因素綜合為一個整體。② 縱橫因素交織律，指在縱向分析與橫向分析的基礎上，使兩者交織成為一個有機整體，這裏的縱向分析是對認識對象進行曆史分析，橫向分析是分析思維對象運動全過程中內在與外在矛盾的各個方麵。③ 各層次、因素、方麵貫通律，指從問題的提出到問題的展開，須按照思維自身和事物自身的層次、環節、階段或結構體現出立體思維的有序性。
立體思維主要方法有整體思考方法、係統性思考方法和結構分析方法。服裝設計是
書海掣鯨毛澤東
一門綜合性藝術，是科學技術和藝術的有機結合，不但要有藝術的形象思維，更要有工程技術的邏輯思維。服裝設計的立體思維如果隻是憑空想象就很難把立體形狀想清楚。特別是由平麵轉化成立體的成型過程和具體的形態細節，需要設計者做到心中有數。隻有充分掌握各種複雜造型的技巧，合理運用材質特性，結合空間美學，
運用立體思維，才能體現服裝設計的最佳效果。
思考題
1. 什麼是思維？什麼是創新思維？簡要地說明創新思維的形成過程。
2. 什麼是思維障礙？思維障礙有哪些表現形式？如何克服思維障礙？請列舉主要思維障礙的類型及其克服方法。
3. 請結合自己專業學習或生活的實際，說明創新思維的形成過程。
4. 創新思維的類型有哪些？請列舉出學習或生活中的相關例子。
5. 結合大學生活和專業學習，列舉創新思維應用實例。
6. 通過信息檢索技術收集兩年來你感興趣的科技領域最新成果的相關新聞，進行總結與概括，寫一篇科技新進展的交流文章。
第3章批判性思維與科技創新
第3章批判性思維與科技創新
【學習目標】
理解邏輯與邏輯思維的概念，理解命題與論證關係，掌握演繹與歸納推理方法。明確對思維展開的思維，即批判性思維的作用和價值。熟悉批判性思維者應當具有的理智素質，理解並掌握批判性思維的中心問題，以及批判性思維的任務與步驟。理解科技創新中的推理，明確隱含假說及其挖掘的意義。切實理解並掌握沒有批判精神，創新意識難以形成，創新過程就不能啟動並持續下去，創新成果也就不能最終完成的主要斷言。
思維是人類最重要的資源。批判性思維是理性和創造性的核心能力，是學生智能素質的重要構成部分，可以說沒有批判性思維教育就沒有真正的全麵素質教育。知識經濟時代是崇尚“批判性思維”的時代，因為它是推動知識社會前進的動力。全麵素質教育所強調的“創新精神與實踐能力”，倘若離開了批判性思維，將是一句空話。1972年美國教育委員會進行了一個調查研究，發現在4萬名從事教學的成員中，97%認為“大學本科教育的最重要的目的，是培養學生的批判性思維的能力”，“熟練地和公正地評價證據的質量，檢測錯誤、虛假、篡改、偽裝和偏見的能力”，“這對個人的成功和國家的需要都有核心的重要性”。人的生存和發展的狀態取決於是否善於思考，在21世紀的今天尤其是這樣。如果不能批判性思維，你的生存也將陷入危險，你將在生活中受到傷害，讓那些希望你受傷害的人得逞，而你自己卻懵然無知；如果不能批判性思維，你將無法辨別是非，更不用說抵抗，你將任人擺布；如果不能批判性思維，實現預期結果的可能性就更小。所以，批判性思維不僅能讓你在考試中取得好的成績，寫出論證縝密的文章，或是提出一種經得起檢驗的實驗假說；批判性思維更是一種生活方式，在某些組織試圖左右你的思維時，它能幫助你明辨是非。
愛因斯坦指出,“批判性思維，是科學創新的前提。沒有批判性思維，就沒有科學創新。發展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把獲得專業知識放在首位。如果一個人掌握了他的學科的基礎理論，並且學會了獨立地思考和工作，他必定會找到他自己的道路，而且比起那種主要以獲得細節知識為其培訓內容的人來，他一定會更好地適應進步和變化。”美國投資家沃倫·巴菲特說，“你的正確來自於你的事實對和你的推理對——這是唯一使你正確的原因。如果你的事實對和推理對，你沒有必要擔心別人的看法。”
3.1邏輯思維及其方法
3.1.1邏輯與邏輯思維
1. 邏輯與邏輯學
邏輯源自古典希臘語(logos)，最初意思是詞語或言語，引申出“思維”或“推理”的意思，是人通過概念、判斷、推理、論證來理解和描述客觀世界的思維過程。1902年嚴複譯《穆勒名學》，將其意譯為名學，音譯為邏輯。因該詞是由日製漢語倫理一詞分拆而來，所以日語還把它譯為倫理學。傳統上邏輯被作為哲學的一個分支來研究。
邏輯的詞義有四種：一是思維的規律、規則，如“無論說話或寫文章都要符合邏輯”，這裏強調的是清晰、條理、順序與關聯性。常常有人告訴我，他講話的問題是缺乏邏輯性，意思就是混亂。精神病患者的特征就是缺乏邏輯，跳躍、不連貫，前言不搭後語，或者如成語所說叫語無倫次。二是客觀的規律性，尤其指事物變動發展的順序與規則。如“這些人的做法簡直不符合邏輯”，“某個說法不合邏輯”，這裏的邏輯等同於規律。三是某種理論、觀點，如“按照強者的邏輯，誰先控製海洋誰就將控製世界”。我們說強盜邏輯、富人邏輯、窮人邏輯，都是這個意思。如我們常聽到，“曆史的邏輯決定了人類社會將一直向前發展。”四是指邏輯學或邏輯知識。老舍《黑白李》中說“黑李並不黑，隻是在左眉上有個大黑痣，因此他是黑李；弟弟沒有那麼個記號，所以是白李；這在給他們送外號的中學生們看，是很合邏輯的”。
邏輯就是思維的規律、規則。從狹義來講，邏輯就是指形式邏輯或抽象邏輯，是指人的抽象思維的邏輯；廣義來講，邏輯還包括具象邏輯，即人的整體思維的邏輯。
邏輯學是研究用於區分正確推理與不正確推理的方法和原理的學問。有時邏輯和邏輯學兩個概念通用。在我國古代，邏輯學又被稱為理學、理則學、名學、刑名之學等。自十九世紀中期，邏輯經常在數學和計算機科學中研究。邏輯的範圍非常廣闊，從核心主題如對謬論和悖論的研究，到專門的推理分析如或然正確的推理和涉及因果關係的論證。
2. 邏輯思維
學習就是要學會思維。思維的形式有多種。首先，“意識流”，就是遍布於我們頭腦中的無意識的和不受控製的觀念過程，比如，呆呆地在想些什麼，或者心中的一個閃念，都屬於意識流；其次，“虛構故事”，比如，我們偶然間想到“農夫和蛇”的故事，這個故事是我們沒有直接感知的，而且是虛構的，是不帶連續性的，這不同於觀察到的實際的記錄。第三，“沒有證據的信念”，比如“我想明天將冷起來了”，等於說“我相信明天會冷起來”。信念包含那些我們並無確定的知識，然而卻確信不疑地去做的事情，也包含那些我們現時認為是真實的知識，而在將來可能出現疑問的事情。這些形態的思維，或者是無意識產生的，比如第一種“潛意識”；或者是隨意的、沒有連續性的，比如第二種“偶然的想象”；或者是人雲亦雲，直覺猜測，想當然，比如第三種“沒有證據的信念”。
通過邏輯進行思考就叫邏輯思維。邏輯思維是思維的一種高級形式，是指符合世間事物關係(合乎自然規律)的思維方式，也常稱為抽象思維或理性思維或“閉上眼睛的思維”。
邏輯思維是人的理性認識階段，是人們在認識過程中借助於概念、判斷、推理等思維形式能動地反映客觀現實的理性認識過程，又稱理論思維，抽象思維。它是作為對認識者的思維及其結構以及起作用的規律的分析而產生和發展起來的。隻有經過邏輯思維，人們對事物的認識才能達到對具體對象本質規律的把握，進而認識客觀世界。它是人的認識的高級階段，即理性認識階段。
邏輯思維以抽象為特征，通過對感性材料的分析思考，撇開事物的具體形象和個別屬性，提示事物的本質特征，形成概念，並運用概念進行判斷和推理來概括地、間接地反映現實。
邏輯思維是一種確定的，而不是模棱兩可的；前後一貫的，而不是自相矛盾的；有條理、有根據的思維；在邏輯思維中，要用到概念、判斷、推理等思維形式和比較、分析、綜合、抽象、概括等思維方法，而掌握和運用這些思維形式和方法的程度，也就是邏輯思維的能力。
社會實踐是邏輯思維形成和發展的基礎，實踐的發展也使邏輯思維逐步演化和發展。
支持人們做出或接受某些斷言的方式很多，推理並非唯一的一種，比如可以訴諸於權威或情感，在某些語境中，它們可能很適當且頗具有說服力。不假思索的時候，我們通常依賴習慣。但是，如果要做出可靠的判斷，最堅實的基礎就是正確的推理。
3.1.2命題與論證
1. 命題
語言是我們交流的工具。生活中交流有不同的需求、內容和方式，因此語言有不同的功能和運用目的。表達事實和觀點的句子為陳述句，或稱斷言，或稱命題。如陳述句：
母親的生日是十月一日。
人的認識隻能從實踐中來。
美國最大的州曾經是一個獨立的共和國。
有耕耘才有收獲。
這些句子陳述事實、表達觀點，可以是真也可以是假，可客觀檢查它們的真假可能性，其答案不依賴於人們的想法。“母親的生日是十月一日。”不是表達個人感情，也不是做善惡評價，可以不依靠說話人進行真假判斷：找出出生證來進行檢查。根據個人和別人的經驗來討論“人的認識隻能從實踐中來”觀念的真假。有些人可能會用不用辛辛苦苦勞動獲得幸運的事例爭辯“有耕耘就有收獲”的觀念其實並不一定真。
命題可以是上述的簡單陳述句，也可以是兩個或兩個以上的陳述分句組成的複合形式。
太陽是紅的並且大海是藍的。
如果下雨，草地就會濕。
亞馬遜河流域製造了大約全球百分之二十的氧氣，產生了其流域內的絕大部分降水，並且擁有許多未知的物種。
命題是推理的建築基塊。每一個陳述或命題都是或真或假的。
在實際情形中，準確識別命題雖然是首要的任務，但也是困難重重的。有問題的命題識別，受到有意混淆、含混不清的術語、思想本身的混亂等因素的幹擾。前美國總統沃倫·哈丁在就職演說上的一段話：
我們曾毫無準備地錯過了麵臨的實際挑戰，現在該考慮如何讓我們所有的公民都加強公民責任並增加我們的成就。
沒有人能夠理解哈丁的意思，因為此句話根本就不表達任何意義，美國諷刺作家亨利·路易斯·門肯就將其描述為“通過手勢而明白的冠冕堂皇的廢話”。
如我們不知道一個命題或陳述到底指的是什麼，就無從評價支持或反駁該命題的論證，對於解決該命題的爭議就會束手無策。因此，評價一個論證需要對論證中出現的命題或陳述有全麵的理解。如高談闊論的人總是喜歡說“向往自由是人的本性”，聽來深入人心，但仔細推敲後不禁要問：到底有哪些證據支持這個說法呢？
2. 論證
論證是這樣的命題組：一個命題從其他命題推出，後者給前者之為真提供支持，對任一可能的推論，都有一個與之相應的論證。
論證有三大基本要素：前提、結論、前提和結論之間的推理關係。判斷一段話是不是論證，就看是否至少包括這樣的一個基本結構。沒有前提或者沒有結論，不是論證；沒有推理關係，也不是論證。
甲：聽說有隻豬被砍了頭跑了幾百米。
乙：不可能！
甲：怎麼不可能？
乙：當然不可能。
甲：完全可能。
乙：絕對不可能。
甲：你懂什麼？思想僵化！
乙：你就會胡言亂語！
上述對話展示了什麼是爭論，什麼是論證。爭論隻有立場沒有理由，除了生氣上火不會帶來任何收獲。論證是由兩個或更多的陳述組成的，陳述間有一種關係，其中一個陳述叫結論，其餘的是理由。
小麗要為是否收養一隻狗做決定。這是一個閨密希望給她的小狗。小狗名字叫甜葡萄，可愛但也很調皮、吵鬧，小麗深深地喜歡上了它。經過思考，小麗決定讓甜葡萄成為家庭一員。她想，“我很愛甜葡萄，我能夠照料它，我找不到任何理由拒絕接受它”。當我們為接受一個斷言給出理由時就是在做論證。小麗為收養甜葡萄所作的思考就是論證，她為“我該領養甜葡萄”給出了理由。小麗的論證如下：
前提：我愛甜葡萄，我能夠照料它，我找不到任何理由拒絕接受它。
結論：所以，我應該領養甜葡萄。
小麗的命題是她是否收養小狗甜葡萄，小麗的結論表達了她對命題的立場。對於任何論證而言，論證的結論是在表明對命題所持的立場，而論證的前提則是要給出持特定立場的理由。小麗推理的質量決定於她為得出自己的結論給出了多少支持的前提。支持結論的前提必須是真的，可以支持結論的前提必須是和結論相關的，而且必須和結論真相關。總之，前提必須是令人信服的。
再思考小麗所給出的前提：“我能夠照料它”。此前提與其結論是相關的。但它的確為真嗎？小麗真的有時間訓練小狗甜葡萄嗎？她有沒有訓練場所？如果她外出或是旅行，甜葡萄怎麼辦？每年夏天小麗要休假或去看望父母親，甜葡萄怎麼辦？當小麗思考得越深入，她才能知道當初的思維中哪些需要重新思考。
由此來看，論證是由前提和結論所構成，其中前提為結論提供理由，結論是被前提所支持的斷言。僅僅報告一個事實，如“太陽每天都會從東方升起”，這不是論證，既不能證明什麼，也不意味著讓你相信它。但如加上一句“因為它以前天天從東方升起”，那麼這就是論證，前一句是後麵一句的結論，後麵一句是前麵一句的理由，也稱之為前提。它意味著讓你相信，過去我們天天看到的事實，是我們相信太陽每天都會從東方升起的理由。
顯然，從文章或講話中辨認出論證，是分析、評價的起點。在看似嚴謹的學術論文中，論證也可能不總是一目了然的，更別說那些躲藏在用美女或者名人作推銷廣告吸引你過去的煽情用語。結論或理由經常省略，關鍵證據常被煽情代替，所以要避免盲從，人們必須具備分辨論證的技能：能夠解讀圖像語言或圖像之後的意義，從紛雜的句子或美女後麵辨認出原意和論證。辨識論證的線索主要有：注意關於事實、觀點和提議的陳述語句；找出引導理由、結論和推理的語句；明確作者的意圖並以此為根據；從結論向上追尋理由的方法；整體的理解和判斷。
3.1.3演繹與歸納推理
從前提到結論需要推理。推理是從已知的前提推出結論的過程。推理屬於科學，也屬於技藝。通過推理訓練可加強推理技能，從而更有可能做出正確的推理。推理是決定論證好壞的一大關鍵因素。即使前提真實可靠，不合適的推理還是會導致錯誤結論。現代邏輯學中推理的方法分為演繹推理和歸納推理兩種，演繹推理是一種從一般結論推理出特殊結論的過程，歸納推理相反，是從特殊結論推理出一般結論的過程。
劃分演繹和歸納的一個方法是根據前提和結論所涉及的普遍性：演繹是從普遍的論斷推理到具體的事例上，而歸納推理則是從個別的、過去的事例推論到普遍的論斷。
1. 演繹推理
演繹推理是從一般向個別的推理。它的前提不是個別的例子或情況，而是普遍的規律，它的結論則是這個普遍規律的一個例子。
由亞裏士多德提出來的“三段論”，是人類最基本的邏輯推理方法。一個三段論就是一個包括有大前提、小前提和結論三個部分的論證。最為人所熟悉的典型例子是：
所有的人都會死（大前提）。
蘇格拉底是人（小前提）。
——————————————
所以，蘇格拉底會死的（結論）。
這是一種最常用的推理形式。你已經知道所有的人都會死，自然作為人的蘇格拉底也會死。任何三段論都必須具有大、小前提和結論，缺少任何一部分就無法構成三段論推理。但是，在具體的語言表述中，無論是說話還是寫文章，人們常常把三段論中的某些部分省去不說，或是大前提，或是小前提，或是結論。舉例來看：
① 你是學習經濟專業的學生，你應當學好經濟理論。
② 企業都應該提高經濟效益，國有企業也不能例外。
③ 所有的人都免不了犯錯誤，你也是人嘛。
例①省略了大前提“凡是學習經濟專業的學生都應該學好經濟理論”。例②省略了小前提“國有企業也是企業”。例③省略的結論是“你也免不了犯錯誤”。
演繹推理結論的內容少於它的前提，結論的內容是其前提內容的一部分。
例如：有一青年在商店門前觀看了一名盲人的音樂演奏，十分讚歎地說：“盲人都有音樂才能，這個人是盲人，所以這個人有音樂才能。”這個演繹推理可表示為：
盲人都有音樂才能，
站在門前的這個人是盲人，
——————————————
所以，站在門前的這個人有音樂才能。
如果你能肯定“盲人都有音樂才能”是真的，那麼必然肯定這個盲人有音樂才能，否則就自相矛盾。演繹推理的結論沒有新的內容，一般比它的前提的內容還少，所以演繹推理不給人新的知識。雖然這種知識沒有超出前提的範圍，但畢竟是從“隱藏”走向了“呈現”，對於我們來說，往往也是新的，而且由於我們常常是為了某種實際的需要才做演繹推理，其結論很可能是具有實際應用價值。
對於一個演繹論證，如果其前提為真，則證明了其結論。當一個論證滿足條件：當其前提為真時，其結論不可能為假，這個論證是有效的。
顯然，你已經注意到，並不是所有盲人都具有音樂才能的，例子中的前提是假的，但這個論證是有效的。因為該論證不可能出現前提為真而結論為假的情形。有效的意思是前提如果是真，那麼結論不可能為假。
可以用可靠論證來描述前提為真的有效推理。
前提：小張比小李高，小李比小趙高。
結論：小張比小趙高。
再如：
前提：一切化學元素都是在一定條件下發生化學反應，惰性氣體是化學元素。
結論：惰性氣體在一定條件下確定能發生化學反應。
上述推理有效且前提為真，所以是可靠推理。
要正確運用“三段論”，還必須遵循亞裏士多德提出的邏輯推理三大規律，即同一律、矛盾律和排中律。
2. 歸納推理
另一位青年在商店門前觀看了一名盲人的音樂演奏後說：“盲人都有音樂才能，比如阿炳，你一定聽過《二泉映月》吧？”
“盲人都有音樂才能”把音樂天才和失明聯係起來，是盲人就會有音樂才能，這是一個普遍的斷言。青年的另一個理由是創作《二泉映月》的阿炳，他是盲人，又是有音樂才能。所以他的前提到結論的推理是：
站在門前的這個人是盲人，有音樂才能。
阿炳是盲人，有音樂才能。
——————————————
所以，盲人都有音樂才能。
由一個個例子推導出一個普遍的結論，是歸納推理中最基本的一種。由於列舉的事例都是已經發生的、已知的，而普遍結論隱含著一切情況，包括未來的、我們現在還不知道的情況，所以歸納推理是從個別到一般、從過去到未來、從已知到未知的推理。上述例子中，阿炳是個盲人是已知的事實，而結論“盲人都有音樂才能”表明任何盲人，包括還沒有碰到的、其他地方的、將來的盲人，都有音樂才能。
歸納推理有幾種類型，包括統計歸納、類比推理、因果推理等，這些都是從有限數量的事件推論到普遍規律，從過去發生的事件推論未來發生規律，從已知推論未知，其結論的內容多於前提包含的內容。長期以來，人們把歸納推理作為得到新知識的方法。
（1） 統計歸納推理
