凡有發散性加工或轉化的地方，都表明發生了創造性思維。
——吉爾福特
求異思維是以解題的靈活性、多元性為主要特征的思維方法。它常常表現為思維的自由重構，‘‘省略”中間的思維步驟，瞬間進發出創新的火花。許多展示大自然奧秘的重大科學突破、推動歷史向前的重大技術發明、耐人尋味的文學藝術瑰寶，都得益于求異思維。
一、求異思維概述
(一)求異思維的含義
所謂求異思維，是指思維主體對某一研究問題求解時，不受已有信息或以往思路的限制，從不同方向、不同角度去尋求解決問題的不同答案的一種思維方式。求異思維通常包括發散求異和轉換求異等獨具特效的思維方式。
求異思維方法的內核是：積極求異，靈活生異，多兀創異，最后形成異彩紛呈的新思路、新見解。可以說求異思維方法是孕育一切創新的源頭。科學技術史上許多發現或發明就是運用這種思維方式的結果。
我國著名的數學家馮康發現，在實際工程計算過程中，人們往往只注意早已廣為人知的微分方程形式，而不大注意久被忽視的變分形式。為了克服傳統計算方法難以處理幾何形狀與材料的復雜性及難以保持物理特性等問題，馮康開辟了橢圓型方程計算方法的系統研究。征大量計算經驗的基礎上，把變分原理與剖分逼近有機結合，既保持了物理問題的主要特性，又以“數分整為零，裁彎取直，以簡馭繁，化難為易”的新思路，妥善解決了幾何形狀和材料的復雜性問題。他創造了一整套從變分原理出發求解橢圓型微分方程問題的數值方法，形成了標準的算法形態，編制了通用的
程序。這種數值方法及時地解決了我國有關工程設計的應力分析問題，從而奠定了后來在西方被稱為“有限元”的這一新的計算方法的嚴格數字理論，取得了領先于西方的成就¨。。在這里，馮康靈活變通，積極運用與以前不一樣的思路和方法，形成了一條條新的思維鏈條。這正是求異思維的潛移默化，促使他成功地創始了有限元方法。
在科學研究過程中，求異思維的主要任務或關鍵是為解決問題而積極運用特殊的方法，建立起靈活的研究之道。其中主要的求異思維方法有發散求異方法、轉換求異思維方法等。求異思維的運用有利于提出更合理的科學問題，選擇更合理的科學理論，進行多角度全方位的科學檢驗，得出創新的科學結論，從而促進科學發展。
(二)求異思維的特征
求異的內容和思維運行方式決定了求異思維是有以下幾個方面的典型特征。
1．靈活性
靈活性，又稱變通性。這里的變通，是指思維隨機應變，觸類旁通，不局限于某一視角或某一方面，能從思維的某一方向跳到更多的方向、方面，從而形成多向思維。
求異思維的靈活性，主要表現為解題思維方式的靈活變通。求異的基礎就是思維的靈活運用。求異思維本身反映的就是一種靈活機動運行的思維方式。沒有了高度的靈活性，求異思維就不存在了。
2．積極性
求異思維的積極性是指思維主體面對問題時能主動、積極地尋求不同的解題答案。一方面，問題是科學研究的出發點，問題的存在促使思維主體不斷地想方設法去探索問題之解。另一方面，求異思維的靈活性決定了求異的思維方式沒有既定的運行通路，這就需要在求異的各種通路中積極尋找合適的運行之道。如果沒有積極的思維品質，就無法求異，充其量只
是不變的求同和程序性的前進。
無論從事何種開拓性的工作，只有能主動、積極、靈活地運用求異思維方法，才會有所成就、有所創新。因為這種思維方法可以發揮各種思維形式各自獨特的作用，可以促使思維過程與思維方法的轉化，從而打破舊的統一體，取得創新成果。
3．多元性
求異思維的多元性是指思維方式多方發散、多路運行的特征。求異思維不同于一元性思維方式，因為一元性思維方式是一種單向思維，而且會限制求異的展開。求異思維在認識過程中往往凝注于客觀事物間的復雜性與多樣性，找到與眾不同的思維的切人點。這樣，就形成了對事物現象認識的多次試探和多路嘗試。
在科學探索中，人們常常會從不同角度對于事物現象的機理予以多元的解釋說明。例如，人們對脈沖星機理的認識。天文工作者最初曾設想了三種情況：脈動、雙星作軌道運動及燈塔式自轉。經過一番考察后，天文工作者排除了脈動和雙星作軌道運動的可能性，認為“燈塔輻射”機制是最合理的。天文工作者也在后來的研究中證實了這種“燈塔輻射”是有科學依據的。
4．試錯性
求異思維的試錯性表現為思維主體為尋求科學合理的解題答案而不斷地探索，反復地嘗試、糾錯、論證。這種求異思維的試錯性體現了思維主體的批判態度。
