科技的发展可谓一日千里，早已实现九天揽月、五洋捉鳖的目标，背后离不开创新人才的推动。很多国家都意识到:21 世纪只有在人才争夺战中胜出，未来才能脱颖而出。随着中美关系的恶化，“钱学森之问”再次摆在国民面前。

创新人才能不能培养，有没有办法培养，是全体教育工作者回避不了的问题。从我个人角度来讲，之前一直身处「读书校园」，身份是「知识的吸收者」，并没有感受到「创新」的优势。随着迈出校园，在工作中见招拆招的解决问题，身份转为「知识的创作者」，利用现有知识构筑产品、搭建方案，这个过程才体会到「创新思维」的重要性，才体会到「创新性解决问题」的巧妙。

从「知识的接收者」变为「知识的探索者」，是从校园到工作的第一次过渡，这个阶段更多的是基于已有知识进行浅层次的应用、初级层次的创新，解决一些触手可及的问题。第二次过渡是从「知识的探索者」到「知识的创造者」，这个阶段俨然成为职场老兵，不再受限于已有的知识背景，而是通过系统工程解决工作中深层次的问题。三个不同的身份，代表着解决问题能力的不同层次，每一次身份的蜕变背后是问题解决思维的升级。

比如我们处于身份的第一层级，思维张力还未形成时期，很容易出现思维定势。比如下面这个我碰到的问题。一天早上，我左手戴着手表，右手拿着手机。想用手机拍摄手表的生理指标数据，我左手放平，右手拿着手机打开摄像头，准备录制视频。

生理指标有多个，需要左右滑动手表的屏幕，切换指标数据。这时候就陷入僵局，左手戴着手表放平不能动，右手拍摄视频，角度不能变，没有多余的手了，所以拍摄任务是不成立的，遂放弃。而当我戴着手表去洗漱时，突然想到，把手表摘下来放在桌面上直接拍摄就可以呀。

上面思维定势对我的影响是手表只能戴在手上，压根没考虑过，摘下来拍摄这种可能性。而当我放弃深入思考这个问题，去做其它事情（洗漱）的时候，「心智游移」打破了这种定势，同时通常洗漱会摘下手表，这个潜意识的动作，也起到催化作用。

其实摘下手表，是改变了「手表、手机的空间结构、位置关系」，一点小小的思维转变，立马解决了问题。

这个思维转变在《创新算法》中就是阿奇舒勒提出的 STC 算子（尺寸、时间、成本）中的：尺寸、尺度、和空间位置关系，是在创新发明中很有价值的底层问题解决逻辑。

《创新算法》，是 TRIZ（发明问题解决理论）流派的开山之作，是一部被前苏联雪藏 50 年的技术创新宝典。下面的 40 个发明原理更是阿奇舒勒及同事系统分析 250 万专利归纳而成。