統計歸納是在一定數量的事物A（樣本）中發現有若幹百分比的A有屬性B，然後歸納為在所有的A中也有這樣百分比的A有屬性B。比如，在一個有數萬學生的大學中對200人進行問卷調查，統計顯示65%的學生回答說他們有異性的朋友，但不打算結婚。由此推論說該學校65%的學生有異性朋友，但不打算結婚，這就是統計歸納。調查的200人有這種情況，然後推理到總體，說該大學所有的大學生65%的人都有這種表現。
1936年美國的民意測驗機構《文學文摘》雜誌，為預測總統候選人民主黨羅斯福與共和黨蘭登兩個誰能當選，對電話簿上的地址和俱樂部成員名單上的地址發出1000萬封信，收回回信200萬封，花費大量人力物力。雜誌社相信自己的調查結果——蘭登將以57%對43%的比例獲勝，並進行大力宣傳，最後選舉的結果卻是羅斯福以62%對38%大獲全勝。同時美國蓋洛普等三家民意測驗機構事先根據人口分布特點設計抽樣方案，派調查員調查3000選民，預測羅斯福當選，結果居然在預料之中。《文學文摘》雜誌調查失敗的原因是抽樣不是從總體（全美國選民）中抽取。1936年美國有私人電話和參加俱樂部的大部分都是比較富裕的家庭。以電話簿和俱樂部名單發信，忽略了平民選民，選取的樣本嚴重偏離了總體，也就缺乏全美國選民的代表性。蓋洛普等三家民意測驗機構調查成功的原因是所取樣本的個體具有選民的代表性。
在信息化時代的今天，幾乎每天的報紙或網絡上都會有這樣的統計方式出現。由於用統計歸納得到的結果大多數情況是正確的，如美國總統選舉的民意預測，或是因為不可能對整體調查，如全體公民，所以統計歸納推理廣泛。
有三個統計學家上山打獵，一隻野豬突然出現。第一個人開槍，結果偏左一米。第二個人開槍，結果偏右一米。第三個人放下槍歡呼：“平均而言我們打中了！”
由此可見，統計遠不是如此容易簡單。有一流傳廣泛的順口溜：“錢家有財一千萬，九個鄰居窮光蛋，平均起來算一算，個個都是錢百萬。”若是輕率地運用，或是有意地操縱，統計數字實際上就是流言和八卦，更別說真正的流言和八卦也被弄得很像是統計。“世上隻有三種謊言：謊言、該死的謊言和統計”已經流傳了一百餘年。
好或壞的統計歸納的檢驗，首先要檢查前提的可靠性和結論的相關性，還要看樣本的代表性和數量，更容易被忽略的是調查方式、計算標準和解釋。因此上述三個方麵是評價統計歸納推理的主要因素。
（2） 類比推理
類比推理是從兩個事物的一些性質相似，推導出這兩個事物在別的性質上相似的過程。例如日常生活中你決定去購買特定的鞋子，是因為以前與之類似的其他鞋子你穿後感覺舒適。人類科學新思想和新發明來自於思維的跳躍和聯想，許多就有類比的要素。小鳥因有翅膀和力量而飛翔，人類一直夢想自己也可安裝上可以飛翔的翅膀。科學研究的很多依據就是類比。醫學研究中大量使用小白鼠做實驗，因為小白鼠和人在一些方麵相似，所以小白鼠產生的反應，也可能在人身上產生。
其實人們在做決策、預言時，隻要是根據過去的經驗，就可能做類比推理。按赫拉克利特所說，人不可能兩次踏進同一條河流，曆史沒有完全一樣，雖然看起來很多方麵一樣。類比推理要注重前提中列出的相似性的真假、多少、重要性，以及和結論的相關性，更要注意尋找差異性，把它們與相似性比較，看哪邊更多、更重要、與結論更相關。
膚淺的相似性受思考的簡單習慣和偏見的影響。如中國寓言鄰人偷斧的故事一樣，偏見看到的一切都有它需要的相似性。類比的謬誤出現最多的就是根據表麵的、不重要的相似性來推理。據說俄羅斯《真理報》一篇文章將奧巴馬與希特勒類比，發現12大相似性：有類似的祖先血統，奧巴馬的母親是德國人，希特勒的祖先是奧地利人；兩個人的出生證、公民身份以及宗教信仰都是存在很多爭議；都是缺乏父愛；年輕時曾酗酒；曾當選《時代》雜誌年度人物；曾出版過暢銷書；奧巴馬曾深受美國民權運動領袖馬丁·路德·金的影響，而希特勒也受到了德國宗教改革人物馬丁·路德的啟發；掌權時都正值經濟衰退期；都是深受民眾崇拜的領導人；都推行了醫療改革，都是天才的演說家。文章沒有說結論，讀者也能猜出：奧巴馬也很危險，應該警惕。
評價類比推理可靠性應當考慮到：（前提中）事物間相似性的真實性，事物間相似性的數量、種類和重要性，事物間差異性的數量、種類和重要性，事物間相似性和差異性與結論中的性質的關係，相似性和不相似性的比較、權衡。
（3） 因果推理
因果推理一般是根據事件相繼發生或者是一起出現的現象，推論它們之間有因果關係。因果推理是從已知的現象推導出普遍的因果結論，所以也是一種歸納推理。例如，我們多次觀察發現溫度到達0℃以下水結冰，於是歸納出溫度到達0℃以下是水結冰的原因。一旦天氣預報明天溫度到達0℃以下，我們就會想到路麵上的水會結冰，走路時要小心。我們這樣的預期是因為因果關係是普遍的關係，作為原因的事件必然帶來結果的事件。
對因果關係的認識極為重要但得之不易。今天洗手對預防流感等重要性已經是常識，但在19世紀中葉，為讓醫生洗手，匈牙利醫生塞梅爾魏斯進行了悲劇的鬥爭，是科學史上一個著名的故事。塞梅爾魏斯在維也納總醫院工作，婦科臨床中心有第一和第二門診。在第一門診的產婦和新生兒因產褥熱死亡率高達18%，而第二門診的產婦和新生兒因該病死亡率僅為2.7%。當時產褥熱病因不明，塞梅爾魏斯花了大量心血來排除各種可能的原因。他幾乎消除了兩個門診之間所有可能的不同之處。1847年他的好友、同事科勒契卡教授在一次屍體解剖時手指不慎割破而感染，後因患敗血症死亡，屍體檢查發現其病理改變，與死於產褥熱的婦女非常相似。此事件像一道閃光照亮黑夜，他發現醫生和實習生經常做完病理解剖後，不洗手就進病房為產婦檢查或接生，推斷產褥熱是由於醫生不潔淨的手或產科器械將某種傳染性的物質(當時他認為是腐敗的動物有機毒素)帶進產婦創口所致。阻止它的辦法就是清除，為此，他下令執行檢查產婦之前一定要用漂白粉溶液洗手的新政策。孕婦的死亡率立刻下降了90%，最低月份的死亡率為0。實施這種做法後感染率大為下降，他的產科消毒法在匈牙利得到公認。1861年發表《產褥熱的病因、概念及預防》，書中以大量的統計資料闡明、論證他的發現和理論。他將著作寄給外國傑出的產科醫師及醫學學會，他的概念卻受到許多權威的反對，當時正統的醫學拒絕了他的假說。醫學權威和同事們嘲笑、非難、羞辱、排擠他。他被迫離開醫院，最終精神失常。他至死都不知道自己的見解會有撥雲見天的時日。隨著新的致病理論與越來越多的實驗證據被發現，人類確認了致病的細菌原因和機製，理解了塞梅爾魏斯的道理。1965年聯合國宣布此年為塞梅爾魏斯年。他無愧於這樣的榮譽。
一個因果推理的前提是事件相繼發生的證據，結論是它們有因果關係。證明相繼發生的事件不是偶然而是有必然的因果關係，必須要有充分的、具體的和細致的證明。
人們說傳統的穆勒五法就是用來確定因果關係的。① 求同法，某個因素或事態在被考察的現象的所有場合中是共同的，它可能是該現象的原因（或結果）。② 求異法，某個因素或事態的出現或不出現，區分了被考察的現象發生的所有情形與該現象不發生的那些情形，該因素或事態可能是該現象的原因或部分原因。③ 求同存異並用法，同時使用求同法和求異法為歸納出的結論提供高概率。④ 剩餘法，已知被考察的現象的某個部分是充分理解的先行事態的結果，此時能夠推論：該現象的剩餘部分是剩餘先行事態的結果。⑤ 共變法，當一個現象的變化與另一個現象的變化高度相關時，其中一個現象可能是另外一個現象的原因，或者它們可能作為某第三個因素的產物而關聯起來，這第三個因素引起了它們倆。穆勒五法是在現象的多種因素中發現A和B因果關聯的方法，穆勒五法的運用依賴於考慮因素的全麵性。盡管現代的實驗方法更為精致複雜，但是穆勒五法的思想還是它們的設計原則。科學的控製實驗，就是控製各種因素的存在。
因果關係來自於因果機製的發現。塞梅爾魏斯的“微粒”假說最後獲得公認（真正的原因是細菌），是因為巴斯德詳細說明和證明了微生物可以在生物體內繁殖生長並致病的過程和道理。因此，即使統計的關聯是真實的，其本身也不能說明有因果關係。因果機製是關於因果之間具體和細致的聯係及其方式。科學探索就是要揭示出這樣的因果機製。對因果機製的解釋和推理的好壞判斷是看此解釋是不是最佳的解釋。
3.2批判性思維及其作用
我應該相信什麼，做什麼？這些問題時時處處出現於支配人類思維的特殊難題和目標的情境中。我們就是我們自己，問題的答案是我們自己給出。在眾多的答案中，有一個是“為了尋找更好的答案，我們應該總是繼續質疑”。質疑，問為什麼，勇敢且公正地去尋找每個可能問題的最佳答案，這種一貫態度正是批判性思維的核心。“思維僵化”和“否定一切”是兩種極端，在應該質疑和創新的地方人們卻墨守成規，應該欣賞和接受的地方卻充斥著非理性的反對。追求知識發展的批判性思維不僅鼓勵質疑，而且強調學會質疑；不僅要敢於提問，而且要善於提問，還要善於表達為什麼有疑問，能說出理由，特別是相關的、好的理由。
3.2.1批判性思維的由來
人們普遍承認，批判性思維源自蘇格拉底（約公元前469—前399）所倡導的一種探究性質疑，即蘇格拉底方法或對話。在柏拉圖對話中的蘇格拉底，示範了體現批判性思維實質的探究方法，彰顯了一種行動、精神和生活方式。蘇格拉底詰問是蘇格拉底方法最顯著的特征，它培育一種問題思維。
在2000多年前古希臘思想家們有一個想法，自然界的物體是由少量的基本元素組成，有了原子的原始概念，並認為地球繞著太陽轉。早期的希臘哲學家在西方智力傳統中得到尊崇，不是因為他們給出了問題的答案，而是因為他們提出的問題和他們設法尋求全新答案的膽略。把懷疑方法應用於一切事物，包括權威所說的讓人相信、讓人去做的事情，是最為革命性的觀念，其核心人物蘇格拉底是這種質疑精神的化身。他挑戰各種權威，揭示盛行的“官方的事物觀”中的不一致，作為偶像崇拜的反對者，他鼓勵年輕人尋找更好的解釋和更好的答案。正因為這種行為，蘇格拉底被處以死刑，罪名是腐化年輕人，對法律不敬，叛國或異端。權力主宰一切，獨裁的宗教當權者總是高度控製人們的所有行為和信仰。當伽利略開始討論他用天文望遠鏡看到的夜空時，同時代的權威竭盡全力阻止他說話。哥白尼的思想被認為是一種便利的理論，而不是物理實在的理論。這樣的不同是因為在伽利略時代，同樣的理論被認為與聖經裏的教義有關。如果伽利略是對的，《聖經》就錯了，但《聖經》怎麼可能會錯呢?
批判性思維最初是由德國法蘭克福哲學學派提出和倡導的一種思維方式和教育價值觀，美國哲學家約翰·杜威首次提出批判性思維概念。今天“批判性思維”這個術語已被通用，這個普通的命名是為了堅持不懈地聚焦於重要問題和客觀地遵照引導我們走向答案的理由和證據。1910年，杜威《我們怎樣思考》一書中提出：“反思性思維是根據信仰或假定的知識背後的依據及可能的推論來對它們進行主動、持續和縝密的思考。”“如果提議一提出就馬上被接受，那麼我們的思考是非批判性的，反思極少。要將它在頭腦中反複考慮，進行反思，就意味著要搜尋另外的證據，搜尋那些會發展這個提議的證據，如我們所說，或支持它，或搜尋把它的錯誤揭示出來的新證據……簡言之，反思性思維就是在進一步探究之前延遲判斷。”杜威的反思性思維本質上是對假設進行係統檢驗。該思維始於對理解某一現象產生的問題的確定。一個或多個假設被當作可能的解決方案提出來後，人們設計並用係統的觀察和實驗來檢驗這些假設，再對實驗結果進行定性或定量的分析和解釋，隨之產生一些猜測性但需要進一步檢驗的結論。因此，杜威反思性思維或批判性思維首要關注的是對解決問題的假說的考察。
從20世紀60年代開始，西方教育界興起了一場大範圍內研究批判性思維的思潮，它提倡在大、中、小學的課程大綱中都開設有關批判性思維的課程，以鍛煉、強化學生的批判性思維能力和精神，並將其作為一項重要的教學培養目標。在整個美國和許多其他地方，大學教育的基本目標之一就是教會學生批判性思維。對美國大學各個學科全體教員的研究表明，作為教師的最重要的目標之一是提高學生的推理技能。
1990年彼得·範西昂向美國哲學協會預科哲學委員會提交了一份批判性思維專家共識聲明，其主要目的是對批判性思維教育進行評估與指導。這是一個耗時兩年，由46位批判性思維的心理學家、教育研究者及哲學家運用Delphi方法研究的成果。成果表明批判性思維的關鍵概念包括兩個部分：認知技能（智力技能）與情感傾向（批判精神）。他們一致認為批判性思維的特點是：“有目的的、自律性的判斷，通過這種判斷得到針對它所依據的那些證據性、觀念性、方法性、標準性或情境性思考的闡釋、分析、評估、推導以及解釋……”報告指明了這種一般性定義的判斷所需的核心技能和子技能，同時列出了“理想的批判性思維者”應具有的心智習慣（如勤學好問、思想開明、思維有序、專心致誌、持之以恒）。
3.2.2批判性思維的定義與特點
批判性（critical）源自希臘文“kritikos”，意思是洞察力、辨別力、判斷力，還有敏銳、精明。“kritikos”又源自“krinein”，其意為決斷。
批判性思維有不同的定義。在不同定義中共同點是：批判性思維是一種思維；批判性思維可以應用於一切題材；批判性思維包括反思、回顧、延遲判斷；好的批判性思維是合理的；批判性思維包括仔細推敲的證據；批判性思維的目標是做出明確的判斷；理想的批判性思維者在恰當的時候都會批判地思考；做一個批判性思維者需要有相關的學識、技能、態度以及習性行為傾向。但不同的學者各自的側重點不同，杜威等人認為批判性思維隻是評估已存在的理智成果，如假說、語句和論證等。恩尼斯等認為批判性思維更廣泛，它還會創造理智成果，如解釋複雜的現象，在複雜情況下做出決定以及回答難題等。有的學者定義注重技能；有的強調態度；有的強調兩者；有的認為批判性思維至少在某些方麵是普遍的，但有的認為不同領域的批判性思維必然會有不同。
批判性思維是麵對做什麼或相信什麼而做出合理性決定的一係列思考技能和方法。最有名最簡潔的定義是1987年R.恩尼斯給出的：批判性思維是合理的、反思性的思維，其目的在於決定我們的信念和行動。
批判性思維關注的焦點是：如何做出合理的決定。從邏輯的角度看，合理性決定就是通過正確推理對相信什麼或者做出什麼所做出的決定。批判性思維是理性的思維，即不管是信念還是行動，都要建立在合理的基礎上。
批判性思維是一種評估、比較、分析、批判和綜合信息的能力。批判性思維者願意探索艱難的問題，包括向流行的看法挑戰。批判性思維的核心是主動評估觀念的願望。在某種意義上，它是跳出自我，反思自己思維的能力。不管是評估一個科學研究實驗，還是找到家用電器的毛病，批判性思維是一個重要和通用的工具。批判性思維適用於一切需要獲得知識、解決問題、做出合適決策和行動的地方。
批判性思維的人們細致考察他們決定、信念和行動的基礎假設。當他們麵對一個新的觀念或者一個有力的論證時，他們謹慎地分析它，檢查其邏輯一致性，搜索那些可能會扭曲真相的隱含假設。批判性思維是立足於我們自己的發展而主動進行的自我反思。
學習批判性思維，需要熟悉批判性思維過程的四個特有的原則:① 發現和質問基礎假設；② 檢查事實的準確性和邏輯一致性；③ 說明背景和具體情況的重要性；④ 想象和開創替代選擇。
3.2.3批判性思維的價值
批判性思維能力，在國際教育界被認為是和讀、寫一樣基本的學習和學術技能，是創造知識和合理決策所必需的能力。批判性思維不僅僅是技巧，更是一種態度和精神，其核心是求真、公正、反思和開放。善於發現別人論證的缺點而將其一棍子打死，以使自己的理論免受嚴格考察，這就是有批判性思維的學閥行為，這將阻擋認識的發展。發現和開創不同的思路、立場、解釋、假說、行動方案，並且公正評價它們，是一個好論證必須完成的規定動作。
批判性思維引導人們衝破盲從，真正的獨立思考。在互聯網時代，人們該如何分辨與選擇魚龍混雜的海量信息？日見增多的現象是，在網絡或其他媒體上，某個消息、某篇文章、某次訪談，或者是某篇博文，經常會引起一邊倒的情緒化浪潮。運用批判性思維，人們會分辨信息的真實性、推理的充足性和論證的全麵性，避免被誘惑而輕信，做出不明智的決定。理性的批判就是破除迷信、偏見、陳規、誤導、封閉、單一和絕對的觀點，這就避免了盲從。如果我們普遍有批判性思維，網絡蔓延的那種盲目反對和不負責的發泄將會大大減少。誠實、認真地考慮各種不同的觀點，持開放心態，公正考察已知的事實和不同的觀點，在這樣的思考下，即使你最後完全讚成某一觀點或立場，這也是你獨立思考的結果。
然而，偏見和保守是人的本能，盡管人們明知兼聽則明、偏信則暗。人們常被傳言左右，被一篇偏向和漏洞明顯的文章俘獲，一個極為重要的原因是它和已有的、流行的想法相符合。塞梅爾魏斯悲劇性的故事就是專門代表人類因為傳統習慣、觀念和思維範式而無視、拒絕合理新知識的痼疾。我們已經知道，自1847年開始，為了要求醫生在檢查產婦前洗手的提議，塞梅爾魏斯受盡了前輩、權威和同仁的嘲笑、冷眼、排擠和打擊。盡管事實簡單明了，用這個簡單的辦法在任何地方實施都能把產婦死亡率降到原來的10%，正統和專家們就是不承認。有的原因是社會心理的：有些醫生認為這隱含著他們手不幹淨，作為社會上受到尊敬的上流紳士，當然不能接受這樣的暗示，更不能容忍他們是產婦死亡罪魁禍首的想法。有的原因是認識和觀念上。希波克拉底創立的古希臘醫學“體液學說”認為，人體是由血液、粘液、黃膽和黑膽四種液體組成，這四種液體的不同配合使人們有不同的體質，疾病是這四種體液不平衡的結果，這一古老的學說認為每一個人的疾病都是特殊的，產婦死亡不可能隻是一種原因（塞梅爾魏斯的同事寫的教科書說產褥熱有30種原因，包括受孕、器官受壓迫、情緒創傷、飲食不當、受涼、空氣汙染等），塞梅爾魏斯的假說要想撼動占支配地位的“體液學說”是困難重重。即使實際履行洗手建議的醫生也不相信塞梅爾魏斯關於產褥熱是手不幹淨引起的理論，因為當時公認的觀念認為疾病是通過空氣中的化學物質或“瘴氣”傳播，那種人的手指上藏有傳染病的微粒的想法是荒謬的。權威們利用經驗和實證的旗號來反駁看不見的“屍體微粒”的假說，認為這是不科學的。塞梅爾魏斯曾去德國科學會議上演講，與會的大多數人拒絕他的理論，包括當時科學權威、細胞病理學之父魏爾嘯，他的反對起了很大的阻擋作用。挫折使塞梅爾魏斯怨恨暴躁，他寫文章把不肯采用他方法的人罵為殺人犯，但這樣做隻能引起更多的嘲笑。最後他的老婆都認為他精神有問題，被送進瘋人院的幾天後，他因進瘋人院前最後一次產科手術時手指受傷感染而死，成為他畢生呼籲要預防的細菌感染的犧牲品。我們接受的觀念，不但不一定真，還有可能成為束縛我們思想的枷鎖。法國生理學家伯納德說，阻礙我們學習的，常常是我們認為已經知道的東西。