美國發明家斯坦?梅森發明最佳受熱烹飪盤，就體現了求異思維的試錯性。要制造這種炊具，首要的難點就是找出微波爐內各處的“熱點”。梅森想到把一層層放有玉米粒的隔板放進微波爐，一處一處地試，一次又一次地試，看哪個地方的玉米先爆成玉米花，這個點就是“熱點”。他先按傳統的做法，試了烹飪盤人口處，可是那里的玉米粒并沒能很快爆成玉米花。后來，將玉米放在烹飪盤中央，仍然不理想，他做了很多次試驗，都沒能成功。這時他想，是不是這個熱點不是在一個點，而是分散或者是以某個圖形的方式存在呢?最后，通過不斷嘗試、不斷批判修正、不斷求新，他發現了微波爐內的熱點分布模式：它們既不在人口，也不在中央，而是呈一種蘑菇云狀分布。
從上述分析中，我們可看到，求異思維以靈活變通性為根本，以積極性為動力，多元性是運行的廣度，試錯性使多元的思維不斷修正。這些特征都使求異思維形成了一個立體的、多結構的、多維度的和生動活潑的思維運行圖。
(三)求異思維的方法論意義
求異思維在思維認識過程中，往往凝注于客觀事物的差異性和特殊性，旨在發現與解決已知與未知之間的矛盾，因此，它具有獨特的方法論意義。
第一，求異思維有助于科學創新。
求異思維的本質包含有廣博的開拓創新功能。求異思維的靈活性和積極陛有利于自主性的創造，而多元性和試錯性則有利于創新成果的選擇，所以求異思維貫穿于整個創新活動過程。
科學創新需要維主體可以用不同于常規的角度和方法去觀察分析客觀事物而得出全新的思維成果。運用求異思維方法，能夠克服思維模式的凝固化和一統化的弊病，沖破陳舊的思維模式，把思維從狹窄、封閉、陳舊的體系中解放出來。
具有創新思維的人往往表現在對司空見慣的現象和已有的權威性結論持懷疑批判態度。如哥白尼一反地球中心說而提出太陽中心說，達爾文否定上帝造物說而提出生物進化論等都是典型的例子。
第二，求異思維有助于科學檢驗的全面性。
科學檢驗即人們對理論真理性的確證或否證過程，也需要求異思維。科學檢驗一般包括思維分析過程、具體實踐驗證過程和分析實踐結果等三個環節。如果科學檢驗的各環節能從不同角度、不同方面、運用不同方法來展開，那么就會使科學檢驗更加科學和全面。
例如，1972年美國科學家戴維森在精密的實驗條件下，做了電子束在鎳晶體反射時產生散射現象的實驗，經計算證實了德布羅意公式。同年，英國科學家湯姆遜用高速電子穿透金屬箔，直接拍攝到電子衍射圖樣。這些不同的檢驗，使德布羅意的物質波假說就被證實了。
第三，求異思維有助于科學理論的發展。
科學理論發展離不開靈活創新，而求異思維使靈活創新得以實現。一方面，單個理論因求異創新而發展。任何科學理論的創立，首先是建立在求異思維的基礎上，沒有“求異”，無所謂“創新”。求異思維有助于產生新概念、提出新的定律或原理，創建新的理論體系。另一方面，群體理論因求異分化而發展。群體理論之間互相影響，通過求異分化，互相促進。19世紀，人們在實踐中已經總結了諸如庫侖定律、安培定律、法拉第定律等許多關于電與磁的實驗定律。在此基礎上，麥克斯韋積極求異，創造性地概括出高層次的電磁理論，提出了麥克斯韋方程組。同時洛倫茲又在電磁相互作用關系方面積極求異，提出了運動電荷在電磁場中受力的洛倫茲公式。以上這些電磁場的運動規律及它和帶電物體的相互作用規律等群體理論，不斷分化求異，促進理論的不斷向前發展。
二、發散求異思維方法
(一)發散求異思維的含義．
發散求異息維是指思維主體在問題求解時，從不同思維視角、方向、角度、層次去思考，以尋求解決問題的多種答案的思維方式。
這種思維的實質就是通過思維發散而達到求異目的。它通過對多個思維起點，多個思維指向，多個邏輯規則的靈活運轉，以達到多個思維結論。其發散面越廣，量越大，越有利于發現問題、解決問題。
使用發散求異思維，能使思路開闊，擴展思維的參照系，使主體能夠在更大的范圍內與客體進行信息交流，從而使思維更加活躍，更加富于創造性。
發散求異思維的核心是求異的多向性。多向性是指能在較短時間內表達出較多觀念。它主要體現出發散求異思維的速度和數量特征。吉爾福特指出：“在發散性加工這一概念中，完全不關注觀念的質量，觀念的數量才是目的。但是，一般來說，應該承認，提出種種可供選擇的觀念，會增加產生高質量觀念的可能性。”發散求異思維用于某一方向時，能舉一反三，觸類旁通，迅速地沿著這一方向發散出去，形成不同方向的豐富內容。