原理 定义 示例 示例说明
1. 分割 将对象分成独立的部分。 模块化家具 模块化家具可以根据需要重新组合和调整，每个模块都是独立的，体现了将一个整体分成多个独立部分的原理。
2. 抽取 从对象中分离出干扰部分或特性，或只挑出对象的必要部分或特性。 降噪耳机 降噪耳机通过分离和消除环境噪音，突出音乐或对话的清晰度，体现了抽取原理，即分离出干扰部分以突出必要特性。
3. 局部质量 将对象的结构从均匀改为非均匀，改变均匀的外部环境或影响为非均匀。 可调节办公椅 可调节办公椅能够根据用户的体型和坐姿需要进行调整，使椅子的部分特性（如靠背、座位高度）非均匀化，以适应不同用户，展示了局部质量原理。
4. 对称性 改变对象的对称性或使用对称的物体。 可旋转的 USB 接口 可旋转的 USB 接口允许用户以任何方向插入 USB，打破了传统 USB 接口的对称限制，提供了更方便的使用体验。
5. 合并 将相似的或用于相同目的的多个对象合并为一个；使物体多功能。 智能手机 智能手机合并了电话、相机、浏览器等多种功能于一体，展示了合并原理，即将多个独立设备的功能集成到一个多功能设备中。
6. 多功能性 使一个对象执行多个功能，减少其他必需的设备或工具的数量。 瑞士军刀 瑞士军刀集成了刀片、剪刀、开瓶器等多种工具，展示了多功能性原理，即在一个物体中集成多种功能，减少了携带多个独立工具的需求。
7. 嵌套 将一个对象放置在另一个对象内部，以节省空间和资源。 俄罗斯套娃 俄罗斯套娃是一组大小逐渐减小的娃娃，每个娃娃都可以放入一个更大的娃娃内部，展示了嵌套原理，即通过嵌套来节省空间。
8. 反重力 反对重力作用的原理，如通过提供上升力来克服重力。 热气球 热气球通过加热空气来降低其密度，产生上升力，克服重力，展示了反重力原理，即利用力学原理来抵抗或克服重力。
9. 预先反作用 在需要的动作发生之前先采取反向的动作。 弓箭 弓箭在发射之前，先拉弓进行预先的反向动作。发射时，弓的弹力推动箭快速前进，展示了预先反作用原理，即预先进行反向动作以增强最终效果。
10. 预先作用 提前进行一些动作，以确保最终动作的成功和安全。 安全气囊 安全气囊在车辆碰撞之前就准备好弹出，以保护乘客，展示了预先作用原理，即通过预先准备，确保在需要时能迅速且有效地响应。
11. 垫底衬垫 在发生不良情况之前，先准备措施以减轻潜在的负面影响。 摔跤垫 摔跤垫在摔跤或跌倒时提供缓冲，减少受伤风险，展示了垫底衬垫原理，即预先准备缓冲措施以防止潜在伤害。
12. 等势 在一个系统的不同部分之间平衡力和压力。 水平建筑设计 水平建筑设计确保结构的压力均匀分布，防止倾斜和破坏，体现了等势原理，即通过平衡力量来维持稳定。
13. 反向 反转动作或现象的方向。 反向齿轮 反向齿轮使机械装置中的运动方向相反，用于改变运动方向，展示了反向原理，即通过反转方向来达到特定目的。
14. 球形和曲线 使用球形、弧形或其他曲线形状。 圆形门把手 圆形门把手易于抓握和转动，展示了球形和曲线原理，即使用曲线形状以提高效率和舒适度。
15. 动态性 使对象能够根据需要改变或适应环境。 可调节照明系统 可调节照明系统根据房间内的光线需求调整亮度，展示了动态性原理，即使系统能够根据需求和环境变化而调整。
16. 过度或不足 在过度或不足的情况下采取行动。 过载电路断路器 过载电路断路器在电流过大时自动切断电源，防止过载，展示了过度或不足原理，即在极端情况下采取保护措施。
17. 另一个维度 移动到不同的维度（例如，从二维到三维）。 折叠家具 折叠家具可以从平面状态展开成三维结构，节省空间，体现了另一个维度原理，即利用不同维度以增强功能。
18. 机械振动 使用振动或震动。 电动牙刷 电动牙刷通过振动来清洁牙齿，比传统刷牙更有效，展示了机械振动原理，即利用振动来提高效率。
19. 周期性作用 采用周期性的动作而不是连续不断的动作。 心脏起搏器 心脏起搏器周期性地刺激心脏，保持正常心跳，体现了周期性作用原理，即通过周期性动作来维持功能。
20. 连续有用作用 持续进行小的有用动作，而不是大的间断性动作。 滴灌系统 滴灌系统通过连续小水滴对植物进行灌溉，保持土壤湿润，比间断性大量灌溉更有效，展示了连续有用作用原理，即通过小而持续的动作达到更好的效果。