批判性思維的目標就是知識、理解和價值的增長，批判性思維的原則和方法本身就是擴大知識、增加價值的工具。批判性思維強調不要盲目接受現成的觀點，不要墨守成規。批判性思維的目標是增加知識和合理決策，這就要以敢於質疑現有知識係統的態度為先導，沒有敢於質疑的態度和膽量，就不會有突破。批判性思維的主要原則就是大膽質疑、謹慎斷言。在對科學假說進行主動、持續和細致的理性探究之前，先不要決定是接受還是反對，要延遲判斷。合理的信念和行動，不僅需要“大膽質疑”，更需要“謹慎斷言”。謹慎斷言，按權威的話說，如果對一個觀念沒有細致、深入、全麵的合理思考和探究，就不要下判斷。說“不”並不難，難的是說得有道理。隻有在經過謹慎反思和研究得到站得住的理由後，才能下否定或肯定判斷。科學史證明，舊理論隻有在新理論真正成功的時候才會蓋棺定論。因此，追求知識發展的批判性思維不但鼓勵質疑，而且更強調學會質疑，不但要敢於提問，而且要善於提問，還要善於表達為什麼有疑問——能說出理由，特別是相關的、好的理由。很多人不敢質疑，其真正原因是不會質疑，即不知道怎樣提出好的問題，這需要理性和探索性思考。否定不等於批判性思維，批判性思維不一定包含否定，而是謹慎反思和創造。批判性思維的真正要點是走向合理的知識和行動。
批判性思維推動人和社會的理性化。人和動物的差別在於智力、理性能力。成為一個好的人意味著成為一個有好的批判性思維的人，成為運用批判性思維來決策和行動的人。理性的方法不是保證你料事如神、一定獲得成功的方法，卻是獲得智慧和真理最為可靠的方法。隻有理性的方法和標準，可以最大限度地保證你達到目的，因為情感、習慣、利益、權威、聲譽等因素，更容易引導你的思想走向迷途，掩蓋重要事實，歪曲現象的真實麵貌，阻礙你做出有針對性的判斷。一個社會的公正性、生活質量、發展的可持續性等水平，是由社會公眾的思維水平和理性程度決定的。在一個民眾會輕易被情緒、思潮、權勢、利益集團所控製的社會裏，正義不會得到廣泛的實現，法製難以嚴格貫徹，文明沒有自我進化和淨化的能力。人的素質從根本意義上是指人的批判性思維能力和理性精神。
批判性思維是正麵的、建設性的思想力量。阻礙認識發展的不是發現錯誤，而是不去發現錯誤，沒有什麼比發現錯誤能更快促進新理論的產生。波普爾認為，科學史表明，久經證實的科學理論也可能有錯，更好的理論隻能是通過改正它的錯誤而產生。批判理性主義者阿加西說：“對已接受的觀點，或最好的科學觀點、觀念和提議等進行反駁的要旨，不過是這一點：反駁打開了革新的道路。什麼都不比反駁更有強烈的啟發性。什麼都不比批判現狀對進步更有促進作用，什麼都不比對舊事物的不滿更可能預示新事物的來臨。批判就是解放。”
3.3批判性思維過程
批判性思維就是根據理智標準，對認識和實踐中的思考、推理和論證進行多方麵、反思性的探究、分析、評價和判斷的活動。伽利略說過，“在科學的問題上，一千個人的權威，抵不上一個人的謙卑的推理。”批判性思維在本質上就是一個理性的表達和實現過程，思考的合理性很大程度在於從好的理由出發進行合理的推理。
3.3.1批判性思維者的理智素質
一個思考被認為是合理的，指的就是符合好的理由和推理過程，因其客觀性，不受個人的主觀的感覺、情緒、價值觀等的影響。要完全的排除個人主觀、情感因素的影響，對大多數人是困難的。批判性思維的核心精神是求真、公正、反思和開放，為此，對成熟的批判性思維者而言，應當具有以下理智素質。
1. 理智的謙虛
學無止境，知識建立在人類努力的曆史進程中，要堅守理智的謙虛，杜絕理智的傲慢。人們應當認識到，每個人的智力能力是有限度的，人類具有自我中心的傾向。我們要有這樣的認識並告誡自己：在許多情況下我們都是會產生假象、誤解和成見，受到個人立場的限製，實際上我們沒有知道全部的真相。理智的謙虛不易做到。在2008年陝西出現的“周老虎照”事件中，7名專家的專業領域沒有一個是研究老虎的，但做出了照片為真的鑒定，沒有一個專家認為自己沒有資格鑒定老虎。
2. 理智的勇氣
不僅能夠有勇氣堅持接受不喜歡的觀念中的真理，而且能夠有勇氣拋棄公認的觀念中的錯誤。然而理智的勇氣經常受到挑戰。強烈堅持自己觀點的布魯諾最後上了火刑架。堅持獨立判斷的“周老虎照”事件中的縣林業局野生動物管理站站長李評，第二天就被委婉地請出“專家”隊伍，領導讓他不要“摻和”，結果是準備多日的病假條當天獲批。可見敢於堅持認為對的思想需要理智的勇氣。
3. 理智的自主性
人極容易跟隨傳統、公眾輿論、專家權威的言論。如在閱讀時跟隨作者的思路，而不是停下來想一想，問問為什麼，被動閱讀的結果是被作者牽著鼻子走。理智的自主性要你樹立自我意識，成為一個主動的、審慎的認識主體，對作者抱著懷疑和拷問的態度，結合知識和經驗的角度提出問題：根據是什麼？真的這樣嗎？還有更多的例子和說明？反例有沒有？經過審問，形成不同的觀察麵和思考的角度，發現事情的多重側麵，從而形成獨立的判斷。
4. 理智的換位思維
在研究別人的論證時，應當盡量站在他人的立場，從背景、前提和假設出發來推理，理解和評價結論的合理性。真正要了解他人的立場和想法，就應該從他人的角度來思考，設身處地的從他人的立場看事情。換位思考是自我反思的一個方法。
5. 理智的誠實
誠實是理智活動的基本道德要求。在“周老虎照”的事件中，除了信息提供者的不誠實，還有另一位是有多年專業素養的管理幹部的“證實”，林業廳派他上山進行核實，事後證明他根本就沒有核實。理智的誠實要求坦率承認自己的思想中的不足、錯誤、矛盾，對待自己和別人要求一致，而不是雙重標準，否則就會犯理智的虛偽的錯誤。
6. 理智的堅持
探索與開創比其他任何活動有更多的困難、迷惑、阻礙、挫折、反對等，獲得新認識是最難的人類活動之一。甘於寂寞、長期專注、鍥而不舍是成功的前提。隻有堅持不懈的人，才會獲得新思想，獲得理智的快樂。愛因斯坦不讚成的科學家類型是：找到木片最薄的地方鑽上許多的孔，找到最容易的地方做研究。
7. 相信理性
要在理由和證據的平台上思考。沒有實踐聯係的觀念是空洞的且是不可依靠的。要相信通過理性的方式可以達到目的和願望。人們通過學習尋找有力的證據，形成有效和一致的推理，獲得合理的結論。要相信在理性基礎上交往的人，能夠成為講道理的人，用理由來說服人，形成良好的團體。
8. 心靈公正
當在評價、判斷一個觀點真假對錯時，要使用一樣的理性分析和批判標準，要把個人的情感和利益放在外，因為理性隻根據實踐經驗和邏輯的理由來判斷。如果卷入個人、群體、社會或是民族的情感、利益等其他的因素，就經常會產生訴諸權威、大眾、情感、傳統、威脅等謬誤。
批判性思維是理智素質和分析技巧的統一，而且在實踐中的艱巨性超過人們的想象。誰都喜歡自己是正確的而不是錯誤的，分析別人的缺點容易，人們會很高興地指出別人的差錯，願意學習能把別人擊倒的各種本事，所以人們極容易用批判性思維來剖析別人的缺點而不是自己的。作為美國的開國元勳之一、傑出的政治思想家漢密爾頓說：“人是推理的而不是講理的動物。”然而他卻死於和政敵的決鬥中。科學哲學家波普爾提出要求，一個“批判理性主義者”唯一要重視的是論證，而不是給出論證的人。此意義上的純理性要求拋棄情感、信仰、利益、迷信等非理性的雜質。純理性如同一個冰冷的機器，很難從血肉之軀中造出來。因此，遵循求真、公正、反思和開放的批判性思維精神核心，錘煉理智素質，是批判性思維終身學習者的修養。
3.3.2批判性思維的中心問題
當說“維生素Ｃ可以預防感冒”，我們會不自覺地問：理由是什麼？如果說“維生素Ｃ可以預防感冒，因為最新的報道說維生素Ｃ可以阻止病毒生長”，這樣就有了理由，形成了一個論證。根據理由的推理活動就是論證。現在就可以討論理由本身的問題，如最新的報道是否真實？是怎樣證明維生素Ｃ阻止病毒生長的？是阻止哪一種病毒？此病毒與感冒有聯係嗎？理由充足嗎？等等。自此批判性思維就在這個論證上展開了。分析、考察、評價論證是批判性思維的主要工作。
1. 論證是理性的載體
論證是信念、決定和行動的合理性的起點。沒有論證就不能進行理性的分析。
假設最近你牙齒疼痛，到醫院檢查後，年輕的牙科醫生告訴你：“你需要拔掉這顆、這顆……總共5顆牙齒。”你感到晴天霹靂！“什麼？”你壓製心中的不安與怒火，耐心地問：“請醫生告訴我，為什麼一定要拔掉這麼多的牙齒？”
醫生說：“因為你的這顆、這顆、這顆牙齒的牙周有菌，牙骨已經損失，如不拔掉會影響其邊上的牙齒，損失更多的牙齒。”
此時你冷靜下來，根據你的知識和經驗，再加上5顆牙齒的重大損失，你一定會認真思考著醫生拔牙的理由，牙周有菌？牙骨已經損失了嗎？不拔掉會影響到旁邊的牙齒？有沒有別的方法來除菌呢？
看到你的猶豫不決，醫生給你一張X光片：“看看，這、這……你的牙已經損失了多少牙齒的骨頭……說明牙的深部有問題，必須拔掉。”
你耐心地回答說：“等等，讓我看看這些，並同家人商量後再作決定。”
麵對醫生你作出了一個極其正確的反應。麵對提議、斷言或是勸告，理性反應的第一步，就是要求提供理由，要求用理由來為提議進行辯護。醫生在你的要求下給的一個論證是：“因為你的這顆、這顆、這顆牙齒的牙周有菌，牙骨已經損失，如不拔掉會影響其邊上的牙齒，所以必須拔掉。”
“因為”後麵是理由，或者叫前提；“所以”後麵是提議或是結論。這個論證可以表示如下：
牙周有菌，牙骨已經損失，如不拔掉會影響其邊上的牙齒。
————————————————————————————
所以，必須拔掉牙齒。
如果是用箭頭“→”表示從前提到結論的推理關係，這個論證可以表示為：
牙周有菌，牙骨已經損失，如不拔掉會影響其邊上的牙齒→必須拔掉牙齒。
雖然你感覺醫生真是可惡，但是醫生給出了一個論證。從例子中可以看到的是，一個論證是由前提、結論和推理構成。
2. 好論證是核心問題
運用推理走出了第一步，但上述論證是否成功？醫生是否成功證明了拔牙的必要性？這是考察論證品質好壞的問題，好論證是批判性思維的中心問題。有論證，是理性探討的開始；有好論證，是理性的目的，也即是接受目前的論證是合理的。無論一個信念是否真，或是一個解決問題或行動的方案是不是合適，都是可以歸結到論證是否好的問題上。所以，批判性思維對信念和行動的合理性檢驗，就是對相關論證的檢驗。
我們一起回到拔牙醫生的論證。年輕醫生的理由是，這些牙齒周邊有菌，牙骨已經損失，如不拔掉會影響其邊上的牙齒。聰明的你已經冷靜，試圖分析醫生的理由。牙齒周邊有菌？牙骨已經損失了嗎？如果這理由不真或不準確，比如說細菌不在牙根處，通過拔牙的方式就不能清除病根，醫生拔牙的提議不好。不過，醫生給理由提供了證據：一張X光片。但照片上看到的是各種牙齒的陰影，醫生的解釋是牙骨的損失，還是建議拔掉牙齒。
現在你麵臨的問題是相不相信年輕醫生的解釋和判斷。這可能意味著是否相信他的專業能力水平，會不會誤讀了X片，也可能意味著是否相信他的判斷的客觀性，如是不是因為醫院績效考核影響收入或者是拔牙的方便而對病菌嚴重性誇大。因為事關5顆牙齒的大事，你采取了一個正確的辦法：聽取不同方麵的意見。你禮貌地要求醫生說回家與家人商量後再說。然後到另一家醫院，再次看看牙醫，聽聽第二個牙醫對事實判斷和估計。
顯然你關心的是“不拔掉這些牙，細菌會影響其周邊的牙齒”，這是一個原因和結果的關係的斷言，完整的表述為：這些牙齒的細菌，在不拔掉的情況下，必然會影響到旁邊的牙齒。你現在的問題是：是真的嗎？除了拔牙，有別的辦法來除菌或者阻止細菌的生長嗎？若第二個醫生說，像你這樣的情況，除了拔牙，其他的方法也有的，比如進行牙根深部植入抗菌藥等。因此，你得到了第一個醫生的因果關係推理不是真的，拔牙的論證不合適，而且你可以避免拔牙的結果。
仔細檢查第一個醫生的話還有這樣的意思：拔牙就可以避免旁邊的牙齒受到影響。其推理表達如下：
如果不拔這些牙，旁邊的牙齒就會受細菌影響。
拔掉這些牙。
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所以，旁邊的牙齒就不會受細菌影響。
橫線上麵是前提，下麵是結論。你可以問，這是肯定的嗎？如我拔掉這些牙，就能保證旁邊的牙齒不受影響了嗎？
你顯然不會信服，因為病牙拔掉，但還是有別的牙齒出現了細菌。完全有可能是別的原因，細菌不會因拔牙而完全清除，其他的牙齒也會有細菌。所以病牙拔掉並不能證明別的牙齒不會受到細菌的影響。可見第一個醫生的推理是無效的。這說明即使你做了前提要求的事，它的結論也不能保證為真。
至此，你可以判斷：拔牙論證的前提（“不拔牙就必然影響別的牙齒”)是不真的（至少按第二個牙醫的說法），推理（拔牙就不會影響別的牙齒）是無效的。通過分析，你了解到醫生論證存在的問題，你不一定接受拔牙的建議。而且，你還獲得了知識：知道了自己的牙齒的細菌和牙骨的損失程度，並且知道可以用別的方法來阻止它們（如定期洗牙，在牙根部植入抗菌藥品等），至此有了行動選擇的餘地。
你遇到的醫生不會如此簡單。假如你追問：“拔掉這些牙後，別的牙齒就會沒有事了嗎？”醫生的回答可能是：“還要進行一些別的定期治療。這樣拔牙後就可根除隱患。”醫生考慮了其他的因素，並不單純地認為拔掉病牙就自動的保證旁邊的牙齒不受影響。其推理如下：
如果不拔這些病牙，旁邊的牙齒就會受細菌影響。
拔掉這些牙，加上別的定期的治療。
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所以，旁邊的牙齒就不會受細菌影響。
“加上別的定期的治療”沒有特指什麼，但這個附加的前提，使得這個推理變得合理。拔牙不能單獨地阻止牙病的發展，因為加上附加的條件，結論成為必然的。和醫生的對話可能是這樣結束：
問：你肯定拔掉這些牙齒後，加上別的定期治療作為保護措施，別的牙齒就沒有事了？
醫生：不能百分之百，但成功的可能性很大。
醫生給自己的推理又加固了一次。這說明，“如果拔掉這些牙，加上別的定期的治療，旁邊的牙齒就不會受影響”隻是一個高概率意義上為真的事件。不管加上別的什麼樣的定期治療，它都是不能絕對地推出“旁邊的牙齒就不會受影響”的結論，它隻是一個很大的可能性，並不排除有不成功的情況。即使你就是不成功中的一個，醫生也不會有問題！
由此來看，在不同的情景，根據不同的理由，推理的合適性會有不同的判定標準。如是演繹推理，那麼就要求保證結論真；若是歸納推理，如果結論有高的概率，那麼采取它就是合理的。醫生將自己的論證變成高概率的歸納論證，不需要強調萬無一失，如果他的證據表明這樣拔牙後是有很大的可能性保護住其他牙齒，那麼可說這推理是合理的，而當你采取他的建議也就在歸納意義上具有合理性。
每一個論證，都會有自己的基礎，都是建立在一定的事實、知識和觀念背景之上。論證的人都是有自己的觀點和立場，會有假定。論證是為了一定的目的，也會有現實的意義和後果。這些隱含的深層次因素，卻決定著論證的內涵、性質和走向，如果忽視這些可能會導致災難性的錯誤。因此，人們把論證的有關全部構成分為：論證的主題、論點和背景，論證的目的，論證的立場，論證的事實根據，論證的語言和概念，論證的假定，論證的解釋和推理，論證的含義和後果。
判斷論證是一個好論證的指導原則包括：清晰性、準確性、精確性、相關性、重要性、充足性、深度、廣度、邏輯、公正性等。
3. 圖爾明論證模型
英國哲學家圖爾明在20世紀50年代提出一個好論證的模型，指出一個好論證由六部分組成：
（1） 數據或者是根據，就是用來論證的事實證據、理由。
（2） 斷言，即結論，是要被證明的陳述、主題、觀點。
（3） 保證，用來連接證據和結論之間的普遍性原則、規律等，是連接證據和結論之間的橋梁。常被歸為理由（前提）一類，常常是其中的大前提，或者是隱含假設或者是其他推理根據。
（4） 支撐，用來支持上麵保證（大前提）的陳述、理由，它不是直接來支持結論，而是支持保證，表明這些普遍原則或關係是真的。
（5） 辯駁，是對已經知道的反例、例外的考慮、反駁和說明。
（6） 限定，對保證、結論的範圍和強度進行限定的修飾詞，常常因為有了反例的考慮，從而對結論進行限定。
圖爾明論證模型可以由3.1圖解：
圖3.1圖爾明論證模型
圖爾明論證模型具有顯著的優點，能表述實際的論證模式，更能反映具體情況對論證的作用，對分析和批判論證有指導意義。
3.3.3批判性思維的任務與步驟
批判性思維就是根據理智的標準，對認識和實踐中思考、推理和論證進行多方麵、反思性的探究、分析、評價和判斷的活動。
學習在於思考。展開批判性思維首先是對一個論證設問：是真的嗎？事實可以確證為真嗎？推導真的充分有理嗎？對事實的說明真的準確、清楚嗎？然後就會考慮還有別的說法嗎？還有別的事實或證據嗎？還有別的解釋、原因嗎？還有別的角度看問題嗎？還有別的論證嗎？還有反例嗎？可以找到別的證據、說明、原因和論證嗎？通過思考活動，形成評價與判斷。
中國最有創造性和批判精神的人是毛澤東。毛澤東是批判性閱讀的典範。他對身邊的工作人員說，用百分之百相信的態度讀書，還不如不讀。讀書，一要讀，二要懷疑，三要提出反對的意見。不讀不行，不讀你不知道呀。凡人都是學而知之，誰也不是生而知之啊。但光讀不行，讀了書而不敢懷疑，不能提出不同的看法，這本書算你白讀了。毛澤東極為推崇徐特立老師“不動筆墨不讀書”的學習方法。24歲的毛澤東在德國哲學家泡爾生所著約10萬字的《倫理學原理》上批注了12000餘字的筆記。他一生強調讀書重在鑽研、實踐和創新。他認為要真正把書讀透的方法是“四多”——多讀、多寫、多想、多問。他從不被動接受書中的觀點，而是一邊讀一邊想一邊批注，讚同時往往大加發揮，不讚同時亦陳述己見。批判性閱讀是更高層次的精神活動，調動大腦更多的智力，更有可能激發人的原創造力，更有可能把知識的學習者轉變成知識的創造者。