思維的多方向性主要可分為以下幾個方面：觀念的多向性——從不同的思維角度說出問題產生的答案數量，說得越多，觀念的流暢性越強；聯想的多向性——對不同的情境能產生聯想，對滿足某聯絡方式所需要觀念的回憶；表達的多向性——能用多種方式體現已形成的思想；因此，為了提高思維的多向性，必須從觀念到聯想再到表達多方面的提高。
(二)發散求異思維的具體方法
在解決具體問題的過程中，如何運用發散求異思維并沒有固定不變的模式。對于不同的外界條件，運用這種思維的方式也是不同的。一般來說，發散求異思維的具體方法有以下幾種。
1．多向求解法
多向求解法，是指思維主體在解答問題的過程中盡可能從多個不同方向來考慮，強調跳出點、線、面的限制，能從上下左右、四面八方去思考問題。這種多向求解法的目的在于產生和提出新穎獨特的設想，這樣可以通過多種途徑不斷地摸索和試探。愛迪生在研制燈泡的燈絲材料時，先后試用了1600種熱材料和6000多種植物纖維，甚至連頭發絲和胡子都利用到了，1879年，終于找到了“炭化了的棉線”，這是當時最佳的燈絲材料。
例如，“頭腦風暴法”就體現著多向求解法的運用。創造學奠基人奧斯本首次提出了頭腦風暴法。當采用頭腦風暴法組織群體決策時，最重要的一條是追求決策意見的數量，意見越多，產生好意見的可能性越大。頭腦風暴法的所有參加者都應具備較高的發散求異思維能力。
2．多級發散法
多級發散法是指思維主體在問題求解時，通過對多個相關因素的離散解析，逐層或逐級探索事物本質的一種思維方法。日常分析問題和解決問題時，人們就在頭腦里將事物分成不同的部分、階段、層次，通過層層離散分解的思維探索過程，以求思路有所突破。
多級發散法的實質就是在兩級或兩級以上的層次或階段上發散求異，有時每級均有多個導出點，使認識不斷深人，后一層次都是在前一層次的基礎上不斷擴展。
人類對物質結構層次的認識就體現了多級發散法。在20世紀60年代以前，人們一般認為：物質是由分子構成的，分子是由原子構成的，原子是由電子、質子、中子等基本粒子組成的，而這些基本粒子是組成物質的最小粒子。后來，在做這些基本粒子以極高的速度發生碰撞的實驗時，發現原來這些“基本”粒子是由更小的粒子所組成的。加州理工學院的牟雷．蓋爾曼將這些粒子命名為夸克，它是人類認識到的構成物質的最小量于組元。目前所發現的夸克共有6種，分別稱為上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克。這6種夸克的發現也是不同時期的成果。可以看出，隨著人類對物質基本組元進行長期不懈的探索，即從分子到原子，又從原子到核子(質子和中子)，直至夸克，人們利用了多級發散思維法逐層或逐級探索事物本質。
3．交叉發散法
交叉發散法是一種立體的、動態的、多維系統的構思，通過借助多維坐標系，將一個軸上的各點信息與其他軸上各點信息相結合而求解的方法。這種相交叉的點就是創新點，并借此產生系列的創新。信息交合的反應場是一個“魔球”，信息的引入與層次的變換，會引出系列的新信息組合。“魔球”旋轉能使思維在信息變幻莫測的交合中更富有發散性，新構思就會源源不斷地出現。
交叉學科的發展是運用交叉發散法的一個典型例子。現代科學的發展特點是學科分化越來越多、越來越細。同時，學科之間的關系也越來越密切，它們相互交叉、相互滲透，已經形成一個有機的整體、一個大的系統。各個學科知識的交叉應用將會為復雜問題的研究提供新的視角，學科交叉點往往就是科學新的發展點、新的科學前沿。1953年，DNA雙螺旋結構的重大發現就是化學家鮑林，生物學家沃森，物理學家克里克，富蘭克林和威爾金斯等合作的結果，更是這些科學家思維交叉發散的結果。這些資料表明，在多學科之間、多理論之間發生相互作用、相互滲透：能開拓眾多交叉科學前沿領域，產生出許多新的“生長點”和“再生核”(如粒子宇宙學、物理化學、生物數學、科學倫理學、自然社會學和社會自然學等)。
4．側向發散法
側向發散法是指思維主體在正向思維直接解決問題遇到困難時，改從其他側面發散求異，從而產生新設想的一種思維方法。