21. 急速作用 快速或突然完成必要的动作。 气囊 汽车气囊在碰撞瞬间迅速膨胀，提供保护，展示了急速作用原理，即快速反应以防止或减轻伤害。
22. 转化能量 改变能量形式或状态以更好地完成任务。 太阳能电池板 太阳能电池板将太阳光转化为电能，展示了转化能量原理，即利用能量转化来实现特定功能。
23. 反馈 使用反馈来改善和调整动作。 温控器 温控器根据室内温度调节供暖或制冷，展示了反馈原理，即通过反馈循环来优化系统性能。
24. 中介 使用中间物质或对象来完成任务或作为某物的一部分。 润滑剂 润滑剂减少机械部件间的摩擦，展示了中介原理，即使用中间物质来促进或简化过程。
25. 自身修复 使物体能够自我修复或恢复。 自修复涂层 自修复涂层在受损后可以自动恢复原状，展示了自身修复原理，即赋予物体自我恢复的能力。
26. 复制 使用简化或廉价的副本替代昂贵、脆弱或不便携带的对象。 训练假人 训练假人用于模拟真人进行医学或救援训练，展示了复制原理，即用副本代替真实对象进行实践和演练。
27. 多余物质去除 移除不必要的或有害的物质或部分。 轻质包装 轻质包装减少了不必要的材料使用，展示了多余物质去除原理，即去除非必要部分以简化和优化。
28. 机械系统替代 用机械方式代替人工操作或动物劳动。 自动化装配线 自动化装配线替代手工装配，提高效率和精度，展示了机械系统替代原理，即用机械化方式提高生产力。
29. 气体和液体使用 使用气体或液体来完成任务，而不是固体。 气垫船 气垫船使用气垫技术在水面上快速移动，展示了气体和液体使用原理，即利用流体的特性来达到特定目的。
30. 柔性薄膜和薄板 使用柔性材料代替传统的硬材料。 柔性显示屏 柔性显示屏可以弯曲而不破裂，展示了柔性薄膜和薄板原理，即使用柔性材料以增加设计的多样性和适应性。
31. 孔和通道 在物体中制造孔或通道，以提供新的功能或改善性能。 多孔材料 多孔材料如海绵，通过其孔结构提供吸收和过滤功能，展示了孔和通道原理，即通过添加孔洞来增加新功能。
32. 变色 改变物体的颜色或透明度，以提高其性能或降低风险。 智能窗户 智能窗户可根据光照强度调节透明度，展示了变色原理，即通过改变颜色或透明度来适应环境变化。
33. 均质化 使物体或系统的材料和属性尽可能均一。 同种材料设备 同种材料制造的设备在热膨胀方面表现一致，减少了因温差引起的损害，体现了均质化原理。
34. 抛弃和再生部件 消耗或抛弃使用后的部分，用新部件替换以恢复原有功能。 一次性剃须刀 一次性剃须刀用完即弃，无需维护刀片，展示了抛弃和再生部件原理，即通过替换部件来维持性能。
35. 参数变化 改变物体的物理或化学参数（如温度、压力、组成）。 可调温热水壶 可调温热水壶可以根据需求调节水温，展示了参数变化原理，即通过改变参数来适应不同需求。
36. 相变 利用物质的相变（如固态、液态、气态）来实现新功能。 冰箱 冰箱通过制冷剂的相变进行制冷，展示了相变原理，即利用物质状态的变化来执行特定功能。
37. 热膨胀 利用材料在热胀冷缩中的变化。 双金属温度计 双金属温度计中的两种金属热膨胀率不同，指针随温度变化而移动，展示了热膨胀原理，即利用热膨胀的特性。
38. 强化场 加强物体或系统的作用场（如电磁场、重力场）。 磁悬浮列车 磁悬浮列车利用强磁场实现无摩擦旅行，展示了强化场原理，即通过强化作用场来改善性能。
39. 惯性环境 利用或创建一个稳定的环境以减少外部影响。 太空实验室 太空实验室提供无重力环境进行特殊实验，展示了惯性环境原理，即创造稳定环境以进行特定活动。
40. 复合材料 使用不同材料的组合来提高整体性能。 碳纤维复合材料 碳纤维复合材料强度高、重量轻，用于制造飞机部件，展示了复合材料原理，即结合不同材料的优点。

小结

我们身处其中的这个时代真是壮丽辉煌，它是扩张的时代，娱乐的时代，更是火花喷发、创新不断的时代，还是全世界范围内事事力求压人一头的时代。这个时代，我们使用的「工具」日趋完善，我们的「三磅大脑」却仍受限于千万年的演化。如果要跟上这个时代，是时候走出认知盲区，进行一次思维的升级迭代，是时候将身份刻画为「知识的创造者」了。今天如果你想阅读，不妨看看「创新算法」这本书！

ChangeLog

  • 240106 zapp 阅读《创新算法》读书笔记，40 个原理借助 chatGPT 总结而成。