創造性思考可以用下列一些問題來發掘思路：
準確地說，什麼是中心議題？
我全部同意還是部分同意它的斷言，為什麼？
它的斷言實際上奠定在某種假設上嗎？如果是，這假設合理嗎？
它的斷言是否僅在某些條件下有效，如果是，那是什麼？
我需要限定或解釋斷言中的某些詞嗎？
什麼樣的理由支持我采取這樣的立場？
可以用什麼樣的例子說明這些理由？什麼例子最有力？
別人會用什麼樣的理由來反駁或削弱我的立場？
我該怎樣承認或反駁他們的觀點？
這些思考可以概括為下麵的幾大內容：了解討論的議題、立場；分析論證的結構要素；質詢其他依據的假設；澄清關鍵詞的含義；考慮對立的觀點；運用合適的例子來支持理由，並以此論證你的立場。
董毓提出了批判性思維的任務和步驟如下：
(1) 理解主題問題：理解論證涉及的論題、關鍵問題、立場和論點。
(2) 分析論證結構：辨別和分析論證及其結構。
(3) 澄清觀念意義：澄清觀念意義，定義關鍵詞。
(4) 審查理由質量：分析和綜合所有可能得到的信息，評估它們的真假或可接受性。
(5) 評價推理關係：清理和評價推理關係，審視它們的相關性和充足性。
(6) 挖掘隱含假設：挖掘和拷問隱含的前提、假設、含義和後果。
(7) 考察替代論證：創造、考察不同的觀點、論證和結論，進行競爭、比較和排除。
(8) 綜合組織論證：綜合各方論證的優點，形成一個全麵和合適的結論。
八大任務不僅僅是分析他人思考和論證時要做的事情，同樣也是構造我們自己的論證時所要完成的工作。上述任務和步驟的先後順序並不是一定的，可在實際應用中變動、交替和重複。比如考察不同觀點和論證的工作可能會與考察信息質量、推理和假說的工作交織進行。
3.4批判性思維與科技創新
批判性思維與科技創新相互作用，形影不離。一方麵是科技創新離不開批判精神的支持和幫助。在麵對現有思想觀念與技術時，創新者要實現理論或技術的突破，必須具有獨立思考、敢於懷疑的膽略；要具有尋根究底的強烈好奇心和舍我其誰的高度自信心；具有善於批評和自我批評的勇氣……這就是典型的批判精神。科技史上數以萬計的科學創新都離不開創新者的批判精神。沒有批判精神，創新意識難以形成，創新過程就不能啟動並持續下去，創新成果也就不能最終完成。另一方麵是一個人如果是偏見成癖、思想懶惰、人雲亦雲，沒有批判思維，對創新就會起阻礙作用。
3.4.1科技創新中的推理
科技創新始於問題的提出，終於問題的解決。我們已經知道維也納總醫院第一門診產婦易得產褥熱死亡的問題（事實），我們倒推出它的前提，也即尋找引起它的原因或者是支配它的規律。其論證可以表示為：
如果醫生的手沾染了屍體的“微粒”，它就會進入產婦的血液裏引起（產褥熱）感染。
在第一門診為產婦檢查的醫生的手沾上了屍體的“微粒”。
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所以，第一門診的產婦易得（產褥熱）感染。
提出解釋是科學的一大任務，然後還要確證，確證解釋所根據的原則、原因是真的。如醫生的髒手真的導致產婦的感染和死亡嗎？這是科學的另一大任務。
科學發現是一個解決問題的活動，在問題和解決問題之間，大致會經過以下步驟：
（1） 始於問題。問題是科學探索的起點。問題可以來自反常、奇怪的事實、現象，也可以來自觀念、理論的矛盾衝突。如19世紀年輕的愛因斯坦麵臨著物理學實驗和理論上的疑難。當時人們認識到光和電磁波都是波，就像聲波依靠空氣傳播一樣，光和電磁波也需要媒介，這樣就產生了“以太”，但尋找“以太”媒介的實驗都沒有成功，包括著名的邁克耳孫莫雷實驗，人們怎麼也找不到物體在這個媒介中運動的痕跡。另一問題是電動力學和牛頓力學所遵從的相對性原理的不一致。按麥克斯韋理論，真空中的電磁波速度，也就是光的速度是一個恒量，而按牛頓力學的速度加法原理，不同慣性係的光速不同，兩個理論體係是對立的，“以太”無法找到。這就是20多歲的愛因斯坦思考的問題。
（2） 嚐試提出初步的解釋性假說。在研究問題的一開始，科學家和偵探一樣，不可能提出一個完整、肯定的假說。假說是指描述現象間可能存在的關係或者規律的一組陳述，這樣的關係和規律被用來解釋現象。偵探能做的是根據現有的有限線索，開始思考可能的原因，提出初步的猜想，如偵探根據血跡、腳印、打開的窗戶、淩亂的房間等，思考這是什麼目的的謀殺：錢、情、過去的糾紛……他思考與死者接觸的人，思考誰會因此得利，等等，提出一個初步的假說，比如是因為情或財而引起的謀殺。科學家的思考方式也是這樣。
（3） 進一步收集事實。嚐試性假說能指引我們如何去尋找信息和可靠的解釋。科學家麵對過量運動降低免疫能力現象，提出免疫能力和人的細胞的作用關係猜測：在過量運動的條件下抵抗病毒的細胞是怎樣的？科學家會設立一個實驗，讓小白鼠做劇烈運動，然後抽取它們的血液分析細胞。正如偵探有了初步的假說，便開始去查死者親密接觸和交往的人一樣，就要進行信息的收集與排除，這一過程也是錘煉假說的過程。
（4） 完成解釋性的假說。形成一個比較成型的假說是複雜的、有難度的。像福爾摩斯大偵探也仍然要絞盡腦汁反複沉思冥想。愛因斯坦之所以是愛因斯坦，就是在此高人一等。要把獲得的全部線索用因果關係鏈連結，用規律把它們統一起來，表示現象產生的源頭和規律，這是創造性思考的過程。愛因斯坦狹義相對論的最大突破，就是提出了時間沒有絕對的定義，時間和光信號的速度有一種不可分割的聯係。尋找新的甚至是革命性的觀念和規律是最難的，也是最需要創造性的。
（5） 從假說中得出新的預言。解釋性的假說提出新的預言來檢驗，要證明它的原理在別的情況下也適用。比如說，我認為電池失效了，充電對它不起作用，那麼預言在另外一個可靠的充電器上充電，它也不會有電。
（6） 檢驗預言。根據假說推導出的新預言自然要檢驗。楊振寧和李政道的宇稱不守恒的假說，要依靠吳健雄巧妙設計的實驗檢驗，所以吳健雄也獲得人們的尊重。愛因斯坦的廣義相對論認為，由於物質的存在，空間和時間會發生彎曲，引力場實際上是一個彎曲的空間。1919年，英國天文學家愛丁頓證實了愛因斯坦的光線會被物體吸引而彎曲的假說，確定廣義相對論是正確的。著名物理學家湯姆孫說：“這是自牛頓時代以來所取得的關於萬有引力理論的最重大的成果”，“愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果”。
3.4.2挖掘科技創新推理中的隱含假設
1. 挖掘隱含假設
隱含假設是論證者相信為真，並認為大家也接受的立場、信念、知識等，是論證者和讀者相互理解、論證可以進行的共同前提和基礎。從下麵一個酒會上的論證尋找隱含的假設。
在酒會上，一位男士搖晃地站起，準備再次舉杯敬酒。他端起酒杯，忽然聞了一下，說：“這不可能是茅台酒。如果是的話，它會很香。”桌邊的人笑著說：“什麼？你喝了一晚上的茅台酒，喝多了，鼻子有問題了吧？”另一人喊著：“他杯子裏有酒嗎？看一看，他是不是拿著空杯說胡話！”
盡管男士好像是醉了，但這位先生給出了一個論證。結論是“這不可能是茅台酒”，前提是“如果是的話，它會很香”。顯然，此處省略了一個前提：他端著酒杯正在聞，不用說出他聞出這酒不很香的感覺。若把省略的前提（也即是隱含假設）補上，會形成如下的論證：
如果是茅台酒，它會很香。
（這杯子裏的酒不很香）。
————————————
所以，這不可能是茅台酒。
補上前提後，我們應該理解他的意思了。但我們會相信他嗎？顯然，其他人不相信，有的認為他的嗅覺出問題了，懷疑他的感官是否正常。一般地，當人們去表達他們的感覺時，大多會認為人的感覺能力是正常狀態，不會去追究。感官能力正常顯然是假設，且並不總是正確。男士已經搖晃，就引起人的懷疑。影響感官是否處於正常狀態的因素很多，如生病、吃藥、醉酒、精神失常、環境條件等。在這種情況下，這杯子裏的酒不很香的隱含前提下麵，應該表示出支撐感官正常的假設（鼻子有問題），以及懷疑這個假設的理由（喝多了）。
這杯子裏的酒不很香（隱含前提）
↑
鼻子有問題（下一層的支撐假定）
↑
喝多了（更下一層的支撐假定的理由）
還有在場的人不相信他的杯子中有酒。這是關於對象存在的隱含假設。如果男士的話說得通，除要假設他的感覺正常，他的酒杯中要有酒可聞。另外，茅台酒很香也是一個預設的、沒有說出來的知識，是這位男士推理的一個根據。這是因為在場的大概都知道，不必言明，不然的話就需要表達出來。
如果把補充的隱含假設表達出來，就會形成如下的較為完整的論證：
（這杯中有酒。）
（茅台酒很香。）
如果是茅台酒，它就會很香。
（我的感官感覺正常。）（因為我沒有喝多酒也沒有生病。）
（這杯子裏的酒不很香。）
——————————————————————————————
所以，這不可能是茅台酒。
隱含前提就是那些需要填補在前提和結論間的隱含假設。在酒桌上喝得搖晃的男士，他其實也能形成一個完整的論證，隻是省略了他認為大家都知道的部分。
2. 科學是隱含假設織成的網
科學推理是假說、假設的集合體，檢驗一個假說就是要檢驗這樣一個集合。科學史一再表明，挖掘出隱藏的假設，科學得以研究它、推翻它，從而科學不斷前進，達到革命性的進步。從科學史上的實例，可以看出挖掘出隱含假設的重要性。
古希臘哲學家阿那克西美尼和恩培多克勒認為地球是平坦的，此觀點與常識接近，一直持續到中世紀和文藝複興時期。15世紀航海家哥倫布認為地球是圓的。其論證是看到一艘船駛離海岸時，船體甲板由低到高逐漸消失，然後剩下桅杆，最後消失在視野中，所以證明了我們看到的船體由地球曲麵的一側駛向另一側。哥白尼也用類似的論證來證明地球是球形的。對相信地球是球體的人來說，船體逐漸消失的現象相當於一個決定性的試驗，判定地球是平坦的假說為假，判定地球是球體的假說為真，因為這個現象隻能從地球是球體的假說中推導出來。如果地球是平坦的，沒有理由相信船體的一部分會比另一部分先消失。
但是事情不是這樣簡單的。人們完全有辦法既接受這個觀察事實，又堅持地平說是正確的。因為觀察的預言並不是從假說地平或地圓單獨推理出來的，而是從它們加上額外的隱含輔助假設“光線以直線傳播”一起推出來的。這個輔助假設對推理起關鍵作用。地平說的推理是：
地球是平坦的。
光線以直線傳播。
———————————————
所以，船體的底層不會先於桅杆消失。
船體逐漸消失的事實應該否定了地平說，預測檢驗說明它的前提有錯。但前提有兩個，是都錯了，還是其中的某一個錯了？如果是某一個錯了，是哪一個？邏輯隻能表示這些前提有錯，但不能說到底哪一個有錯。雖然現在我們知道是第一個前提地平的假說錯了，但如果我們願意想象是第二前提錯了，也即是光線不是直線傳播而是彎曲傳播，則地平的假說完全可以保持。問題是光線彎曲傳播加上地平說，可以推導出船體的底層先於桅杆消失的預言嗎？應該是可以的。
一個比較抽象、普遍的假說不可能單獨推導出觀察預言，它必然是假說和相關輔助假設的集體努力的成果。科學是信念、假說和輔助假設結成的網，假說不能單獨被檢驗，被檢驗的是整個網。當檢驗產生否定的結果，說明網至少一個“結”有錯誤，但不能由邏輯而推導出哪一個有錯。光線以直線傳播的觀念是哥倫布和哥白尼地圓說的假說，但它卻是一直深藏不露，人們沒有意識到這樣的假設，更談不上去檢驗它們的真假。曆史一再表明，因為挖掘出隱藏的假設，科學得以研究它、推翻它，從而達到革命性的進步。
3. 懷疑根本假設引起的科學革命
新的假說提出後，總會麵對許多的反例，然後發明一些假說把它們撇到一邊，以掙得喘息機會，有時這樣的辦法對科學發展是有益的。把光線以直線傳播的假設改成以曲線傳播，可以一時挽救地平說被觀察證偽的命運，但它仍會產生問題，可能是和別的事實矛盾，或者自己不能被證實。人們用“事後假設”來稱呼這樣的補救手段，有的是新發現的來源，有的卻隻是權宜之計。科學方法論的一個問題是：什麼時候該停止通過調整別的假設來挽救主要的假說、原理，即什麼時候應該丟“車”保“帥”，什麼時候該推倒棋盤從頭再來，人們從科學史中尋找啟示，這是一個逐步的過程。遇到問題時一開始都是先調整容易的、非根本的假設；逐漸地，問題不能解決，矛盾越來越多，調整越來越困難吃力，科學革命就要開始了。
19世紀天文觀察發現，天王星的運行軌道總是偏離於牛頓的萬有引力理論計算的結果。對於這個反常，一些科學家解決的辦法是根據萬有引力理論提出，一顆尚未發現的行星對天王星的引力作用而引起了這個偏離。運用這個假設，科學家計算這個未知的行星應當位於摩羯座δ星之東5度左右，它的移動速度應為每天後退69角秒。天文觀察果然在偏離預言位置不到1度的地方發現了一顆新的八等星，它的移動速度也與牛頓引力理論的預言符合，這就是海王星。增加假設使萬有引力理論成功地將反常轉化為巨大的成功。科學家們對牛頓理論的奇妙成功是多麼的驚喜和信服。
僅僅十幾年後，當1859年又發現牛頓的萬有引力理論計算水星軌道有反常時，人們自然認為這隻是無往而不勝的萬有引力理論的小小例外，不值得奇怪。這就是著名的“水星近日點進動”反常。按照牛頓的引力理論，在太陽的引力作用下，水星的運動軌道將是一個封閉的橢圓形。但實際上水星的軌道並不是嚴格的橢圓，而是每轉一圈它的長軸也略有轉動。長軸的轉動，就稱進動。水星的進動速率比牛頓引力理論計算的每百年快38角秒，後來測定快43角秒。
麵對43角秒的反常，科學家們按照海王星模式如法炮製，用添加假設來解決。法國科學家勒威耶曾成功預言過海王星，為此再次預言，在太陽附近還存在一顆很小的行星，引起水星的異常進動。但這個預言沒有成功，所有的觀察努力都沒有發現它。還有的科學家提出新的假設來解釋，比如星際彌漫的阻尼；太陽的未觀察到的扁平效應；水星可能存在的衛星作用；還有的試圖修改牛頓萬有引力定律，如給它賦予依賴速度的性質等。但是，所有的假設和修改要麼沒有被觀察到，要麼和別的行星運動的觀察和知識矛盾。
科學曆史顯示，盡管理論可以有無數成功，全盤動搖它的根基的可以隻是一兩個反常。後來證明，這個水星近日點進動反常，不僅反駁了牛頓力學的一次計算，而且是動搖了牛頓力學本身。不過，人們看到這個反常所具有的意義，是在不同理論誕生之後，沉迷於牛頓理論的科學家們一直在固有的框架中用發明假設的辦法來解決問題。忘記舊觀念比接受新觀念還難。
科學方法論家拉卡托斯用一個假想的故事描述曆史上常見的科學家死撐殘局的現象。假設一位愛因斯坦時代前的牛頓物理學家使用牛頓力學和萬有引力理論，加上初始條件，計算了一個新發現的小行星P的軌道，但結果是該行星的軌道與計算不符。物理學家不會認為這個不符是對牛頓力學的否定。他會提出一個新的假設，認為有一顆現在沒有觀察發現的行星P1在附近起作用，擾亂了那顆行星的軌道。P1計算的軌道請實驗天文學家來檢驗。由於P1太小，現有的望遠鏡不能觀察到，實驗天文學家便申請撥款專門建造一個更大的望遠鏡。幾年後，望遠鏡造好了，假如這顆未知的行星P1被發現了，它就會被當作牛頓科學的新勝利。但行星沒有觀察到，物理學家會不會認為牛頓力學不對呢？他不會，他又會提出新的假設：有一團宇宙塵埃擋住了這顆行星，人們觀察不到它。他計算了這個宇宙塵埃的位置和大小，申請撥款發射一顆衛星來檢驗。假設衛星上的儀器記錄了那個假設的宇宙塵埃，它自然會看作牛頓科學的又一新勝利。但是如它沒有發現，物理學家會不會放棄牛頓物理學呢？當然不會。他會再次提出新的假設：宇宙的這個區域有磁場幹擾了衛星上的儀器。於是，一個新的衛星再次發射了，以檢驗磁場……磁場沒有被發現，這位牛頓物理學家便再提出新的輔助假說……整個故事被埋葬在雜誌案卷中，最後再也沒有人提起它。
結束這樣死不認輸的遊戲辦法，是推翻舊棋盤打開新格局。
1915年，愛因斯坦發表了廣義相對論，與牛頓萬有引力理論不同，廣義相對論引入了根據行星自轉引起的力的作用，由此計算得出了43角秒差值，很好解釋了水星近日進動點的反常。這成為天文學對廣義相對論的最有力的驗證之一。
當然，打破舊假說，產生新假說的道路可能是極為漫長的。新的假說不最後登上舞台掌管全局，舊的假說是不會退出舞台的。不管麵對什麼樣的反常，舊假說是可以調整下去的，直至新假說的全麵勝利，使舊假說不再有任何吸引力。沒有破舊不能立新，而隻有立新才能完成破舊。沒有新的假說、觀念，進步既不能開始，也不能完成。隻有衝破舊觀念的束縛，才能有新的觀念、理論的產生。
3.4.3培養批判性思維技能
孟子曰：“盡信書，則不如無書。吾於武成，取二三策而已矣。仁人無敵於天下，以至仁伐至不仁，而何其血之流杵也？”我們應該意識到，我們不能頭腦空空任人擺布，不能依賴別人思想生存，不能總像憤青一樣活著，我們需要靠自己去問為什麼。
美國哲學學會形成的關於批判性思維和理想的批判性思維者技能的一致意見是：“我們將批判性思維理解為有目的的、自我調節的判斷，它導致的結果是詮釋、分析、評估和推論，以及該判斷所基於的證據的、概念上的、方法的、標準的解釋或語境考慮。批判性思維本質上是一種探究工具。同樣，批判性思維是教育中的一股解放力量，在個人和公民生活中，它是一種強大的資源。盡管批判性思維不等同於好思維，但它是無處不在的、自我矯正的人類現象。理想的批判性思維者習慣上是好奇的、見多識廣的，相信推理，思想開放、靈活，能合理公正地做出評估，誠實地麵對個人偏見，審慎地做出判斷，樂於重新思考，對問題有清晰的認識，有條理地處理複雜問題，用心尋找相關信息，合理選擇評價標準，專注於探究，堅持尋求學科和探究環境所允許的精確結果。所以，培養優秀的批判性思維者意味著朝這個理想的方向努力。它把發展批判性思維技能和培養那些傾向結合起來，而這些傾向不停地產生有用的洞見，它是一個理性的和民主的社會基礎。”