科學研究中常常出現這種情形：研究者對研究目標孜孜以求，但從正面一直無法解決問題，一旦這種思維受到偶然事件的啟發，就容易從其他領域或偶然事件中側向產生好主意或新設想。例如，19世紀30年代，美國的莫爾斯發明了有線電報(電磁式電報機)，但在實用中遇到了困難：信號在傳遞中衰減而無法遠距離傳送信息。正在一籌莫展時，有一天，他乘坐馬車從紐約到巴爾的摩，無意中發現車到每個驛站都要換馬。這件事啟發了他，是不是有線電報也可以用這種方式。他認為，如果沿線設立若干個信號放大站，使每傳一站后所衰減的信號都經過放大而得到恢復，這樣遠距離傳輸問題就解決了。果然，由于這一創造性設想的實現，有線電報不久就成了遠距離傳輸信息的通信工具。這就是運用了從驛站換馬聯想到信號傳輸的側向思維。
(三)發散求異方法的綜合運用
以上闡述的發散求異的幾種方法在具體的研究過程中也會相互交叉、綜合運用。科學史上，許多技術的重大發明和創造、理論上的偉大創新、都程度不同地綜合運用了多種發散求異方法。
例如，分子生物學誕生的過程就體現了多級發散法。沃森和克里克通過對多個與分子生物學相關因素的離散解析，逐層或逐級探索分子生物的本質。首先發現了遺傳物質DNA的雙螺旋結構，到蛋白質和核酸的人工合成，遺傳密碼的破譯，蛋白質、酶和核酸的化學結構和空間結構的測定，生物大分子結構與功能之間關系的探索，酶的作用原理及機制的研究，生物膜的結構、機制和功能間關系的認識及分子生物學的應用即生物工程的出現等。這些成果逐層推進、多級發散，促進事物不斷向前發展。生物學家艾倫說：“沃森和克里克的功績在于將信息、結構與生物化學揉在一起研究遺傳(推而廣之，一切生物學)問題，這個認識對于獲得遺傳物質的精細結構，直到每個鍵角和不同原子及原子群體之間的距離都是本質性的。’’
多向求解法在DNA晶體結構完成的過程中起著重要的作用。沃森和克里克在這個過程中盡可能從多個不同的方向來考慮問題。他們從倫敦皇家學院的維爾金斯和女科學家弗蘭克林那兒得到較完整的DNA晶體結構的分析數據和照片，又從查哥夫處得知了DNA四個堿基兩兩相等的數據，還從美國鮑林那里得到了蛋白質肽鏈由于氫鍵的作用而呈僅螺旋形的成果，并注意到奧地利生物學家查哥夫的堿基比，采納了美國結晶學家多諾體的意見，爭取到了數學家格里費思的幫助。
交叉發散法在分子生物學產生中也起到了重要的作用。例如，第一個提出遺傳密碼具體設想的不是生物學家，而是宇宙物理學家伽莫夫；奧地利物理學家薛定諤第一次用物理概念來解釋生命運動；法國細菌學家艾弗里領導的小組在美國研究肺炎球菌的轉化實驗中，證明了DNA是遺傳信息的載體；還有英國醫生格里菲斯在研究肺炎雙球菌時，發現了一種重要物
質“轉化因子”。當生物學的研究從細胞水平進入到分子水平，進入微觀的研究領域時，物理、化學、數學、控制論、信息論和系統論等學科交叉發散對于生物學的研究工作起了十分積極的推動作用。
三、轉換求異思維方法
(一)轉換求異思維的含義
轉換求異思維是指思維主體在問題求解時，通過變換或改變原有思維的視角、方向、方法或依據，從而獲取不同答案的一種思維方式。
轉換求異思維的特征就在于：通過轉換而求異或為了求異而轉換。例如，三國時期“草船借箭”的故事就是轉換性求異思維方式運用的最好詮釋。周瑜難為諸葛亮，要求他在3天之內造出10萬枝雕翎箭，諸葛亮也知道如果用傳統的方法，3天是怎么也造不完10萬枝箭的，但是命令又得完成。于是就想到轉換方法了，變造箭為借箭。他巧借大霧做掩護，假造進攻的聲勢，斷定曹軍會心疑而不停地射箭，再用草人接箭，得來全不費工夫。
轉換求異思維具有重大的創造性功能。吉爾福特在《創造性才能》中認為：與創造性思維最有關的能力有兩種，即“發散性加工能力”和“轉化能力”。轉化能力對創造性表現來說是非常重要的，尤其是當轉化與發散性加工結合在一起時更是如此。“轉化和發散性加工的結合，對一個人的創造力具有雙重的貢獻，因為它們既提供了觀念的數量，又保證了觀念的質量，既賦予了流暢性與靈活性，又能富有成效并具有首創性。”這里所說的轉化能力，就是指轉換求異思維，是指思維角度的轉換。轉換求異思維是思維靈活性的表現，是思維能力強弱的象征。吉爾福特在介紹智力結構問題解決(solps)模式時認為：“凡有發散性加工或轉化的地方，都表明發生了創造性思維。”所以說轉換能力是非常重要的創造性能力，轉換的數目越多，速度越快，轉換能力越強。
