创新秘诀: 弯曲、分离和融合

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毕加索的《阿维尼翁的少女》

  1907年,在一个巴黎的小画室里,一位叫做巴勃罗·毕加索的年轻画家正着手一个颇具挑战性的项目:完成一幅以5位裸体女性为主角的画。
巴勃罗·毕加索

  他花了好几个月画完这幅画后,他的朋友们看了都大吃一惊,不过并非由于欣赏,相反,他的朋友们非常讨厌这幅画,甚至还表现出了敌意。他们为什么会有这种表现?因为在那个时代,关于人的画更多以写实为主,也就是“画中人很像人”。但是毕加索画中的女性一点也不像人:她们四肢扭曲,面容犹如面具一般呆滞。惊愕并与朋友们吵完之后,毕加索一气之下把这幅画卷了起来,放入壁橱。过了9年,毕加索才把这幅名为《阿维尼翁的少女》的画公之于众。如今,它已被人们誉为最具原创性和开创性的作品,成为纽约现代艺术博物馆(目前世界上最大、最具影响力的现代艺术博物馆之一)的永久收藏品。
  为什么毕加索能创造出前所未有的画来?有科学家在进行大量研究后发现,无论是艺术家、工程师还是建筑师等,他们在创造出新奇的东西时,都表现出相似的思维特点。随后科学家们将这些思维特点总结为3点:弯曲、分离和融合。

挡风玻璃和汽油箱的改进


  我们在这里可以把“弯曲”理解成改变大小或弯曲形状,让我们来看看弯曲的例子吧。在汽车刚被发明出来的那个时代,晚上开车是极度危险的。这并非因为没有车灯,而是当时的车灯是眩光(能引起眼睛不舒服或视力受损的灯光)。如果把灯光调暗,那么车灯在夜晚又难以照亮前方道路。看到这种情况,美国发明家埃德温·兰德决心制造出防眩光的挡风玻璃。他该怎么做?
  早在9世纪末,一位法国工程师就注意到,如果他通过方解石晶体(一种水晶体石头)观察宫殿窗户反射的阳光,那么这道阳光就不是很明亮。包括兰德,还有其他发明家也注意到了这个事实,所以他们都在想如何把这种石晶体付诸实际应用。
  如果把这种石晶体石头直接做成挡风玻璃,那么这块挡风玻璃就有15厘米厚,虽然这样能防眩光,但同时也让开车司机看不见前方的道路。如果它变薄的话,它的强度又不足以挡风。很长一段时间,发明家们束手无策。
  兰德刚开始也跟其他发明家一样,遇到了瓶颈。直到某一天,他灵光一现。他把晶体“缩”到得用显微镜才能看得見的大小,然后再把成千上万的小晶体加入原来的挡风玻璃中,这样子,既能防眩光,也不会阻碍司机的视线。
显微镜下的挡风玻璃晶体

  除了物体的大小可以被“弯曲”之外,物体的形状也可以被弯曲。未来的汽车将会是清洁的氢能源汽车,但是,现在发展氢能源汽车一个现实的障碍就是,氢油箱比传统汽油箱需要占用汽车更多的空间,这就使工程师们无法将汽油箱升级成氢油箱。然而,一家创新公司设计出了一种新的油箱,这种新型油箱是层层折叠的,而且它的管道能弯弯曲曲地进入到车身以前从未被使用的空间当中,从而解决了原来空间不够用的问题。
  除了前面提到的两个例子,在人类历史上,通过重塑已存的事物外形和大小等进行创新,这样的案例比比皆是。

“分离”出来的手机

和神经回路


  起初的电话系统在每个地区只有一座大的信号塔,这座信号塔负责接受和传送所有的信号。在那个年代,如果多人同时拨号的话,那么信号塔就会超载,有的人就会打不通电话。美国贝尔实验室的工程师认识到了这个缺点,于是他们进行了创新:把每一个“电话”都装上一座小的“信号塔”。这样,就可以让更多的人同时打电话。这也就是原始手机的诞生。
  分离是把原有的物体“拆开”,用这些碎片重新组装成新的东西,或保留个别碎片。
  在前面那个例子当中,科学家们把“电话”和“信号塔”拆开了,然后把它们重新“组装”起来做出了手机。
  下面是另一个利用分离的创新思维例子。
  由于神经回路深埋在大脑当中,所以神经科学家们刚开始难以对神经回路进行更为细致的研究。这种情况直到神经科学家卡尔等研究人员找到新的解决方案后,才得到改善。大脑当中有一种脂质物质,也正是这种物质阻止了神经科学家们进一步研究神经回路。卡尔等人想到了在保持大脑结构完整的同时,将脂质排出的方法。大脑被分离出脂质后,变得透明起来,这样,神经科学家们就能尽情地研究神经回路了。

无处不在的“融合”


  融合或许是我们最常见的创新思维特点了。古代人把人的身和牛的头融合在一起,创造出了牛头人这一神话生物;埃及人把人的头和狮子的身融合,创造出了狮身人面像;工程师把传统手机和MP4(类似于如今的手机,不过它只能听音乐、看视频、看图片和看书)融合在一起,创造出了如今的移动手机……这些都是人们融合创新的产品。
  科学家们利用融合的思想,还开创出了各种各样的基因工程。
  蜘蛛丝的强度是相同重量的钢的很多倍。科学家们一直想把蜘蛛丝应用到实际生活当中,但是蜘蛛自然生产出来的蛛丝的量太少:82名科学家与100万只蜘蛛一起工作了数年时间,提取的蜘蛛丝才刚够织4平方米的布。
  这时,一位科学家想到了办法,他把蜘蛛当中负责制造蛛丝的DNA拼接到山羊的DNA里,制作出了“蜘蛛山羊”。这种山羊并不会“吐丝”,但它羊奶中蛋白质的结构变得跟蜘蛛丝的很相似。科学家们可以在实验室里,从羊奶中提取大量的“蜘蛛丝”,这样大大地提高了科学家们提取蜘蛛丝的效率。
  弯曲、分离和融合是我们大脑进行创新的基本程序。利用这些程序,我们可以利用普通的事物做出令人大开眼界的产品。
分离脂质后,神经科学家得以观察神经回路。
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