批判性思維的目標在於做出明智的決定，得出正確的結論。掌握一些批判性思維的技能對於大學生極為重要。通常認為，批判性思維能力至少包括解釋、分析、評估、推論、說明和自我修正六種基本能力。美國教育資助委員會的大學學習評估工程具體羅列了以下重要技能：判斷信息是否恰當，區分理性的斷言和情感的斷言，區分事實和觀點，識別證據的不足，洞察他人論證的陷阱和漏洞，獨立分析數據或信息，識別論證的邏輯錯誤，發現數據和信息與其來源間的聯係，處理矛盾的、不充分的、模糊的信息，基於數據而不是觀點建立令人信服的論證，選擇支持力強的數據，避免言過其實的結論，識別證據的漏洞並建議收集其他信息，知道問題往往沒有明確答案或唯一解決辦法，提出替代方案並在決策時予以考慮，采取行動時考慮所有利益相關的主體，清楚地表達論證及其語境，精確地運用論據為論證辯護，符合邏輯且言辭一致地組織論證，展開論證時避免無關因素，有序地呈現增強說服力的證據。
批判性思維者不僅僅具有批判性思維的技能，還會在合適的時候運用。這種傾向被稱為習性，它們反映在人的心智態度。習性和態度的共同特征有：思想開明，心態公正，尋求證據，盡可能全麵充分了解，關注他人的觀點及其理由，信念與證據的相配程度，願意考慮替代和修正信念。
批判性思維傾
向的自我測評
科學史表明，久經證實的科學理論也可能有錯，更好的理論隻能是通過改正它的錯誤而產生。所以通過嚴格檢驗和批判來挑錯的探索方式，是促進認識發展的更有效的方法。阻礙認識發展的不是發現錯誤，而是不去發現錯誤。所以，不管從什麼角度理解，批判性思維都是正麵的、建設性的思維力量。
思考題
1. 識別下列語段中的前提和結論。
① 管理得當的民兵組織對於一個自由國家的安全是必需的，因而人民保存和持有武器的權利不得侵犯。
② 房子不是建來觀看，而是建來用的，因此讓實用性優先於統一性吧。
③ 凡法皆惡，乃因凡法皆為自由之違背。
④ 好的感覺能力是這個世界上分布最為平均的東西，因為所有的人都認為他們自己擁有的足夠多，以至於即使是在其他事情上最不容易被滿足的人也不會要求更多的感覺能力。
⑤ 沒有森林，猩猩就沒有辦法生存。它們超過95%的時間都是在樹上度過的，它們的食物有超過95%是由樹、葡萄和白蟻提供的。它們唯一的棲息之地是由婆羅洲和蘇門答臘熱帶雨林提供的。
2. 批判性思維以承認真理客觀存在為基礎，並認為理由、論證是達到真信念的橋梁。但是理性是可以錯的，即使再好的論證也不能保證它辯護的信念一定真。你對這樣的衝突是如何認識的。
3. 在一個成熟的批判性思維者應該有的理智素質中，你認為哪些最為重要，哪一項最難做到？
4. 針對你閱讀並有深刻印象的名著或故事，從全新的角度重新進行解讀或敘述。
第4章創新思維技法
第4章創新思維技法
【學習目標】
理解創新思維技法，掌握頭腦風暴法等傳統創新思維技法，並能夠應用創新思維技法對問題進行多方位思考。掌握多屏幕法等TRIZ理論思維工具，能夠將其應用於實際問題思考。理解並掌握資源類型，掌握係統資源分析步驟。掌握常用因果分析方法，並能運用因果分析為尋找問題解決方案提供思路。
思維慣性是創新思維的最大敵人。價值觀、生活環境和知識能力影響人們對事物的態度和思維方式，其中經驗對思維影響最為重要。積極思維是創新的前提，曆史上所有重大發明創造無一不是積極思維的結果。積極思維要有科學的方法提升創新的效率和質量。人類在長期的生產實踐中，發明了大量的創新思維技法。
4.1傳統創新思維技法
4.1.1試錯法
試錯法是指人們根據已有方法、理論或產品設計原理和經驗，通過不斷嚐試使錯誤（或不可行的方案）逐漸減少，最終獲得能夠正確解決問題方案的一種創新方法。
對於發明創造，多少年來人們一直在使用試錯法來求解發明問題。當嚐試利用一種方法、物質、裝置或工藝來求解某一問題時，如果找不到問題的解決方案，就進行第二次嚐試，如果還沒找到問題的解決方法，則進行第三次嚐試，以此類推。這就是試錯法解決問題的思路和過程。然而人們采用的試錯法隻有少數聰明人經過艱苦不懈的努力取得成功，這種成功沒有規律可言，也無法傳授。
案例4.1
愛迪生為人類帶來光明
愛迪生是位舉世聞名的美國電學家和發明家，他除了在留聲機、電燈、電話、電報、電影等方麵有許多的發明和貢獻以外，在礦業、建築業、化工等領域也有不少著名的創造和真知灼見。相信每個人都知道愛迪生的那句名言：“天才就是百分之二的靈感加上百分之九十八的汗水。”愛迪生不僅有聰慧過人的頭腦，更有不懈努力的精神，因此，他獲得了巨大的成功。據記載，他在發明電燈時，他和他的助手們曆經13個月，用過的燈絲材料有1600多種金屬材料和6000多種非金屬材料，試驗了7000多次，終於找到了有實用價值的燈絲材料，為人類帶來了光明。
試錯法的成果在19世紀是非常卓著的。電動機、發電機、變壓器、山地掘進機、離心泵、內燃機、煉鋼平爐、汽車、地鐵、飛機、電影、照相機、電話機、收音機等的發明都是由試錯法帶來的。對解決簡單的發明問題，試錯法效果明顯，可能的解決方案不超過10個或20個，找到正確的解決方案並不困難。而對於較複雜的發明問題，因有可能存在成百上千個可能的解決方案，試錯法效率就非常低，解決發明問題的周期較長，時間成本和付出精力很高。查爾斯·固特異用一生解決了橡膠最佳選配方案，對他而言要獲得“發明的技巧”，一次生命遠遠不夠。事實上，大多數研究者在解決類似的難題時，往往一生也沒有任何結果。尤裏·薩拉馬托夫對試錯法做過這樣的評價：“人類在試錯法中損失的時間和精
閱讀案例
力，遠比在自然災害中遭受的損失要慘重得多。”20世紀“在發達資本主義國家中，50％的研究剛剛開展，就因為沒有發展前途而被迫終止了；在蘇聯，有2\/3的研究根本無法進入生產領域”。隨著技術的快速發展，試錯法越來越不適應需要。例如，為篩選出理想的核反應堆或核動力航母，人類不可能建造幾千個來嚐試。
4.1.2頭腦風暴法
1. 頭腦風暴法原理與特點
頭腦風暴法起源於精神病理學，英文Brain Storming（頭腦風暴）指精神病患者的精神錯亂狀態，亦稱智力激勵法、群體集智法、團體創新方法或奧氏智力激勵法。如今頭腦風暴已經變成“無限製的自由聯想和討論”，目的在於產生新的觀念或激發新的設想。
群體決策是一重要的組織管理方法，但由於群體成員間心理相互作用影響，易屈從權威或大多數人意見，形成所謂的“群體思維”。群體思維削弱了群體的批判精神和創造力，損害了創新決策的質量。換句話說，當處於群體中的人在思考時，會有很多人立刻說出自己的想法，這阻礙了思考的過程，會阻止思想的共享。為保證群體的創造性，提高決策質量，管理上發展了一係列改善群體決策的方法，頭腦風暴法是較為典型的一個。
頭腦風暴法是一種發揮集體創造精神的有效方法，常采用會議形式，與會者可以在沒有任何約束的情況下發表個人的想法，提出自己的創意，參與的人甚至可以提出看起來異想天開的想法。會議主持者要以明確的方式向所有參與者闡明問題，說明會議的規則，盡力創造融洽輕鬆的會議氣氛。奧斯本借用頭腦風暴來形容會議的特點是讓與會者敞開思想，使各種設想在相互碰撞中激起腦海的創造性“風暴”。根據奧斯本及其他研究者的看法，頭腦風暴能激發創新思維主要有以下原因:
（1） 個人欲望
頭腦風暴法有一條原則，不得批評倉促的發言，甚至不許有任何懷疑的表情、動作、神色。在不受限製、沒有顧慮的集體討論解決問題過程中，人的傾訴和表現欲望增強，自由、不受任何幹擾和控製是非常重要的。這就能使每個人暢所欲言，開動思維的機器，突破思維阻礙，有利於提出大量的新觀念。
（2） 聯想反應
聯想是產生新思維的重要途徑。在集體討論問題的過程中，人們提出的新觀念都會引發聯想，產生連鎖反應，形成新觀念，為創造性解決問題提供了更多的可能性方案。
（3） 競爭意識
心理學研究表明，人類都有爭強好勝的心理，在有競爭意識的情況下，人的心理活動效率可增加50%或更多。群體討論中，人人都會開動腦筋，爭先恐後競相發言，不斷地開動思維機器，力求有獨到見解，以新奇觀念展示個體的競爭力。
（4） 熱情感染
在不受任何限製的情況下，集體討論問題能激發人的熱情。人人自由發言、相互影響、相互感染、思維共振，突破固有觀念束縛，最大限度地發揮創造性的思維能力。
頭腦風暴法的特點是以一種與傳統會議截然不同的方式召開專題會議。群體智慧不是個人智慧的簡單疊加。一些科學測試證實，在群體聯想時，成年人的自由聯想可以提高50%或更多。國外有人對38次智力激勵會提出的4356個設想進行分析，結果表明其中有1400條設想是在別人的啟發下獲得的。
實踐經驗表明，頭腦風暴法能排除折中方案，對所討論問題通過客觀、連續的分析，尋找一組可行的方案，其應用十分廣泛。如美國國防部在製訂科技發展規劃時，曾邀請50名專家采取頭腦風暴法開了兩周會議，參加者的任務是對事先提出的長遠規劃提出異議。通過討論，得到一個使原規劃文件變得協調一致的報告，在原規劃文件中隻有25%—30%的意見得到保留。再如，我國地方政府發展規劃的製定得到有效落實，均是在廣泛征求意見的基礎上形成的。由此可見頭腦風暴的應用價值。
2. 應用原則與程序
奧斯本在研究人的創新能力時發現，正常人都有創新潛力，都有可能產生創新的設想，對創新潛力的開發和創新設想的提出，可以通過群體相互激勵的方式來實現。
實施頭腦風暴法的精華和核心在於它的自由暢想、推遲評判、以量求質、綜合集成。頭腦風暴法的有效性取決於人們對這些原則的貫徹程度。
（1) 鼓勵自由暢想原則
愛因斯坦曾經說過,“很少有人鎮定地表達與他們的社會環境之偏見相左的意見，大多數甚至無法形成這種意見。”參加者不應該受任何條條框框限製，放鬆思想，讓思維自由馳騁，從不同角度、不同層次、不同方位大膽地展開想象，盡可能地標新立異、與眾不同，提出獨創性的想法。要創造一種自由、活躍的氣氛，要求與會者解放思維，各抒己見，自由鳴放。提倡並鼓勵自由奔放、積極思考、充分想象。與會人員不論成就、年齡、地位，一律平等。對各種設想甚至是最荒誕的設想，記錄人員也要認真地將其完整地記錄下來，設想越新越怪越好，因為它能啟發人聯想出好的想法。錯誤的設想也是催化劑，沒有它們就不能產生正確的設想。
（2) 務必延遲評判原則
創新思維的產生是一個不斷誘發、深化和完善的過程。對各種意見、方案的評判必須放到最後階段，此前不能對他人的意見提出批評和評價。認真對待任何一種設想，而不管其是否適當和可行。必須堅持當場不對任何設想做出評價的原則，既不能肯定某個設想，又不能否定某個設想，也不能對某個設想發表評論性的意見，一切評價和判斷都要延遲到會議結束以後再進行。這樣做一是為了防止評判約束與會者的積極思維，破壞自由暢談的有利氣氛；二是為了集中精力先開發設想，避免把應該在後階段做的工作提前進行，影響創造性設想的大量產生。日本創造學家豐澤雄曾說過，“過早地評判是創造力的克星”。美國心理學家梅多和教育學家帕內斯在做了大量試驗和調查之後認為，采用推遲評判，在集體思考問題時，可多產生70%的設想；在個人思考問題時，可多產生90%的設想。
（3) 確保以量求質原則
此原則的關鍵是質量遞進效應。頭腦風暴會議的目標是獲得盡可能多的設想，追求數量是它的首要任務。意見越多，產生好意見的可能性越大，這是獲得高質量創造性設想的條件。參加會議的每個人都要抓緊時間多思考，多提設想，至於設想的質量問題，自可留到會後的設想處理階段去解決。奧斯本認為，理想結論的獲得，常常是在漸進過程後期提出的設想中。有人曾用實驗證明，一般後半部分的設想，其價值要比前半部分的設想高出78%。另據統計，一個在相同時間內比別人多提出兩倍設想的人，最後產生有實用價值的設想的可能性比別人高10倍。
（4) 綜合集成完善原則
綜合集成是創新。除提出自己的意見外，鼓勵參加者對他人已經提出的設想進行補充、改進和綜合，強調相互啟發、相互補充和相互完善，以確保提出更有創意的方案。奧斯本曾說：“最有意思的集成大概就是設想的集成。”這既是一個吸收與完善的過程，同時也是一個相互補充不斷提升的過程。
發明創新課題涉及的科技領域廣泛，因而靠個別發明家單槍匹馬來解決課題的收效甚微。相比之下，像體現集體智慧的頭腦風暴法效果顯著。
3. 頭腦風暴法的應用程序
頭腦風暴法並不是簡單地將一群人集合在一起開個會，它有開會的原則和程序。如圖4.1所示。
圖4.1頭腦風暴法應用程序
（1) 會前準備
① 確定會議主題。頭腦風暴法適合解決目標單一且明確的問題，不適合處理複雜、麵廣的對象。對於後者可分解成若幹簡單的小課題逐個解決。選擇一個合適的議題至關重要。提出的論題一定要表述清楚，不能範圍太大，而是要落在一個明確的問題上，如現在手機功能無法實現但人們又需要的功能有哪些？如果論題太大，主持人應將其分解成較小的部分分別提問。會議主題明確、目標單一，容易使與會者思維發散、共振和互補。
② 確定會議主持人。合適的主持人對頭腦風暴法的成功運作有很大的作用。
頭腦風暴法的主持工作，應由對決策問題的背景比較了解並熟悉頭腦風暴法的處理程序和處理方法的人擔任。頭腦風暴主持人的發言應能激起參加者的思維靈感，促使參加者感到急需回答會議提出的問題。通常在頭腦風暴開始時，主持人需要采取詢問法，因為一般主持者鮮有可能在會議開始5—10分鍾內創造一個自由交換意見的氣氛，並激起參加者踴躍發言。主持者的主動活動也隻局限於會議開始之時，一旦參加者被鼓勵起來後，新的設想就會源源不斷地湧現出來。這時，主持者隻需根據頭腦風暴原則進行適當引導即可。應當指出，發言量越大，意見越多種多樣，所論問題越廣越深，出現有價值設想的概率就越大。主持人應樂於接受頭腦風暴法所造成的奔放而接近狂熱的會議氣氛，努力使參加者忘卻自我，從而能變得更加自由。
一般而言，主持人應做到：掌控會議並使頭腦風暴會議的成員嚴格遵循基本規則；使會議保持熱烈而輕鬆的氣氛；保證讓全體參與者都能暢所欲言，獻計獻策。
③ 確定會議人員的數量與結構。
實施頭腦風暴法，奧斯本認為由5—10個人為宜，包含主持人和記錄員在內以6—7人為最佳。當然，人員數量並不是死板的不變的要求，應當視實際情況靈活變化。但頭腦風暴法成員中應有方法論學者——專家會議的主持者，設想產生者——專業領域的專家，分析者——專業領域的高級專家，演繹者——具有較高邏輯思維能力的專家。
與會人員中智力水準、知識結構、職務、資曆、經驗、級別等應盡可能合理組織，小組中不宜有過多的專家，因為在進行頭腦風暴的過程中，如果專家太多，就很難做到暫緩或延遲評價。權威在場必定會對與會者產生威懾作用，給與會者的心理造成壓力，因此難以形成自由的發言氛圍。
頭腦風暴法的所有參加者，都應具備較高的聯想思維能力。在進行頭腦風暴或思維共振時，應盡可能提供一個有助於把注意力高度集中於所討論問題的環境。有時某個人提出的設想，可能正是其他準備發言的人已經思維過的設想。其中一些最有價值的設想，往往是在已提出設想的基礎之上，經過思維共振的頭腦風暴，迅速發展起來的設想，以及對兩個或多個設想的綜合設想。因此，頭腦風暴法產生的結果，應當認為是會議成員集體創造的成果，是宏觀智能結構互相感染的總體效應。
會議提出的設想應由專人記錄，以便會後對會議產生的設想進行係統化的處理。記錄工作也可采用現代信息技術進行，為全麵分析提供真實全景資料。
④ 確定會議地點和日期。
在大多數的情況下會議地點是在室內，但選擇室外如草坪、樹蔭等優美靜謐的環境中，更加容易讓人放鬆心情。會議環境條件主要是讓人體感覺舒適，使與會者能感覺平等，自由聯想。會議時長取決於與會者的經驗和待解決的問題性質。經驗表明，創新的設想一般要在會議開始10—15分鍾後產生。美國創造學家帕內斯指出，會議時間最好安排在30—45分鍾之間。當然，會議時間一般由主持人掌控，不宜定得太死。若會議時間太長，應當分割成幾個時段，中間輔以短暫的休息。
（2) 熱身階段
熱身的目的在於使與會者盡快進入角色，全身心地投入，使大腦進入最佳啟動狀態。給予參會者的邀請函中，應當提供會議背景資料，包含會議的名稱、論題、日期、時間、地點，論題可以提問的形式描述出來，並且舉一些設想為例作為參考。背景資料提前分發給參會者，可讓與會者事先思考論題。
進入會議後的熱身，主要是創造一種自由、輕鬆、和諧、熱烈的氛圍，進入一種無拘無束的狀態。熱身活動可以采用多種方式，以有趣的話題或問題，讓與會人員的思維處於輕鬆和活躍的境界。如果所提問題與會議主題有著某種聯係，人們便會輕鬆自如地導入會議議題，效果自然更好。
（3) 明確問題階段
熱身10—15分鍾且與會人員的熱情被調動起來後，就進入了明確問題階段。
主持人首先向與會者介紹會議要遵守的基本原則，扼要介紹有待解決的問題。介紹問題時須簡潔、明確，點出問題的實質即可，不可過分周全，切忌將自己的初步設想也和盤托出，否則，過多的信息會限製與會者的思維，幹擾思維創新的想象力。主持人要選擇有利於激發與會者熱情和開拓思路的方式，也可以將問題分解成不同的因素，從多角度提出問題。此階段盡量不要對任何問題解決方法設置障礙，要讓與會者相信任何事都是可能的。
（4) 自由暢談階段
在與會者對問題有正確的理解後，就進入了自由暢談。暢談是頭腦風暴法的創意階段，也是頭腦風暴法的核心步驟。要使與會者能突破心理障礙和思維定式，應當極力形成高度激勵的氣氛，讓思維自由馳騁，提出大量有價值的聯合行動性設想。
為使大家能夠暢所欲言，還需要遵守以下規則：
① 主張獨立思考，不要私下交談，以免分散注意力，防止形成小團體開小會。
② 不應以權威或群體意見的方式妨礙他人發言，不評論他人發言，一次發言隻談一個想法，簡單明了，以有利於該設想引起與會者的共振和啟發。
③ 與會人員一律平等，會議發言全部記錄或現場攝錄下來。
④ 見解無專利，鼓勵巧妙地利用和改善他人的設想，提倡自由奔放、隨意思考、任意想象、盡量發揮，主意越新、越怪越好，真正做到知無不言，言無不盡，暢所欲言。
一般來說，頭腦風暴會議持續1小時左右，形成的設想應該不少於30種，但最好的設想往往是會議要結束時才提出的，因此，可以根據情況再延長會議幾分鍾。會議結束後的一二天內，主持人應向與會者了解大家會後的新想法和新思路，以此補充會議記錄。心理學研究發現，當人們對某個問題進行長時間深入思考後，即使在做其他事情時，大腦也有可能繼續為這個問題尋找答案。弗洛伊德等人將其歸因於人類的潛意識。奧斯本就曾研究發現：人們在第一天的暢談會上提出了百餘條設想，第二天又增補20多條設想，其中有4條設想比第一天提出的所有設想都更有實用價值。