科學史上做出偉大貢獻的科學家們，都非常注意轉換求異思維的運用。一代科學大師愛因斯坦之所以創建出了狹義相對論，是因為他在進行科學研究時不因循守1日，不墨守成規，他一反物理學中普遍運用的“實驗一--方程一--原理”傳統歸納式的思維方式，而采用“原理一方程一實驗”這種新的探索性演繹思維方式。愛因斯坦利用原理作為出發點，然后嘗試著去建立滿足這種原理的方程，再用實驗去驗證。
(二)轉換求畀思維的具體方法
1．思維視角轉換法
思維視角轉換法是指思維主體在解決問題過程中，通過思維切人點和關注點的改變，把眼界放在一個不同的參照系中進行求異的方法。這里的參照系范圍很廣，可以是不同的世界觀、方法論或理論框架，也可以是不同的人物角色或不同的歷史階段等，如以功能分析法替換結構分析法，由質的考察改為量的考察，將縱向分析改為橫向分析，以動態分析替換靜態分析，由現實角度改變歷史角度或未來角度等。
例如，對同一個對象或同一種運動，通過思維視角的轉換，可達到多種不同甚至更理性更精細的認識。杜甫的“會當凌絕頂，一覽眾山小”，蘇軾的“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中”，都是隨著思維視角的改變，從而有不同認識的典型。視角轉換沒有機械的程序，但有一些富于啟發性的方法。
從轉變時空觀來轉換思維，能使科學取得重大的進步。愛因斯坦以相對時空觀替換牛頓的絕對時空觀，就是思維視角轉換成功的典型例子。牛頓的絕對時空觀認為：絕對的時間和空間與任何其他外界事物無關。這種觀點在19世紀末以前一直占統治地位，被認為是各門科學的理論基礎。所以，當麥克斯韋電磁理論與牛頓經典力學理論發生尖銳矛盾時，當以太漂移實驗和黑體輻射問題出現后，許多物理學家仍然堅信牛頓力學是全部物理學理論不可動搖的基礎，采取修補舊理論的辦法解決矛盾。愛因斯坦卻不這樣認為，他靈活地轉換思維視角，采用了與眾不同的態度，拋棄了牛頓的絕對時空觀，創立了相對論。相對論深刻揭示了時間、空間和物質運動之間的對立統一關系，使以前無法解釋的現象都能圓滿解釋了。
2．思維方向轉換法
思維方向轉換法是指思維主體在解答問題的過程中，通過思維方向如正反、上下、左右、前后、增減等方向的互換，進行不同方向求解轉換的一種求異思維方法。
正反思維互換是最明顯的思維方向轉換法。正向思維是指按照常規方式思考問題的一種
思維方式。反向思維，又叫逆向思維，是指人們在思考問題時，跳出常規，改變思路，從相反方向尋找解決問題的辦法和思路，這種反向思維的方法在科學技術史上運用得較為普遍。例如，1800年，意大利物理學家伏特宣布發明了“伏打電堆”，第一次將化學能轉換成電能。
英國化學家戴維把思維方向轉換了一下：既然化學能可以轉換成電能，那么，電能是否也可以“反過來”轉化為化學能呢?他做了電解化學的實驗，結果成功了。他通過電解各種物質，陸續發現了鉀(K)、鈉(Na)、鈣(ca)、鍶(sr)、鎂(Mg)、鋇(Ba)、硼(B)等7種元素。再如，蘭米爾發明充氣電燈泡，他與眾不同，他不是忙于提高燈泡的真空度，而是轉換方式分別將氫氣、氮氣、二氧化碳、氧氣和水蒸氣等充人燈泡。愛迪生將“聲音引起振動”顛倒思考為“振動還原為聲音”，于是產生了發明留聲機的設想；赫柏布斯把吹塵器的原理反過來，設計出新的除塵裝置，結果發明了吸塵器。這些都是思維方向轉換成功的范例。
3．思維依據轉換法
思維依據轉換法是指在科學研究的過程中，當原有的理論依據已不適應新實驗或新事實時，科學工作者就被迫放棄舊的理論，采用新理論而求解的一種思維方式。這里的依據包括理論、方法、標準和條件等。
思維依據轉換法的一個合適出發點是“對應原理”。量子物理學家在從經典力學向量子力學的轉換中，就自覺地運用了此方法。玻爾有一段話是最有特征性的：“對應原理表現著一種傾向：當系統地發展量子論時，要在一種合理改寫的形式下利用經典理論的一切特征，這種改寫應該適應所用公設和經典理論之間的根本對立。”…這樣，“對應性”具有引導作用，而“合理改寫”的實質就是要把后繼的非常規理論的特異性改寫進去，這樣才能有創新。在量子理論中，馬克斯?玻恩把玻爾的對應原理看作是從經典理論通向舊量子論及量子力學的一座橋梁，雖然，它并不規定機械的純形式的推理程式，但它確實指出了通往科學新領域的未來理論的正確方向。