（5) 會後整理階段
會後應組織專人對各種設想進行分類整理，好比找到了一座金礦但要選出真正的金子。如何才能獲得具有實用價值的設想，必須對會議的各種設想進行評價和發展，形成最終的方案。具體做法如下：
① 增加和補充設想，形成設想總清單。會後幾天繼續收集與會者的各種新設想，與會議設想一起，形成總清單。
② 評判和篩選設想。對與會者提出的各種設想既要進行篩選評判，又要進行綜合發展完善。為便於篩選和評價設想，應當事先結合具體問題本身的性質和解決問題的要求擬定評價標準。
③ 優中選優與發展設想。對篩選評價出來的設想，必須一一進行分析、比較、發展、完善，做到優中選優。可以是以一個方案為主，並吸收采納其他方案的優勢，以形成新的設想，或者是將兩個或多個方案進行集成，優勢互補，組合成新的方案。同時，問題提出者也應該對有趣的想法保留一定的關注度。如果條件允許，可對此進行調查研究，可能一條截然不同的全新解決方案就隱藏其中。
經過多年的研究和實踐，人們總結了大量簡便有效的經驗。以下是一些應用頭腦風暴法的小技巧，在實際操作中應用可以產生更好的效果。
（1） 問題設置要恰當，否則頭腦風暴會議難以獲得成功。
在設置問題時必須注意頭腦風暴法的適用範圍；討論的問題要具體、明確，不要過大；討論問題也不宜過小或限製性太強，例如不要出現討論“A與B方案哪個更好”之類的問題；不要將兩個或兩個以上的議題同時討論。主持人要對首次參會人給予關注，讓新參加者熟悉會議特點，並能遵守基本規則。
（2） “停停走走”是頭腦風暴法一個常用的技巧，即3分鍾提出設想，然後5分鍾進行考慮，接著用3分鍾的時間提出設想……這樣3分鍾與5分鍾過程反複交替，節奏合理。
（3） “一個接一個”是頭腦風暴法又一個常用的技巧，根據與會者座位順序一個接一個提出觀點，如果輪到的人沒有新構想就跳到下一個人。如此循環，直至會議結束。
（4） 參加會議成員應定期更換，應有不同部門、不同領域的人參加，以防止形成固定思維方式。
（5） 參加會議成員應當考慮男女搭配比例，以提高產生構想的數目。
頭腦風暴法具有以下優點：
（1） 可消除妨礙自由想象的清規戒律，小組成員間平等，輕鬆愉悅的氛圍有助於新創意產生。
（2） 集體討論能滿足人們的社會交往需要，能提高工作效率。相同時間內集體活動比個體活動容易產生更多創意，也就更有可能產生高質量的問題解決方案。
（3） 集體中容易創造出適合創造性思維的環境，成員間相互啟發能產生更多高質量的創意。
（4） 體現集體智慧。頭腦風暴環境下有利於將他人的創意加以綜合與發展，從而形成更有價值的問題解決方案。
頭腦風暴法也有自身的一些局限性：
（1） 小組成員間若有矛盾或衝突，會形成不愉快的氣氛，從而抑製思維自由，抑製新創意的產生。
（2） 有時因頭腦風暴會議失控，違背“暫緩評價”規則，出現消極評價，甚至相互批評或譴責，這些將使人們的創意熱情受到“激冷”，從而創意數量減少，創意質量降低。
（3） 一些具有支配欲的人會試圖控製討論，引起討論方向偏離目標，減少他人參與討論的機會。一些位高或權威人士會對其他成員施加有形或無形壓力，使他們難以產生突破性創意。
（4）集體討論時間成本較高，對緊急問題的解決，集體創意方法可能並不適用。
雖然頭腦風暴法在實施中存在一些問題，但也可通過一些措施加以解決。如通過選擇有經驗的會議組織者和會議主持人，就能有效減少討論中可能出現的不利情況，控製會議進程與方向；通過合理地選擇與會人員，可避免個別人或權威所帶來的不利影響，營造輕鬆自由的氛圍。當然，頭腦風暴法不是一成不變的，可以根據問題的性質、與會人員，結合實際條件加以變化和靈活運用。
4. 衍生頭腦風暴法
（1) 默寫式頭腦風暴法（635法）
默寫式頭腦風暴法是德國人魯爾巴赫根據德意誌民族習慣於沉思的性格提出來，與奧斯本頭腦風暴法中自由暢談不同，通過填寫卡片的方法來實現。頭腦風暴法雖規定嚴禁或延後評判，自由提出設想，但有的人對於當眾說出見解猶豫不決，有的人不善於口述，有的人見別人已發表與自己的設想相同的意見就不發言了。把設想記在卡上的具體做法是：每次會議有6人參加，要求每人5分鍾內在各自的卡片上寫出3個設想（故名“635”法），然後由左向右傳遞給相鄰的人。每個人接到卡片後，在第二個5分鍾再寫3個設想，然後再傳遞出去。如此傳遞6次，半小時即可進行完畢，可產生108個設想。表4.1是“635”頭腦風暴法表。
表4.1“635”頭腦風暴法表
1a
1b
1c
2a
2b
2c
3a
3b
3c
4a
4b
4c
5a
5b
5c
6a
6b
6c
“635”法的具體程序:
① 與會6人圍繞環形會議桌坐好,每人麵前放一張畫有如表4.1所示有6個大格18個小格的紙；
② 主持人公布會議主題後，要求與會者對主題進行重新表述；
③ 表述結束後開始計時，要求在第一個5分鍾內，每人在紙上的第一個大格內寫出3個設想，設想表述盡量簡明，每一個設想寫在一個小格內；
④ 第一個5分鍾結束後，每人把自己麵前的紙順時針(或逆時針)傳遞給左側(或右側)的與會者，在第2個5分鍾內，每人再在下一個大方格內寫出自己的3個設想；新提出的3個設想，最好是受到紙上已有設想激發的，且又不同於紙上的或自己已提出的設想；
⑤ 按上述方法進行第三至第六個5分鍾，共用時30分鍾，每張紙上寫滿18個設想，6張紙共有108個設想；
⑥ 整理分類歸納108個設想，找出可行問題解決方案。
“635”法的優點是能彌補參會者因地位、性格的差別而造成的壓抑；缺點是因隻是自己看和自己想，影響激勵效果。
（2) 卡片式頭腦風暴法
可以分為CBS法和NBS法。均是日本人的改良型。
① CBS法
CBS頭腦風暴法是由日本創造開發研究所所長高橋誠改良而成。
具體做法是：第一步，會前明確主題，每次會議由4—8人參加，每人持5張名片大小的卡片，桌上另放200張卡片備用。第二步，會議舉行1個小時左右。最初10分鍾為“獨奏”階段，由到會者各自在卡片上填寫設想，每張卡片隻寫一個設想。接下來的30分鍾，由到會者按座位次序輪流發表自己的設想，每次每人隻宣讀一張卡片。宣讀後，其他人可以提出質詢，也可以將受啟發得出的新設想填入備用的卡片中。最後20分鍾，讓到會者相互交流和探討並各自提出設想。
② NBS法
NBS法是由日本廣播公司為充分發揮頭腦風暴作用，把口頭和書麵兩種方法結合起來提出來的一種方法。具體做法是：第一步，獨立設想：參會者各自在卡片上填寫萌發的創新思想，每張卡片寫一個設想，文字應簡明易懂，約占全時1\/6；第二步，參加者按座次輪流發表卡片上的設想，自右往左宣讀自己的一張卡片，聽眾可隨時提出質詢，或實時將新的構想寫在備用卡片上，約可占全時3\/6；第三步，全體參加者自由發表設想，自由宣讀自己手中新設想卡片，可占全時2\/6。第四步，待會議發言完畢，將所有卡片集中起來，按內容進行分類並排列。在每類卡片上加上一個標題，然後再進行討論，從中挑選出可供實施的設想。
（3) 三菱式的頭腦風暴法(MBS)
傳統的奧斯本法雖然能產生大量設想，但由於嚴禁批評，難於對設想進行及時的評價和集中。日本三菱樹脂公司對奧斯本頭腦風暴法進行改進，在後期加入評判環節，它的具體做法是：第一步，提出主題；第二步，由參加會議的人各自在紙上填寫設想，時間為10分鍾；第三步，各人輪流發表自己設想，每人限1—5個設想，由會議主持者記下每人發表的設想，別人也可以根據宣讀者提出的設想，填寫新的設想；第四步，將設想寫成正式提案，並進行詳細說明；第五步，由會議主持者將各人的提案用圖解的方式寫在黑板上，讓到會者進一步討論和評判，以便獲得最佳方案。
如有一公司急需一種淨化池，公司領導就召集十餘名技術人員，采用MBS法，用半天時間就提出了70種方案。他們從中選出了10種最優方案，畫出結構圖貼在黑板上，再將各人對新方案提出的改進設想寫在紙條上，貼在相應的位置。通過公司技術人員的評審，最後得出最佳方案。
（4) 卡片整理法(KJ法）
解決問題的過程是一個信息收集和整理的過程。日本文化人類學家喜多二郎，1954年在整理喜馬拉雅山探險獲得的資料時，嚐試著用一種稱為“紙片法”的技法。其特點是將所得到的與議題有關的雜亂無章信息或設想記入卡片中，通過進行有機的排列組合方法以尋找這些卡片間的邏輯關係，最終形成比較係統的解決問題方案。把人們的不同意見、想法和經驗，不加取舍與選擇地統統收集起來，並利用這些資料間的相互關係予以歸類整理，有利於打破現狀，進行思維創新，從而采取協同行動，以求得問題的解決方法。此法發展成包括提出設想和整理設想兩種功能的方法，在1965年正式提出。後因在質量管理、創造學等多個領域的神奇功效引起學界的轟動，人們以他的首字母命名為KJ法。
其實施步驟如下：
① 準備工作：確定主持人，擬定與會者4—8人，並準備好卡片和黑板等文具。
② 獲得設想：進行頭腦風暴法會議，提出30—50條設想，依次寫在卡片或黑板上。
③ 製作卡片：主持人和與會者商量，將提出的設想概括為短語寫到卡片上。每人寫一套，這些卡片稱為“基礎卡片”。
④ 卡片分類：首先是分成小組，讓與會者按自己的思路各自進行卡片分組，把內容在某點上相同的卡片歸在一起，並加一個適當的標題，用綠色筆寫在一張卡片上，稱為“小組標題卡”，不能歸類的卡片，每張自成一組。其次是形成中組，將每個人所寫的小組標題卡和自成一組的卡片都放在一起，經與會者共同討論，將內容相似的小組卡片歸在一起，再給一個適當標題，用黃色筆寫在一張卡片上，稱為“中組標題卡”。不能歸類的自成一組，再次歸成大組，經討論再把中組標題卡和自成一組的卡片中內容相似的歸納成大組，加一個適當的標題，用紅色筆寫在一張卡片上，稱為“大組標題卡”。
⑤ 編排卡片：將所有分門別類的卡片，以其隸屬關係，按適當的空間位置貼到事先準備好的大紙上，並用線條把彼此有聯係的連接起來。如編排後發現不了有何聯係，可以重新分組和排列，直到找到聯係。
⑥ 形成新設想：將卡片分類後，就能分別地暗示出解決問題的方案或顯示出最佳設想。經會上討論或會後專家評判確定方案或最佳設想。
（5) 亞奧氏頭腦風暴法
與奧氏頭腦風暴法的原則相反，它要求與會者對他人提出的設想進行百般挑剔，設想提出者也要據理力爭，在爭辯中激勵思維，引起共振，從而形成完善成熟的設想。
因與頭腦風暴法“推遲評判原則”相背，所以適合在訓練有素的與會者間使用。使用本法時要注意，在爭辯討論中要就事論事，不要傷和氣，一般適宜於在初步設想篩選後使用，以有利於最終評選出有價值的最佳設想。
（6) 函詢集智法
借助於信息反饋，通過反複征求專家意見和見解來獲得新的設想。具體做法如下：
① 選擇相關專家為函詢對象。專家的專業類型要精博結合，特別是要注意交叉學科專家的獨特作用。所選擇的專家對函詢議題有興趣，且願意承擔任務。專家的人數要結合任務的性質、規模和要求確定，數量合理。
② 編製函詢調查表。函詢調查表是組織者與專家之間、專家與專家之間的主要信息載體與溝通渠道，可以將議題寄給專家或通過QQ、微信、電子郵箱等信息平台發送，並規定回複期限。函詢調查表所列問題應分門別類、簡明扼要。便於專家理解和填寫。力求避免先入為主，誘導專家按設計者的意誌回答問題。
③ 組織函詢調查和加工整理設想。組織者收到專家自由思考和獨立判斷獲得的眾多設想，應進行設想統計分類、歸納概括，將整理好的信息反饋給專家。此時，可根據專家的設想，優化原始調查表結構和內容，以便在其他專家設想的激勵下，提出新的設想或修改自己原來的設想。如此循環多次，最終獲得有價值的新設想。
應當說，頭腦風暴法是一種生動靈活的創新思維技法，應用時完全可結合與會者的情況以及時間、地點、條件和議題的變化而有所變化和創新，不要拘泥形式。例如中國機械冶金工會舉辦的一次合理化建議和技術革新工作研討會，用頭腦風暴法思考“未來的電風扇”，36人在30分鍾內提出了173條新設想。其中典型的設想有：智能式電扇、理療電扇、驅蚊電扇、催眠電扇、解憂愁錄音電扇、戀愛電扇、美容電扇、解酒電扇、吸塵電扇、台燈電扇、太陽能電扇，等等。
4.1.3六頂思考帽法
1. 方法概述
六頂思考帽法是指用六頂思考帽代表6種思維角色分類，有效地支持和鼓勵個人行為在團體討論中充分發揮作用的方法。在英國學者愛德華·德·博諾博士開發後，因其提供了平行思維方法，避免了將時間浪費在相互爭執上，在實踐中發揮了巨大的作用。運用博諾的六頂思考帽，將會使混亂的思考變得更清晰，使得團體中無意義的爭論變成集思廣益的創造，使每個人變得富有創造性。六頂思考帽法作為思維工具，已被美、日、英、澳等50多個國家在學校教育領域內設為教學課程，也被世界許多著名商業組織，如微軟、IBM、西門子、諾基亞、摩托羅拉、愛立信、波音公司、鬆下、杜邦以及麥當勞等所采用作為創造組織合力和創造力的通用工具。
六頂思考帽法強調能夠成為什麼，而不是本身是什麼，目的尋找一條向前發展的路，而不是爭論對錯。六頂思考帽法的主要內容是用藍、綠、黃、紅、白、黑6種顏色的帽子來代表不同的思考方向。運用六頂思考帽法模型，團隊成員不再局限於某種思考模式，思考帽代表的是思考角色分類，是一種思考要求，不是代表扮演者本人。
任何人都有能力使用以下六種基本思維模式(如圖4.2）：
圖4.2六頂思考帽法模型——水平思維
藍色思考帽，負責控製和調節思維過程。它負責控製各種思考帽的使用順序，它規劃和管理整個思考過程，並負責做出結論。
綠色思考帽，代表茵茵芳草，象征勃勃生機。寓意創造力和想象力。它具有創造性思考、頭腦風暴、求異思維等功能。
黃色思考帽，代表價值與肯定。從正麵考慮問題，表達樂觀的、滿懷希望的、建設性的觀點。
紅色思考帽，紅色是情感的色彩。人們可以表現自己的情緒，人們還可以表達直覺、感受、預感等方麵的看法。
白色思考帽，是中立而客觀的。人們思考的是關注客觀的事實和數據。
黑色思考帽，人們可以運用否定、懷疑、質疑的看法，合乎邏輯地進行批判，盡情發表負麵的意見，找出邏輯上的錯誤。
對六頂思考帽法理解的最大誤區是僅僅把思維分成六個不同顏色，其實應用六頂思考帽法關鍵在於使用者用何種方式去排列帽子的順序，也就是組織思考的流程。隻有掌握如何思考的流程，才能說是真正掌握六頂思考帽的應用方法。
2. 應用步驟
思維帽子順序非常重要，在會議中典型的六頂思考帽法應用步驟是：陳述問題（白帽）；提出解決問題的方案（綠帽）；評估該方案的優點（黃帽）；列舉該方案的缺點（黑帽）；對該方案進行直覺判斷（紅帽）；總結陳述，做出決策，落實具體措施（藍帽）。
（1) 白色思考帽。白帽也稱數據帽，是天然的，代表中立和客觀的事實與信息。白帽思維的原則是不可以對任何的思維做出分析或加上自己的觀點。此時信息可以分為頭等信息和次等信息。頭等信息是指已經被證實的信息，次等信息是指還未完全被證實正確的信息。白帽思維者一般有紀律、目標和方向明確，不會根據自己的預感、直覺、感情、印象和意見來處理事情，不相信由經驗獲得的答案。
（2) 綠色思考帽。綠色帽子是“活躍的”帽子，也稱為創造力帽，是用來進行創造性思考的。綠帽關注的是建議和提議，創造性思考意味著帶來某種事物或者催生出某種事物，創造性思考意味著新的創意、新的選擇、新的解決方案、新的發明，重點在於“新”。綠帽思考時喜歡刺激，經常希望有不一樣的方案，冒險是其精神。綠帽者會以提供替代的選擇為原則，不斷產生新的思維。
（3) 黃色思考帽。樂觀帽，是正麵的、積極的。黃色帽思考者經常是給予很多積極的正麵建議，強調建設性建議。在使用黃色思維時，要時刻想到以下問題：有哪些積極因素？存在哪些有價值的方麵？這個理念有沒有什麼特別吸引人的地方？這樣可行嗎？通過黃色思維的幫助，做到深思熟慮，強化創造性方法和新的思維方向。當說明為什麼一個主意是有價值的或者是可行的，必須給出理由。黃帽的問題是“優點是什麼”或“利益是什麼”。
（4) 黑色思考帽。謹慎帽，是負麵的，代表邏輯與批判，黑帽子問的是“哪裏有問題”。使用黑帽思維主要是發現缺點並做出評價，找到事情的漏洞及錯誤。人們經常用黑帽思維提出質疑，合理利用個人經驗提出事情的危險和可能發生的問題。思考有什麼錯誤？這件事可能的結果是什麼？黑帽思維有許多檢查的功能，可以用它來檢查證據、邏輯、可能性、影響、適用性和缺點。通過黑色思維也可以讓你做出最佳決策；指出遇到的困難；對所有的問題給出合乎邏輯的理由；當用在黃色思維之後，它是一個強效有力的評估工具；在綠色思維之前使用黑色思維，可以提供改進和解決問題的方法。
（5) 紅色思考帽。情感帽，紅色的火焰，使人想到熱烈與情緒、憤怒與狂暴的情感特征，是對某種事或某種觀點的預感、直覺和印象。用感覺思考，它既不是事實也不是邏輯思考；它與不偏不倚的、客觀的、不帶感情色彩的白帽思維相反。使用紅色思維時無須給出證明，無須提出理由和依據。紅色思維可以幫你做到：你的情感與直覺是什麼樣，你就怎麼樣將它們表達出來。在使用紅帽思維時，將思考時間限製在30秒內就給出答案。紅帽的問題是：我對此的感覺是什麼？紅帽思維就像一麵鏡子，反射人們的一切感受。
（6) 藍色思考帽。指揮帽，是平靜的，代表係統與控製。藍色是天空的顏色，有縱觀全局的氣概。藍色思維是“控製帽”，掌握思維過程本身，被視為“過程控製”；藍色思維常在思維的開始、中間和結束時使用。用藍帽可以定義目的、製定思維計劃，觀察和作結論，決定下一步。藍色思維可以發揮思維促進者的作用；集中和再次集中思考；處理對特殊種類思考的需求；指出不合適的意見；按需要對思考進行總結；促進團隊做出決策。用藍帽提問的是“需要什麼樣的思維”、“下一步是什麼”、“已經做了什麼思維”。使用藍色思維時，要時刻想到下列問題：議程是怎樣的？下一步怎麼辦？現在使用的是哪一種帽子？怎樣總結現有的討論？決定是什麼？
顏色不同的帽子分別代表著不同的思考真諦，要學會在不同的時間帶上不同顏色的帽子去思考，創新的關鍵在於思考，從多角度去思考問題，繞著圈去觀察事物才能產生新想法。
4.1.4焦點客體法
1953年美國溫丁格特提出焦點客體法，其目的在於創造具有新本質特征的客體。方法的主要思想是：為克服與研究客體有關的心理慣性，將研究客體與各種偶然客體建立起一種聯想關係。
焦點客體法的工作程序為：
（1） 選擇需要完善的客體，即焦點客體。
（2） 製定完善客體目標。
（3） 借助任何書籍、字典或其他資料來選擇偶然詞，也即客體。
（4） 分析出所選擇偶然客體的特征或性質。
（5） 將所選出的特征或性質轉向被研究客體。
（6） 記下研究客體與偶然客體特征結合後得到的想法。
（7） 分析得到的結合點，選擇最合適的想法。
一般使用表格的形式可以較為方便地解決問題。
如要提高鍋的使用性能，通過翻閱書籍隨機選擇幾個偶然詞：樹木、燈和香煙，利用焦點客體法進行創新設計。表4.2是焦點客體法使用的彙總資料。
表4.2焦點客體法綜合資料及啟發結果表
焦點客體——鍋完善目標——增加品種
偶然客體
偶然客體特征
焦點客體及特征
想法
樹木
高、裸露、軟木、根
高壁鍋、軟木鍋、有根的鍋
底部有支架、有高保溫的鍋
燈
用電、發光、有裂紋
電鍋、發光鍋、有裂紋的鍋
電子加熱鍋、自帶照明的鍋、具裂紋的藝術鍋
香煙
冒煙、帶過濾嘴、存放在煙盒
冒煙鍋、帶過濾網的鍋、雙壁鍋
設有顯示器、內設笊籬、絕緣蓋
結合想法，可建議生產商提供帶電子加熱、有支架、有高絕緣壁、內部有區域隔離、部分可放笊籬的鍋。
下麵是焦點客體法應用實例。一位發明家想設計一款新式按摩椅，但苦思冥想多天仍然沒有好的主意。一天去公園散步，偶然間看見小刺蝟在森林草叢間跳躍，他立即把小刺蝟與自己設計的按摩椅聯想並產生了設計思路。偶然客體是刺蝟，其主要特征是身上有刺；待完善的客體是按摩椅，完善目的是要增加按摩椅的新穎性和有用功能，發明家選擇刺蝟特征轉向被研究客體，在按摩椅上增加了一些小的橡膠刺棒，並使得橡膠刺棒通電後發熱並震動。這樣的設計使得人坐上按摩椅後感到格外的舒服愜意，達到了按摩放鬆的目標。
4.2TRIZ理論思維工具
相對於傳統創新思維，TRIZ思維工具有鮮明的特點和優勢，對問題求解思路有明確的指導性，給創新帶來巨大的、易於操作的空間，讓創新不再是一個概念或一句口號。需說明的是，思維方法應用是靈活的，要在實踐中認真體會，積極結合其他思維方法共同使用。
4.2.1多屏幕法
亦稱九窗口法、九屏幕法、九宮格法等，是一種係統思維的方法，是TRIZ理論用於係統分析的重要工具，可幫助使用者進行超常規思維，克服思維慣性，被阿奇舒勒稱為“天才思維九屏圖”。
1. 普通多屏幕法
係統論認為，係統由多個子係統組成，並通過子係統間的相互作用實現一定的功能。係統之外的高層次係統稱為超係統，係統之內的低層次係統稱為子係統。要研究的或問題正在發生的係統，通常也稱作“當前係統”（簡稱係統）。如圖4.3汽車作為一個當前係統，輪胎、發動機、方向盤、車燈等都是汽車的子係統。因為每輛汽車都是整個交通係統的一個組成部分，交通係統就是汽車的一個超係統。當然大氣、道路係統等也是汽車的超係統。
圖4.3當前係統、子係統和超係統
簡單地說，多屏幕法是以空間（範圍）為縱軸，來考察“當前係統”及其“組成（子係統）”和“係統的環境與歸屬（超係統）”；以時間為橫軸，來考察上述3種狀態的“過去”、“現在”和“未來”。如圖4.4所示，構成被考察係統至少有9個屏幕的模型。
圖4.4係統思維的多屏幕法
多屏幕法的步驟如下：
（1） 畫出三橫三縱表格，將要研究的係統填入格1，詳見圖4.5。
超係統
係統
子係統
3
415
2
過去現在未來
圖4.5多屏幕法的步驟
（2） 考慮係統的子係統和超係統，分別填入2和3。
（3） 考慮係統的過去和未來，分別填入4和5。
（4） 考慮超係統和子係統的過去和未來，填入餘下空格。
（5） 針對各格子，考慮可用的各種類型資源。
（6） 利用資源規律，選擇解決問題。
以通信終端手機為例進行多屏分析，如圖4.6。
超係統曆史
固化通訊網絡超係統
移動通訊網絡超係統未來
天地一體化網絡
係統曆史
固定電話係統
手機係統未來
個性通訊器
子係統曆史
電話撥號盤子係統
手機鍵盤子係統未來
語音撥號
圖4.6手機多屏幕分析
多屏幕法從時間和係統二個維度看問題，是理解問題的一種很好的手段，它可以幫助我們重新定義任務或矛盾，找出解決問題的新途徑。從與當前問題所在係統（如手機）相關的係統去分析問題，能更好地理解當前的問題，突破思維局限，多個方麵和層次尋找可用資源，更好地解決問題。練習九屏幕思維方式，可鍛煉人的創新能力以及在係統水平上解決問題的能力。阿奇舒勒將此法稱之為天才思考法，“一種天才的思考應當穿過係統不同的層級。透過樹木，你不僅能看到木材，還能看到樹木成長的生物圈，不僅僅是樹葉，還能看到樹葉的細胞。……我們的思考必須正確地反映世界，使得問題的複雜性、動態、辯證關係等在腦海時都能找到相對應的模式。”
2. 高級多屏幕法
高級多屏幕法不僅考慮當前係統，也同時考慮當前係統的反係統、反係統的過去和將來、反係統的超係統和子係統以及它們的過去和將來，如圖4.7所示。
圖4.7高級多屏法
采用高級多屏幕思維法，在思考技術係統升級問題時，還要考慮反係統的9個屏幕。我們可以把反係統理解成一個功能與原先的技術係統剛好相反的技術係統。
采用高級多屏幕法，對鉛筆與橡皮這樣一對“寫字”與“消字”的工具，進行係統與反係統的分析，如圖4.8所示。
圖4.8鉛筆和其反係統橡皮多屏幕圖
作為一種分析問題的工具，多屏幕法的用途很多，在擴大思考領域、排除思維約束、聯
閱讀案例材料
係宏觀微觀關係、尋找多種問題解決辦法等均有廣泛應用。應用多屏幕法顯示的信息，並不一定都能引出解決問題的新方法。如果找不到好的方法，可以暫時先空著。隻要從時間和係統兩個層次進行不斷分析，從而打破思維的局限，對於問題整體把握一定是有幫助的。
4.2.2STC算子法
STC算子法也稱參數算子法，是從物體的尺寸（size）、時間（time）、成本（cost）三個方麵進行係列變化的思維實驗方法。
STC算子法的規則如下：將係統的尺寸從目前的狀態減小到0，再將其增加到無窮大，觀察係統的變化；將係統的作用時間由目前的狀態減小到0，再將其增加到無窮大，觀察係統的變化；將係統的成本由目前的狀態減小到0，再將其增加到無窮大，觀察係統的變化。按此規則改變原來係統後，可以幫助人們打破思維束縛，從而發現創新解。
例如，使用活動梯子采摘果子是常規方法，但勞動量相當大。如何讓這個活動變得更加方便、快捷和省力呢？
為解決這個問題，使用STC算子方法，從尺寸、時間和成本這三個角度來考慮問題。事實上，這三個角度為我們的思考提供了一種思維的坐標係，使問題變得容易解決。這一坐標係具有很強的啟發意義，並可在很多問題的解決中靈活運用。在STC算子法思維的坐標係中，沿著尺寸、時間、成本三個方向來做六個維度的發散思維嚐試。
嚐試1：假設果樹的尺寸趨於零高度，這種情況下，不需要活梯的。因此可聯想到第一種解決方案是種植低矮的果樹。
嚐試2：假設果樹的尺寸趨於無窮高，在此情況下，是無法製造常規活梯的，但可以建造通向果樹頂部的道路和橋梁，將這種方法轉移到常規尺寸的果樹上，就可以得出一個解決方案：將果樹的樹冠變成方便人攀登且可以用來摸到果子的形狀，梯子形的樹冠就可以代替活梯以方便地采摘果子。
嚐試3：假設采摘果子的成本為無窮小，收獲方法就是靠自然風來搖晃果樹。
嚐試4：如果收獲的成本費用允許為無窮大，而沒有任何限製，就可以使用昂貴的設備來完成這個任務，如發明一台帶有電子視覺係統和機械手控製器的智能型摘果機。
嚐試5：如果收獲的時間趨於零，即必須使所有的果子在同一個時間落地，可以借助於輕微爆破或者壓縮空氣噴射。
嚐試6：假設收獲時間是不受限製的，方法是任其自由掉落，要保持完好無損，隻需在果樹下放置一層軟膜，也可以在果樹下鋪設草坪或鬆散土層，或者讓果園地麵具有一定的傾斜度，果子落地後在重力作用下自動滾動並集中起來。
以上分析可以發現，STC算子屬於多角度對問題進行思考的方式，針對某一特定元素按有規律的六個方麵進行思考，從而使得整個技術係統變得更有效率，避免試錯法的低效或失效。STC算子的思考對象是當前係統中的某一個元素，如人們可以專門招聘２米以上的高個子來摘果子，就可以省去搬活梯的費用；如果不計成本，可以雇用更多的人來摘果子。
再如廢舊電線回收後需要將沒有利用價值的電線絕緣層與金屬分離，目前的方法是燃燒，但對環境汙染嚴重。要找到一種金屬回收方法且不汙染環境，利用STC算子法如表4.3。
表4.3應用STC算子分析解決廢舊電線回收問題
參數變化
物體或過程改變
引起問題解決方法的改變
問題的可能解決途徑
尺寸→無窮大
電線長度無限長
對問題解決沒有獲得任何益處
無
尺寸→無窮小
電線長度無限短
當電線長度大大小於電線直徑時，絕緣表層很易剝離
將電線破碎後再考慮絕緣層和金屬的分離
成本→無窮大
成本無限高
可用化學試劑實現金屬置換和還原以提取金屬
可用化學試劑提取金屬
成本→無窮小
成本無限低
對問題解決沒有獲得任何益處
無
時間→無窮大
所用時間無限
絕緣層在特定條件下自降解實現剝離絕緣層，但要求電線在正常使用時不會降解
改進電線絕緣層
時間→無窮小
所用時間極短
對問題解決沒有獲得任何益處
無
總之，多角度地看待問題的思維方式，可協助思維進行有規律的、多維度的發散而並非胡思亂想。即使不能給出精確的答案，但通過多角度提出的問題解決思維，可以克服分析問題時的思維慣性，啟發獲得解決問題的思維成果。
4.2.3聰明小矮人法
當係統內的某些組件不能完成其必要的功能，並表現出相互矛盾的作用，就用一組小矮人代表不能完成特定功能的組件，通過重新組合能動的小矮人，執行預期的功能。然後根據小矮人模型對係統結構重新設計。聰明小矮人法的目的是克服思維慣性，提供解決問題的思路。阿奇舒勒運用聰明小矮人法成功發明了一個掃雷裝置。
聰明小矮人法工具很簡單，但功能極其強大。聰明小矮人是一個虛擬的小生命體，分別代表問題的不同因素，通過小人模擬問題，站在對象或問題的換位角度觀察，讓意見相左或互補的團隊成員從不同側麵觀察和分析問題。聰明意味著有洞察力，能夠正確理解和解決特定條件下的問題，小意味著盡可能小。小矮人是一群相互博弈的對手，按要求行事，即使犧牲自己也在所不惜，並且其中的一些小矮人可能就是矛盾的製造者，而另一些可能是糾錯的角色。
應用聰明小矮人法的步驟：
(1) 將對象中各個部分想象成一群的小人。（當前怎樣）
(2) 把小人分成按問題條件而行動的組。（分組）
(3) 研究得到的問題模型（有小人的圖）並對其進行改造，以便實現解決矛盾。（該怎樣打亂重組）
(4) 過渡到技術解決方案。（變成怎樣）
如何應用聰明小矮人進行模擬問題呢？下麵以海關核原料探測為例說明。為防止走私核原料，快速探測集裝箱內是否有核原料是海關麵對的問題，一方麵要快速準確地檢查大麵積集裝箱內是否有核原料，往往需要很長時間；另一方麵又不能使此項工作影響海關車輛的通過能力。如圖4.9用聰明小矮人法模擬此問題，將係統用許多小人表示執行不同的功能，然後重新組合這些小人，使小人發揮作用解決問題。核原料為中間的實心小黑人，四周被外殼小人包圍。想象用一種具備一定特性的工具或檢測儀器或材料，即工具儀器小人在通過外殼小人和實心小黑人時表現出不同特性，如遇到外殼小人不改變前進方向，而遇到實心小黑人時，則改變前進方向。實際應用中，可以選擇高能粒子μ介子作為工具儀器小人，因μ介子在與核原料相撞時會偏離前進方向，而與非核材料相遇時仍沿原方向前進。
圖4.9聰明小矮人法檢測集裝箱
4.2.4金魚法
金魚法又叫情境幻想分析法，其名稱來自俄羅斯普希金的童話故事“金魚與漁夫”，故事中描述了漁夫的願望通過釣魚變成了現實，映射幻想部分變為現實的寓意。金魚法基礎是將一個異想天開的想法分為兩個部分：現實部分及非現實（幻想）部分。然後將解決構想的非現實部分再分為兩部分：現實部分及非現實部分。
非現實（幻想）部分1—現實部分1=非現實（幻想）部分2
非現實（幻想）部分2—現實部分2=非現實（幻想）部分3
這樣繼續劃分，直到餘下的非現實部分有時會變得微不足道，而想法看起來卻愈加可行為止。最後集中精力解決幻想部分，隻要此幻想部分解決，整個問題也就迎刃而解了。
創新過程中有時產生的想法看起來並不可行甚至不現實，但此種想法的實現卻絕對令人稱奇。如何才能克服對“虛幻”想法的自然排斥心理呢？金魚法可幫助解決此問題。
應用金魚法的具體步驟是：
(1) 將不現實的想法分為兩個部分：現實部分與非現實部分。精確界定什麼樣的想法是現實的，什麼樣的想法看起來是不現實的。
(2) 問題1：幻想部分為什麼不現實？並解釋為什麼非現實部分是不可行的。
(3) 問題2：在哪些條件下，想法的非現實部分可變為現實？
(4) 詳細列出係統、超係統或子係統中的可利用資源。
(5) 從可利用資源出發，提出可能的解決方案。將新想法與初始想法的可行部分，組合為可行的解決方案構想。
(6) 如果我們無法通過可行途徑，來利用現有資源為看起來不現實的部分提供實現條件，則可將這一“看起來不現實的部分”再次分解為現實與非現實部分。然後，重複步驟(1)至(5)，直到得出可行的解決方案構想。
金魚法是一個反複迭代的分解過程，其本質是將幻想的、不現實的問題求解構想，變為可行的解決方案。
例如，埃及神話故事中會飛的魔毯遐想，現實中有會飛的毛毯嗎？問題是如何讓毛毯飛起來？
步驟1：將問題分為現實和幻想兩部分。現實部分：毯子是存在的；幻想部分：毯子能飛起來。
步驟2：幻想部分為什麼不現實？毯子比空氣重，而且它沒有克服地球重力的作用力。
步驟3：在什麼情況下，幻想部分可變為現實？施加到毯子上向上的力超過毯子自身重力；毯子的重量小於空氣的重量；地球引力消失，不存在。
步驟4：列出所有可利用資源。超係統資源：空氣、風（高能粒子流）、地球引力、陽光和重力、係統資源、毯子的形狀和重量、子係統資源、毯子中交織的纖維。
步驟5：利用已有資源，基於之前的構想（步驟3）考慮可能的方案。
毯子的纖維與太陽釋放的粒子流相互作用可使毯子飛翔；
毯子比空氣輕；
毯子在不受地球引力的宇宙空間；
毯子上安裝了提供反向作用力的發動機；
毯子由於下麵的壓力增加而懸在空中（氣墊毯）；
磁懸浮；
……
步驟6：構想中的不現實方案，再次回到第一步。
選擇不現實的構想之一：毯子比空氣輕，回到第一步重複以上步驟。
步驟1：分為現實和幻想兩部分。現實部分：存在著重量輕的毯子，但它們比空氣重；幻想部分：毯子比空氣輕。
步驟2：為什麼毯子比空氣輕是不現實的？製作毯子的材料比空氣重。
步驟3：在什麼條件下，毯子會比空氣輕？製作毯子的材料比空氣輕；毯子像塵埃微粒一樣大小；作用於毯子的重力被抵消。
步驟4：考慮可利用資源。超係統資源：空氣、風（高能粒子流）、地球引力、陽光和重力；係統資源：毯子的形狀和重量、子係統資源、毯子中交織的纖維。
步驟5：結合可利用資源，考慮可行的方案。如采用比空氣輕的材料製作毯子；使毯子與塵埃微粒的大小一樣，其密度等於空氣密度。毯子由於空氣分子的布朗運動而移動；在飛行器內使毯子飛翔，飛行器以相當於自由落體的加速度向上運動，以抵消重力。
步驟6：構想中的不現實方案，再次回到第一步。
選擇不現實的構想之一：采用比空氣輕的材料製作毯子。繼續回到第一步進行分析，直到找到切實可行的解決方案。
科技創新正在實現人類夢想。哈佛大學馬哈德溫教授成功展示了一個紙幣大小的毯子在空中飛行。經計算101.6mm長、0.1mm厚的毯子飄浮在空中，需要每秒振動大約10次，振幅大約為0.25mm。聖安德魯大學利昂哈特教授已經確定出轉變這種現象（即卡西米爾力）的方法，就是用排斥代替相互吸引。原則上相同的效果能讓更大的物體甚至是一個人漂浮起來，科技讓魔毯向現實邁進一步。
4.2.5最終理想解（IFR）法
最終理想解（Ideal Final Result， IFR）來源發明問題解決算法。IFR的作用是指明通往解決方案之路，使問題尖銳化，拒絕折中方案。阿奇舒勒對IFR作比喻：“可以把IFR比作繩子，登山運動員隻有抓住繩子才能沿著陡峭的山坡向上爬。繩子不會向上拉他，但可以為其提供支撐，不讓他滑下去。隻要鬆開繩子，他肯定會掉下來。”
1. 理想化與理想化方法
理想化是科學研究中創新思維的基本方法之一，它主要是在大腦中設立理想模型，通過思想實驗方法來研究客體運動規律。一般操作程序為：首先對經驗事實進行抽象，形成一個理想客體，然後通過思維想象，在觀念中模擬其實驗過程，把客體現實運動過程簡化並上升為一種理想化狀態，使其更接近理想指標。在一定條件下把物質看作質點，把實際位置看作數學上的點，忽略摩擦力的存在，都是理想化的結果。科學曆史上，很多科學家正是通過理想化獲得劃時代的科學發現，如伽利略的慣性原理、牛頓的拋體運動實驗等。
理想化最為關鍵部分是思想實驗或理想實驗，它是從一定原理出發，在思想中按實驗模型展開思維活動。思想實驗是形象思維和邏輯思維共同作用的結果，同時也體現理想現實的對立統一。雖然思想實驗還不是科學實踐活動，其結論仍需要科學實驗等實踐活動來檢驗，但並不能否認思想實驗在理論創新中的地位和作用。新理論常常與人們常識不吻合甚至矛盾，致使人們為傳統觀念束縛而不易走向理論創新。借助於思想實驗進行理論創新及對新理論的認同是一種有效手段。
理想化方法另一個關鍵是如何設立理想模型。理想化模型的表現是沒有實體，沒有物質，也不消耗能量，但能實現所需要的功能。理想化模型所涉及要素有理想係統、理想過程、理想資源、理想方法、理想機器、理想物質等。理想係統就是既沒有實體和物質，也不消耗能源，但是能實現所有需要的功能，而且不傳遞、不產生有害的作用（如廢棄物、噪聲等）；理想過程就是隻有過程的結果，沒有過程本身，從提出需求的一瞬間就獲得所需結果；理想資源就是存在無窮無盡的資源，供隨意使用，而且不必支付成本（如空氣、重力、陽光、風、泥土、地熱、地磁、潮汐等）；理想方法就是不消耗能量和時間，通過係統自身調節，就能夠獲得所需功能；理想機器就是沒有質量、體積，但能實現所需要的功能（類似理想係統）；理想物質就是沒有物質，但是功能得以實現。