思維依據轉換法是構建新理論體系的一種方式。科學工作者總是根據一定的理論來看待客觀世界并處理科學問題。當原有的理論在新實驗或新事實面前顯得無可奈何時，科學工作者就被迫放棄舊的理論，采用新的理論。
以伽利略的單擺實驗為例：自古以來，人們就知道，將重物懸掛在細繩上會來回擺動，直到靜止為止。對于這種物理現象，在亞里士多德理論框架中，人們所看到的只是物體由于自然本性的驅使，從較高的位置趨向近地心的自然位置。只是由于繩子的限制，運動才是沿著弧線進行的，即擺動被看作一種受約束物體的下落運動，經過反復擺動趨于靜止，被認為是符合自然本性的。然而，伽利略在觀察物體的擺動時，卻看到了理想化的“單擺”，看到了幾乎永恒的重復運動，看到了擺的“等時性”。按照亞里士多德理論框架看問題，就應當測量物體的質量，物體被提高的垂直高度，介質的阻力及達到靜止狀態所需的時間等；而按照伽利略的理論框架看問題，就需要測量物體的重量、擺長、角位移及每次擺動所用的時間即周期，并尋找其間的關系。如果只是停留在第一種理論框架之中，就決不會發現“擺的等時性”及后來惠更斯所發現的“單擺的周期公式”。
4．思維方式轉換法
思維方式轉換法是指思維主體根據求解的需要，通過變換不同的思維方式而獲得不同答案的思維方法。
思維方式根據不同的標準會有很多種：橫向思維與縱向思維、理性思維和感性思維、邏輯思維和形象思維、男性思維和女性思維等。思維方式轉渙沒有機械的程序，但有一些啟發性的方法。這里討論幾種思維方式轉換法。
橫向思維與縱向思維互換法。例如，愛德華?德波諾教授認為縱向思維者對局勢采取最理智的態度，從假設一前提一概念開始，進而依靠邏輯認真解決，直至獲得問題的答案；而橫向思維者是對問題本身提出問題、重構問題，它傾向于探求觀察事物的所有不同方法，而不是接受最有希望的方法，并按照去做。他還比喻說，縱向思維是在深挖一個洞，橫向思維是嘗試在別處挖洞。因此，縱向思維是為了把一個洞挖得更深的工具，而橫向思維則是用來在別的地方挖_一個洞的工具。
理性思維和感性思維轉換法。理性思維體現人的赳斷力，分析綜合能力和演繹推理能力：感性思維體現人的感知能力與想象力等，這兩種思維方式的轉換處理是非常重要的。牛頓運用想象推測落體現象的原因，到理性的證明這種原因而發現了萬有引力定律。伏爾泰說：“牛頓在他的果園中看見蘋果墜地時找到解決這個問題的線索。這個現象引起他猜度物體墜落的原因，并且使他很想知道地球的吸力能夠達到多遠；既然在最深的礦井中和最高的山上一樣地感覺得到這種吸引力，它是否可以達到月球，成為物體不循直線飛去，而不斷地向地球墜落的原因。看來，牛頓的頭腦中已經有了力隨著距離平方的增加而減少的想法，事實上，別人當時似乎也有這樣的想法。”
邏輯思維和形象思維轉換法。這種轉換的目的是要從不同方面或不同層次來豐富對某個對象鹱嗽監蚓激蟄壘笪理解。邏輯思維主要體現為抽象推理的能力，其本身存在著一種內在的嚴格形式。形象思維是一種運用表象自由把握世界和創造形式的心理能力和機制。形象思維以原有的表象為基點，融合思想情感及其他“意”的因素，邏輯思維對表象進行加工、改造和創造性的重建，從而使“意”與“象”達成和諧的結合。邏輯思維與形象思維相互轉換、聯合使用，可以使問題得到完美的解決。
(三)轉換求異思維的功能
科學研究通常是較復雜的，如果沒有靈活的轉換求異思維的運用，快速而又準確地處理問題就不會那么容易實現，而轉換求異思維方法的作用及其應用的廣泛性，對思維科學的發展和人類社會的實踐產生深遠的意義。
首先，轉換求異思維具有創新意義和指導作用。例如，英國細菌學家亞歷山大?弗萊明善于運用轉換求異思維，從而發現了青霉素。弗萊明在準備用顯微鏡觀察培養皿中的葡萄球菌時，發現培養皿中的葡萄球菌由于被污染而長了一大團霉。他沒有局限于葡萄球菌的研究而放棄這一大團霉，而是轉換思維把霉團作為研究重點。他抓住了霉菌具有殺菌作用的線索，經過一系列試驗和研究，終于發現了這種可以全身應用的抗菌藥物一“青霉素”。
其次，轉換求異思維能防止思維固化，打破思維定勢，從而找到新的解題方法或答案。例如，18世紀法國化學家貝歇爾提出了一種“燃素說”，這種學說嚴重的束縛了人們的思想，誤使許多科學家都去積極地尋找燃素，可是沒有一個人對此提出質疑。英國化學家普利斯特列也是一個熱衷于尋找“燃素”的人，他在一次聚光鏡使汞煅灰分解的實驗中發現了一種助燃能力特別強的氣體，實際上就是氧氣，但他堅信“燃素說”，稱它為“脫燃素空氣”。“這種本來可以推翻全部燃素觀點并使化學發生革命的元素，在他們的手中沒有能結出果實”L9J。拉瓦錫聽到這個消息后，重復了實驗，他不受燃素說的束縛，轉換了思考的方式，不是一味地在“燃素”的前提下思考，而是打破原有的思維定勢，大膽的懷疑，建立了科學的氧化燃燒學說，完成了具有重大意義的“化學革命”。
最后，轉換求異思維有利于我們從不同角度和層面理解問題，從而有助于認識更深刻、更全面。在科學史中，有的科學工作者不善于靈活的轉換思維，以至不能深刻而又全面地認識事物。比如，丹麥天文學者第谷，用了近30年的時間，精密地進行天文觀測。他改進了舊的觀測儀器，對行星位置的測定誤差不大于0．067°編制的恒星表相當準確等。他做出了一系列貢獻，但沒有完全擺脫亞里士多德的地心說思想，所以與真理擦肩而過，給出了一個半日心半地心的折中體系。他的助手開普勒卻在第谷的觀察資料的基礎上，大膽沖破了傳統觀念的束縛，懷疑天文學中傳統的兩大前提。它從新的角度轉換求異思維，相信哥白尼提出的太陽中心說，斷定火星運行軌道不可能是正圓，推翻了天體必然做勻速圓周運動的傳統偏見。最后進一步推理，提出了有名的行星運動三定律。
四、求異思維的應用原則與要求
求異思維的應用非常廣泛，有較強的實踐意義。但是每一種思維方式的運用都不是任意的，我們在應用求異思維時應該遵循一定的原則和要求。這些原則和要求將使求異思維方法的運用更具合理性。
(一)發散求異與收斂分析互補
前面談到了發散求異思維，那什么是收斂性思維呢?它同發散求異思維一樣，也是一種創造性思維方式。收斂性思維又稱為復合思維、集中思維，即從已知命題作為出發點(起點)，遵循傳統的邏輯規則，沿著歸一的或單一的方向進行推演，從而找到一種滿意的答案。吉爾福特認為收斂性思維是“從所給予的信息中產生邏輯結論”。簡而言之，收斂性思維是指以某個思考對象為中心，從不同的方向和不同的角度，將思維指向這個中心點，以達到解決問題的目的。
發散求異思維和收斂性思維是相對的思維范疇，它們具有互補性。圖l和圖2是收斂性思維與發散求異思維的比較。
收斂思維和發散求異思維的互補性是由它們各自不同的特點構成的。從思維方向看，兩者恰好互補。發散思維的方向是由中心向四面八方擴散(圖2)，而收斂性思維的方向則是由四面八方向中心集中(圖1)。在思維過程看，它們也相輔相成、互相補充，可以把兩者辯證地統一起來。發散求異思維可以爆發出許多思維閃光和火花，但如果不能集中思維力量，不能統一起來，就會使思維失去控制，變成混亂無序的狀態，發散無邊會成為空想或亂想。另外，如果收斂的過程中，只向著同一個方向進行求同，不靈活地思考問題，就會使思想保守而又僵化，抑制思維的創造性，不利于思維的全面發展。
發散求異思維和收斂性思維的運行結構決定了它們具有互補性。發散求異思維總是在思索還有什么新的方面、新的途徑、新的方法，而收斂性思維總是在考慮這一問題應該怎樣解決，解決問題的程序是什么等。如果說發散思維總是在思索如何尋找新的方面、新的途徑和新的方法來解決的話，那么，收斂性思維總是在考慮這一問題應如何解決、解決問題的程序是什么等。庫恩曾精辟地指出：“收斂式思維的嚴格訓練幾乎從科學的起源開始就是它本身所固有的。我認為沒有收斂式思維，科學就不可能達到今天的狀況，取得今天的地位。”他同時認為，發散求異思維與收斂性思維是一個銅錢的兩面，是互相補充的。
發散求異思維與收斂性思維的運用應該在“張力”維護下保持較好的互補性。在物理學中“張力”是指液體在一定條件下其內部兩部分之間的一種相互牽引力。美國科學哲學家托馬斯?庫恩認為科學革命要得以實現，科學研究要取得成就，就必須在科學研究的傳統與創新，發散求異思維與收斂性思維之間保持必要的張力。例如，從牛頓開始，光學經歷了兩次革命，從粒子說到波動說再到光量子說，每一次革命后都是用一種收斂式研究代替了另一種，科學的發展是求異思維與收斂性思維結合使用的結果。正如庫恩要求的那樣，科學家既要在常規科學研究中具有良好的專業訓練和知識素質，以便更好地解決范式指示的難題，同時也要求科學家不被傳統所束縛，能在反常和危機中發現和發明新的科學理論和選擇新的范式，開拓新的研究方向。