理想化模型指明問題解決方向，突出主要矛盾，簡化了分析問題過程，降低了解決問題難度。如幾何學中“點”“線”“麵”，恒星學定義恒星理想形狀是圓球體，物理學中“絕對黑體”“真空”“質點”“理想氣體”等都是理想化模型，它們沒有大小和質量，隻有屬性需要突出；“不戰而屈人之兵”是我國古代軍事家孫武給出的戰爭理想化結果，也是兵法的最高境界。
理想化是一種完美境界，是真實物體存在的一種極限狀態。在某種程度上是一種追求完美的情感和願望，這種情感和願望能轉變成一種追求理想化動力。如果產品（係統）初始狀態與理想狀態之間存在距離則稱之為問題。因此創新進化就是不斷地提升係統的理想狀態。理想化不僅是對產品的理想化，而且是對人類更合理、更有效生存方式的理想化。
任何產品或係統是不斷向理想化境界進化的。TRIZ理論中係統理想化方法，按照理想化涉及範圍大小，分為部分（局部）理想化和全部理想化兩種。
2. 理想度
理想度是係統理想化程度的衡量。技術係統功能的實現，同一功能存在多種技術實現方式，任何係統在實現所期望功能的同時，也會有不期望功能的出現。係統理想度與有用功能之和成正比，與有害功能之和成反比，理想度越高，產品競爭能力越強。創新過程就是係統理想度不斷提高的過程，應以提高係統理想度作為創新目標。
一個技術係統存在的原因是提供了一個或多個有用功能。有用功能有且隻有一個是最有意義的功能，此功能是技術係統存在的目的，稱為主要功能，也稱為首要功能或基本功能。為使主要功能得以實現，或提高主要功能性能，技術係統會有多個輔助性的有用功能，稱為輔助功能或稱伴生功能。同時，每個技術係統也會有一個或多個所不希望出現的效應或現象，稱為有害功能。
例如，汽車主要功能是實現人或物體移位。為使移位主要功能得以高效實現，需要安全防護、高效動力、自動導航等有用功能輔助，同時汽車移位過程產生尾氣、噪聲等汙染環境的有害功能。
任何一個技術係統發展進化過程表現為：技術係統提供有用功能越來越多，所伴生的有害功能越來越少；有用功能越來越強，有害功能越來越弱。此進化趨勢可用理想度來衡量。
I=∑UF∑HF
式中:I為理想度；∑UF為有用功能之和；∑HF為有害功能之和。
從公式中，可以用以下方法來提高係統的理想度：
（1） 同時增大分子，減小分母。最佳改進，孵化期策略。
（2） 分子、分母同時增加，但確保分子增速高於分母，成長期策略。
（3） 分母不變，分子增大。提高性價比，成熟期策略。
（4） 分子不變，減小分母。質量歸零，降本增效，成熟期策略。
為方便在實際工作中各個因子的細化，並對技術係統進行理想化水平分析，通常用效益之和代替分子（有用功能之和），將分母分解為成本之和和危害之和兩部分。理想度公式為：
I=∑B∑C+∑H
式中:I為理想度；∑B為效益之和；∑C為成本之和（如材料、時間、空間、資源、複雜度、能量、質量等）；∑H為危害之和（廢棄物、汙染等）。
綜上，增加理想度的方向有：增加新的功能，或從超係統獲得功能，增加有用功能的數量；傳輸盡可能多的功能到工作元件上，提高有用功能的等級；利用內部或外部已經存在的可利用資源，特別是超係統中的免費資源，以降低成本；實現自服務，係統自我控製與發展；通過剔除無效或低效率的功能，減少有害功能的數量；預防有害功能，將有害功能轉化為中性的功能，減輕有害功能的等級；將有害功能轉移到超係統中，不再為係統有害功能。
3. 最終理想解
理想化的最終目標是達到理想狀態，TRIZ稱之為最終理想解，也叫理想係統。處於理想狀態的技術係統不消耗任何能源，無任何有害功能，卻能完成係統主要功能。絕對理想狀態係統是不存在的，但係統各條演化趨勢和路線的最終目標卻是指向理想狀態的。
最終理想解實現可這樣表述：係統自己能夠實現需要的動作，並且沒有有害作用的參數。IFR表述中需包含兩個基本點：係統自己實現這個功能；沒有利用額外資源且實現了所需的功能。
例如：高層建築物的玻璃幕牆外表麵需要定期進行清洗。清潔要在高層建築物外進行，由於高空作業，隻有經過特殊培訓和認證的“蜘蛛人”才能從事此類高危險、高成本的工作。能否在高層建築物的內部對玻璃幕牆進行清潔呢？針對該問題，最終理想解是在不增加玻璃幕牆設計複雜度、實現玻璃幕牆現有功能且不引入新的有害功能情況下，玻璃幕牆能夠自清潔。
最終理想解同時具有四個特點：
（1） 保持了原係統的優點；
（2） 消除了原係統的不足；
（3） 沒有使係統變得更複雜；
（4） 沒有引入新的缺陷。
當確定了創新產品或技術係統的最終理想解後，可用上述特點檢查其是否符合最終理想解，並進行係統優化，以確認達到或接近最終理想解為止。
最終理想解的確定步驟：
（1） 現有問題描述。
（2） 問題解決的IFR描述。自我服務，實現有用功能，利用聰明的材料或物質；有害作用自我消除。
（3） 分析現有可用資源。充分利用現有的能量和資源；盡量少引入新資源。
（4） 得到接近IFR的技術方案。
例如，給雞蛋標注生產日期、產地、保質期等信息，消費者就能夠據其確定雞蛋的身份，價格也高於無此信息的雞蛋。養殖場決定做此事，但進口電腦噴碼儀成本高，如何解決問題呢？用最終理想解的確定步驟來分析如下：
（1） 現有問題描述。要給雞蛋標注生產日期、產地、保質期等信息，但不能用昂貴的進口電腦噴碼儀。
（2） 問題解決的IFR描述。不增加新設備，給雞蛋標注信息。
（3） 分析現有的可用資源。大量雞蛋、蛋格、蛋框、流水線、操作人員的手和眼。傳送帶傳送雞蛋；工人用手將雞蛋放到蛋格中；蛋格封裝入箱。
（4） 得到接近IFR的技術方案。利用現有的與雞蛋有直接接觸的組件，打上標記。
設定了最終理想解，就是設定了技術係統改進的方向。最終理想解是解決問題的最終目標，即使理想的問題解決方案不能100％的獲得，但會引導你得到最巧妙和有效的解決方案。
以定義最終理想解作為解決問題的開端，具有以下優點：有助於產生突破性的概念解決方案；避免選擇妥協性的折中解決方案；有助於通過討論來清晰地設立項目的邊界。
最終理想解不僅用於發明問題解決理論中，同樣可用於其他科學領域。如何在不增加係統複雜度的前提下得到所需的功能，是創新人員確定理想目標的有效方法。
4.3資源分析法
資源是一切可被人類開發和利用的物質、能量和信息及其屬性的總稱。任何可用於解決發明問題的事物及其屬性都是資源，或者說資源是指有用的但是還沒有被利用的東西。解決問題的實質就是對資源合理應用。任何係統隻要還沒有達到最終理想解，就應該具有可用資源。
“資源”最初是指自然資源，人們經常說礦產資源、環境資源、人力資源、財務資源等。1985年，根裏奇·阿奇舒勒將資源引入TRIZ理論，創造性地利用了係統中可用的資源，提高係統的理想度，成為解決發明問題的一個偉大創舉。
TRIZ理論認為，對技術係統中可用資源的創造性應用能夠增加技術係統理想度，這是解決發明問題的基石。資源分析，即集中分析可用的資源（空間、時間、物質、場、功能、信息等資源），同時將物質或場資源的屬性也作為資源的一部分。
4.3.1資源分類
資源有很多不同分類方式。從資源存在形態角度出發可將資源分為宏觀資源和微觀資源；從資源使用的角度出發可將資源分為直接資源和派生資源；從分析資源角度出發可將資源分為顯性資源和隱性資源。顯性資源是已經被認知和開發的資源，隱性資源是尚未被認知或雖已認知卻因技術等條件不具備還不能被開發利用的資源。從資源與TRIZ中其他概念結合的角度出發可將資源分為發明資源、進化資源和效應資源。係統資源包括內部資源和外部資源。
TRIZ認為，任何技術都是超係統或自然的一部分，都有自己的空間和時間，通過對物質、場的組織和應用來實現功能。資源也通常按照物質、能量、時間、空間、功能、信息等角度來劃分。
1. 物質資源
物質資源是指用於實現有用功能的一切物質。係統或環境中任何種類的材料或物質都可看作是可用物質資源。例如原材料、產品、係統組件、功能單元、廉價物質、水、廢棄物等。應該使用係統中已有的物質資源解決係統中問題，係統中或係統周圍可用於其他用途的任何可用能量，都可看作是一種資源，例如機械資源（旋轉、壓強、氣壓、水壓等）、熱力資源（蒸汽能、加熱、冷卻等）、化學資源（化學反應）、電力資源、磁力資源、電磁資源等。例如陶粒生產廠使用陶粒作為淨化工業水的過濾填料；在北方用雪作為過濾填料淨化空氣；掃雪車的廢氣用於被清掃雪的預處理等。再如為保護輸油管道不因含硫廢料腐蝕，提前在管道內注油，然後吹熱氣氧化內壁形成油膜，形成漆狀物保護層。
2. 能量資源
能量資源是指係統中存在或能產生的場或能量流。一般能夠提供某種形式能量的物質或物質的轉換運動過程都可以稱為能量。現有能量資源是係統及其周圍尚未儲備的所有能源，如為使噴霧人員行走時產生液壓，把水泵固定在工作人員的靴子上；自清潔浮子——清除水泵入口處海藻的設備，入口上套著一個帶刃的軛(套筒），波浪垂直運動時，浮子就能清洗管道，在1964年申請了專利。派生能量資源是現成的能源資源轉變為其他形式的資源，或者改變其作用方向、強度和其他特性時形成的能源，如利用焊工麵罩上鏡子反射的弧光照亮焊接點。
3. 信息資源
信息資源是指係統中存在或能產生的信息。信息作為反映客觀世界各種事物的特征和變化結合的新知識已成為一種重要的資源，在人類自身的劃時代改造中產生重要作用。其信息流將成為決定生產發展規模、速度和方向的重要力量。如中醫結合望、聞、問、切判斷患者的病情，如藏醫通過脈搏跳動可診斷近200種疾病。也可利用派生信息，如利用各種物理及化學效應，將難於接受或處理的信息改造為有用信息。
4. 時間資源
時間資源是指係統啟動之前、工作中以及工作之後的可利用時間。常利用空閑時刻或時間周期，部分或全部未使用的各種停頓和空閑，以及運行之前、之中或之後的時間等。如運行之前、之中、之後的時間，預處理，同時作用（並行工程），運輸的過程中加工，事後處理，操作之間的停頓、空閑的時間等，如混凝土攪拌車運輸途中攪拌作業；在石油管道運輸過程中進行石油脫水和脫鹽；油輪運輸的同時對石油進行加工。派生時間資源可以是加快、減慢、中斷或轉變發生過程中的時間間隔，如根據速度的快慢進行測量，加快或放慢測量；生物降解的縫合線使用，隨著傷口愈合縫合線也隨之消失，不需要再進行拆線手術，也使傷口免除再次破損，傷口完全愈合的時間縮短。
5. 空間資源
空間資源是指係統本身及超係統的可利用空間。為節省空間或者當空間有限時，任何係統中或周圍的空閑空間都可用於放置額外的作用對象，特別是某個表麵的反麵、未占據空間、表麵上的未占用部分、其他作用對象之間的空間、作用對象的背麵、作用對象外麵的空間、作用對象初始位置附近的空間、活動蓋下麵的空間、其他對象各組成部分之間的空間、另一個作用對象上的空間、另一個作用對象內的空間、另一個作用對象占用的空間、環境中的空間等。如宿舍中的雙層床，把平房改成高樓的舊城改造，使用梅比烏斯條（彎曲空間表麵）可將任何環狀構件（皮帶輪、錄音磁帶、刃帶刀等）有效長度至少提高一倍等。
6. 功能資源
功能資源是係統或環境能夠實現輔助功能的能力，也可以理解為利用係統的已有組件，挖掘係統的隱性功能。例如將飛機機艙門用作舷梯；人站在椅子上修理屋頂板時，椅子的高度是一種輔助功能的利用；阿司匹林具有抑製血小板的作用，在某些情況下產生副作用，這一特性可用於預防和治療梗死；鍛模經過適當改進後，鍛件本身可以帶有企業商標。
一次著名心理學實驗表明，觀察表麵以下的東西是非常重要的。實驗內容如下：實驗要求完成一項任務，需要用一種尖銳物體，在卡紙板上打一個洞。在第一組進行實驗的房間內，桌上有多種物體，包括一根釘子。在第二組進行實驗的房間內，也有很多物體放在桌上，但是沒有一樣尖銳物品，但牆麵上突出一根釘子。第三組實驗的房間與第二組相似，隻是牆麵上突出釘子上掛著一幅畫。第一組能100％完成任務，第二組有80%能完成任務，第三組有80％的不能完成任務。實驗表明人們很難發現圖畫背後的釘子。
圖4.10資源尋找路徑圖
4.3.2資源分析與利用
資源分析是從係統高度挖掘係統的隱性資源，使隱性資源顯性化，顯性資源係統化，合理組合、配置、優化資源結構，提升係統資源的應用價值或理想度（或資源價值）。資源分析有助於找到解決問題所需資源，找到理想度相對較高的問題解決方案。
1. 資源分析步驟
（1） 發現及尋找資源。可以使用多屏幕法和組件分析法等工具，資源發現及尋找路徑如圖 4.1０。 不管麵對何種問題，了解需要是第一位的。
（2） 挖掘及探索資源。挖掘是向縱深獲取更多有效的、新穎的、潛在的、有用的資源。探索是以問題為中心尋找更深層級的資源及派生資源。
通過某種變換，使不能利用的資源成為可利用的資源，這種可利用的資源就是派生資源。主要有物理方法和化學方法來改變物質資源的形態。改變物質的物理狀態（相態之間的變化），包括物理參數的變化，如形狀、大小、溫度、密度、重量等；機械結構的變化，如直接相關（材料、形狀、精度）、間接相關（位置、運動）等。改變物質的化學狀態，包括物質分解的產物；燃燒或合成物質的產物。
（3） 整合資源。資源整合是指對不同來源、不同層次、不同結構、不同內容的資源，進行識別與選擇、汲取與配置、激活並有機融合，使其具有較強的係統性、適應性、條理性和應用性，並創造新資源的複雜動態過程。
資源整合是優化配置的過程，以取得“1+1>2”的效果。根據係統的發展和功能要求對係統資源整合，以突顯係統的核心能力，尋求資源配置與功能要求的最佳結合點，提高資源的利用價值。
（4） 評價及配置資源。資源配置是指各種資源在各種不同的使用方向之間分配。最佳利用資源理念與理想度概念緊密相關。某一問題解決方案中采用資源越少，求解問題的成本就越小，理想度指數就越高。最理想資源是取之不盡、用之不竭、不用付費的資源。技術係統中資源配置要關注資源利用率，資源利用率的不斷提高，則資源使用價值更高。
2. 資源利用的一般原則
（1） 由實物資源到虛物資源（微觀資源、場）。
（2） 由內部資源到外部資源。
資源使用順序依次為：執行機構資源；技術係統資源；超係統資源；環境資源；係統作用對象資源。當係統內部資源不能解決問題時，才考慮從係統外部引入新資源。內部資源指的是與問題直接相關的係統資源，如執行機構資源。外部資源是與問題間接相關的係統資源。
（3） 由靜態資源到動態資源。
（4） 由直接資源到派生資源。
（5） 由貴重資源到廉價資源。
（6） 由自然資源到再生資源（循環利用）。
資源是創新的燃料。資源利用的核心思想是挖掘隱性資源，優化資源結構，體現資源價值。認識並合理地使用資源是TRIZ的基礎和最核心的追求，一旦能夠熟練地發現和巧妙地利用正確的資源，就會產生創新，使係統在變得更好的同時，將成本、問題和危害減少到最低限度。
4.4因果分析法
因果分析是研究事物發展的結果與產生的原因之間的關係，並對影響因果關係因素進行分析的方法。因果分析主要解決“為什麼”問題。當麵對一個技術問題時，往往牽涉的因素很多，這時分析的關鍵是弄清楚問題產生的原因究竟是什麼，為找到最有效解決問題的方案提供思路。
常見的因果分析方法有5W分析法、魚骨圖分析、因果鏈分析、故障樹分析等。
4.4.15W分析法
5W分析法又稱“5問法”，是對一個問題點連續以5個“為什麼”來提問，以追究其根本原因。雖為5個為什麼，但使用時不限定隻做“5次為什麼的探討”，主要是必須找到根本原因為止，有時可能隻要3次，有時也許要10次。中國人常講“打破砂鍋璺到底”，璺就是砂鍋上的裂紋，因和問同聲，所以就改用問字，比喻對問題的追根究底，體現了一種追求真相的精神。
日本豐田公司流程改善中提出著名的“5個為什麼”分析法，也是對問題進行多次不斷的尋問，直至找到真正原因的一種方法。要解決問題首先要找出問題產生的根本原因，而不是問題本身，根本原因隱藏在問題的深處。例如你可能會發現某產品質量問題的源頭是某個供應商或機械加工中心，即問題發生在哪裏，但造成質量問題的根本原因是什麼呢？答案必須靠深入挖掘並詢問問題何以發生才能得到。在問第一個“為什麼”獲得答案後，再問為何會發生，依此類推，問五次或更多次“為什麼”，直到問題產生的原因被找到。豐田公司成功秘訣就是把每次錯誤視為學習的機會，通過識別因果關係鏈，進行問題診斷，不斷反思和持續改善。
5W分析方法使用前提是對問題信息的充分了解，關鍵是要鼓勵解決問題的人要努力避開主觀或自負的假設和邏輯陷阱，從結果著手沿著因果關係鏈條順藤摸瓜，直至找出原有問題的根本原因。
下麵來自豐田公司的例子，生動地展現該方法特點。
案例4.2
豐田汽車
豐田汽車公司前副社長大野耐一先生，曾舉了一個例子來找出停機的真正原因。一次，大野耐一發現一條生產線上的機器總是停轉，雖然修過多次但仍不見好轉。於是，大野耐一與工人進行了以下的對話問答：
一問：“為什麼機器停了？”
答：“因為超過負荷，保險絲就斷了。”
二問：“為什麼超負荷呢？”
答：“因為軸承的潤滑不夠。”
三問：“為什麼潤滑不夠？”
答：“因為潤滑泵吸不上油來。”
四問：“為什麼吸不上油來？”
答：“因為油泵軸磨損、鬆動了。”
五問：“為什麼磨損了呢？”
再答：“因為，沒有安裝過濾器，混進了鐵屑等雜質。”
經過連續五次不停地問“為什麼”，找到了問題的真正原因和解決方法，在油泵軸上安裝過濾器。如果沒有追根究底發掘問題，很可能隻是換根保險絲草草了事，真正的問題還是沒有解決。
解決問題的步驟可分兩個部分：
第一部分是要把握問題的現狀。
步驟1：識別問題
在方法的第一步中，你開始了解一個可能大、模糊或複雜的問題。你掌握一些信息，但一定沒有掌握詳細事實。問：我知道什麼？
步驟2：澄清問題
方法中接下來的步驟是澄清問題。為得到更清楚的理解，問：實際發生了什麼？應該發生什麼？
步驟3：分解問題
由於專業等原因，這一步需要向相關人員調查，將問題分解為小的、獨立的元素。關於這個問題我還知道什麼？還有其他子問題嗎？
步驟4：查找原因要點