由此可見，在一個創新思維過程中，發散求異思維與收斂性思維是兩個重要的組成部分，發散是為了聚合，發散是聚合的基礎；聚合是發散的目的，聚合是發散的必然結果，兩者缺一不可。只注重聚合可能會造成思維的貧乏和刻板，不利于創新思維的進行。同樣，如果只注重發散又可能使發散的任意性太高，由于得不到聚合的幫助而使思維成果付諸東流。所以只有將兩者系統組合起來運用，才能有效地從事創新。
(二)靈活轉換與科學論證相統一
在靈活轉換問題求解過程中，從轉換發生前、發生時、發生后的系統過程的整體上看，靈活轉換本身就與科學論證有緊密的聯系。僅以阿基米德發現浮力定律的過程為例。阿基米德對“王冠之謎”進行過長期的反復思考，卻未能解決，后來他轉向浴盆溢水而得解。為什么以前他洗澡時沒有產生這種想法，而這次卻想到了呢?這是因為以前的洗澡沒有對“王冠之謎”進行反復的科學思考和思維論證。在阿基米德通過浴盆溢水觸發靈感的瞬間，阿基米德看到的是自己的身體排溢浴盆的水，想到的是王冠體積的計算。由這種新設想到阿基米德發現浮力定律，當然離不開科學論證的過程。在這個過程中，科學論證主要是分析思路轉換是否合理，即用這方法測試“王冠”的真假是否可行，轉換求異結論是否科學可靠。
科學探索思維中需要靈活轉換與科學論證相統一。靈活轉換側重于問題求解靈活性與試錯性，這樣可能會打亂知識之間的正常順序，甚至會遠離事物的本質與規律。因此，靈活求異并不能不著邊際地去胡思亂想、異想天開。求異思維要在科學精神和科學理性的引導下，才會有正確的方向和積極的成果。科學論證則因強調科學探索要遵循客觀規律、嚴謹求真，而保證讓靈活轉換求異的合理性。所以，把靈活轉換和科學論證結合起來，有利于充分發揮求異思維的科學功能。
例如，中國科學院院士、分子生物學家劉新恒在白細胞介素一2方面的研究能充分說明靈活轉換與科學論證相統一的重要性。白細胞介素一2是最重要的細胞因子之一，它能活化細胞免疫反應，也能活化體液免疫反應，所以它在機體免疫、抗病毒、抗腫瘤、抗AIDS等過程中具有廣泛和重要的作用。劉新恒院士深知它的典型性和重要性，在這方面做了大量研究，不僅涉及其結構與功能的關系，對其受體的結構也作了深入的研究，包括基因高效表達與純化、分子功能位點及其受體結合有關的關鍵氨基酸的確定、部分拮抗劑的制備、受體亞基嵌合基因的構建和內部化的分析等，對白細胞介素一2有了一個系統的研究和了解。在對這個論題作了全方面的研究過程中，科學論證為思維發散提供前提和保證，而靈活轉換又為科學論證提供材料和發展的機會。
(三)求異與求同并用
在問題求解過程中，單純地使用求異思維是具有局限性的。求同思維有助于尋找事物的規律性與普遍性，而作為科學探索的求異思維又不能離開事物的規律性與普遍性。所以，求異思維應與求同思維結合起來使用，這樣能使求異思維的運用更具有合理性。
例如，門捷列夫使用求異思維，靈活批判地繼承了道爾頓、邁爾和紐蘭茲等前人的創造成果，對資料進行比較和研究，確信多種元素的性質存在著周期性變化的規律。他又使用求同思維，即通過探求元素的化學特性和它們的一般原子特性，在復雜的特性里捕捉共同性和規律性，把重新測定過相對原子質量的元素按照相對原子質量的大小依次排列起來，就這樣，他發現了元素周期律。然后，他又利用這種求同思維的規律性，在編制的周期表中留有很多空格，這些空格就是尚未發現但可能存在的元素。于是，門捷列夫從理論上計算出這些尚未發現的元素的重要性質，斷定它們介于鄰近元素的性質之間。例如，在鋅與砷之間的兩個空格中，他預言這兩個未知元素的性質分別為類鋁和類硅。在這些求同規律性的指引下，后來法國化學家布阿勃朗從門鋅礦中發現了鎵。實驗證明，鎵的性質非常像鋁，也就是門捷列夫預言的類鋁。可見，在科學發現的過程中，求同思維的運用使求異思維的運用更具有合理性。
求異思維中蘊含著求同思維，求同思維中也包含著求異思維。求異思維不是指離開規律性和普遍性的標新立異，而是堅持以一般規律性作為不可超越的根本。求同思維也不應是空洞和機械的求同，它的內容本身應該是求異思維獲得多種結果的比較運用，二者之間是有機的結合，靈活求異在規律性的指導中發揮著更加重要的作用。
摘錄：科學思維的藝術科學思維方法論導論
