１．和发明自行车有关的信息来源于何处？
在自行车的发明中有关信息来源于何处？发明家是怎样知道自行车能省力，又跑得很快的？自然界中本没有自行车，是人把它发明出来的。难到说和发明自行车有关的信息来源于人的大脑？是人的大脑把它想出来的？如果说是大脑想出来的，那么又是怎么想出来的？如果不是大脑想出来的，而是源于客观存在，那么又是源于何种存在？这种存在和现有自行车有什么关系？发明的源泉可能有两个：客观存在和大脑。到底是源于何处，其中哪些源于客观存在，哪些源于大脑，客观存在和大脑在创造发明中各起什么作用等等是研究创造发明的基本问题。若不研究情楚这些问题，那么人类究竟是怎样进行创造发明的也就不可能研究清楚。
２．已有的研究方法中存在的问题
哲学、心理学和形式逻辑都对人类的创造发明活动作过研究。然而都没有研究清楚，其研究方法都存在一定的问题。哲学研究的是思维和存在的关系的问题，它的一切研究内容都以此为中心，而不是人类的创造发明。它对人类的创造发明活动只是提了提，并未专门研究。它对人类的创造发明活动的解释是抽象的、概括的。人为什么能发明创造？它回答说：因为人的意识可以反映客观存在。这种回答不能令人满意。心理学研究的是人类的心理活动。而人类的创造发明不只是和人的心理活动有关，同时也和客观存在的事物密切相关。心理学研究创造发明是从人的心理活动－－－－大脑的思维这个角度进行的。至于客观存在与创造发明的关系这个问题，由于不是人的心理活动，在心理学上就没有研究。有的地方也只是提了两句。这种只考虑大脑内部的心理活动的研究方法对于研究人的心理活动还可以，对于研究人类的创造发明就不适用了。在人类的创造发明中不只是有人的心理活动在起作用，同时还有有关的客观事物在起作用。在研究人类的创造发明活动时，我们有必要考虑到客观存在的事物的变化发展情况对人类的创造发明的影响。客观事物是在不停地的变化发展的，而且会在变化发展的过程中产生出种种新事物，人类的创造发明就是在认识这种新事物（发明创造的原型）而获得的信息的基础上实现的，而不是只靠人的想象。忽略这种新事物的信息对创造发明的作用而只靠虑思维、象想对创造发明的作用，就不可能研究清楚创造发明。
３．信息的作用
没有信息，就没有思维，也就不会有创造发明。科学技术人员总是利用各种各样的巧妙方法，通过观察、实验、调查研究来寻求所需要的科学数据，然后根据所获得的科学数据这种信息来从事创造发明。有了那样的知识信息，才能进行那样的思维。专家学者与一般人的区别在于他们所掌握的知识比一般人渊博。而他们的思维过程与一般人是一样的。他们在某方面是专家学者，大大地超过一般人，然而在其余方面就和一般人完全一样，甚至不如一般人，原因在于他们在这方面的知识并不比一般人多。忽略掉大脑所获得的信息来研究创造发明是有缺陷的。心理学研究人类的创造发明以及人类的思维活动时，对外界输入大脑中的信息和创造发明以及思维的关系只是一带而过，未作深入研究。哲学和形式逻辑在研究思维活动时也存在有同样的问题。我们都知道有了相应的信息，才能有所思维，才能有所发明创造。然而至今也没有哪一门学科精确地研究三者之间的关系，以及三者之间可被我们利用的规律性的东西。
４．该用什么方法来研究
如果直接从想象、灵感、顿悟、创造能力这些内容来研究人类的创造发明这种高级思维活动将是很困难的。因为它们是那么神秘莫测，妙不可言，使研究它们的人无不产生一种敬畏之感。本文想从另外的角度来研究这个问题。
大脑的思维活动是看不见摸不着的精神现象。我们无法知道牛顿、爱因斯坦、爱迪生这样的伟人当时的思维活动情况。就连我们自己是怎样思维的、怎样想出解决问题的方法的，我们自己也说不清。所有这些都为研究增加了困难，用研究一般事物的方法也就不适用了。为此人们提出了一种叫做“黑厢”的研究方法。这种方法把大脑假设为一个不可打开的“黑厢”，其特点是不考虑“黑厢”里面的内容（即不考虑大脑对信息的处理情况），只考虑输入“黑厢”和从“黑厢”中输出的内容，通过对输入和输出的分析比较而推测出输出和输入以及输出和“黑厢”的关系。
上述有关创造发明的信息来源问题其实也是“黑厢”问题。在本文的“黑厢”问题中，创造发明的思想是输出，而那些与客观存在的事物相应的信息则是输入。这样输出和输入就都成为能够被我们认识到的。在研究创造发明中，输出什么是已知的，留下的就是与输出相应的输入是什么、输出和输入的关系怎样、输入是如何获得的这些问题。这就把问题大大地简化了，因为未考虑大脑对信息的处理这个令人望而生畏的问题。
从输入、输出的角度来研究思维的规律可以把问题化简，然而实际做起来并不简单。输入和输出的关系也很复杂。有时只有输入，却没有输出，而有时有输出，却不知相应的输入是什么，有时输入有很多很多，输出却只有一点，而有时输入的是Ａ输出的却是Ｂ。特别是输入到大脑中的信息逐渐增多时，输入和输出之间的关系也就越来越复杂。而在实际的创造发明活动中也正是如此，任何一创造发明的实现都要用到很多输入，同时也有很多输出。牛顿在研究微积分和万有引力定律就是这样，他在其研究过程中所获得的输入信号有几千万、几亿甚至更多。
在实际中还有这样的问题，由于输入信息和输出信息量都很大，很难确定在一具体的创造发明活动中相应的输入是什么，相应的输出又是什么，更不要说研究它们之间的关系。
５．信息之源
人参与创造发明的因素只有双手、双脚和肩膀等部位施加给相应的事物的力这种物理因素。力是人类用来改造世界的唯一的途径。事物都以其自身的规律在发展变化。只是人们给自然界的事物施加了力，才创造出了今天的计算机、宇宙飞船、卫星等等。在创造发明中，除了力之外，人身上的东西一点也没参与作用。需要注意的是这是对自然科学技术而言的，对于那些和人有关的科学如：医学、心理学、体育等参与作用的就不只是力。对这些科学来说，很多情况下，人身上的多种组织器官都参与了作用，这些组织不但发生了物理变化、化学变化，而且也有的还发生了生理变化，甚至精神变化。此处只研究那种只有力直接参与作用的自然科学创造发明的情况。
人只是对有关事物施加了力，然而为什么就能创造出原来根本不存在的新事物？要弄清楚此问题就要分析物体受力后的情况。
６．物体受力后的情况我们知道，对周围的物体施加力的作用后其结果就会使物体发生物理变化，或者使物体发生变形，或者使物体发生位移，或者把一个的物体分解成多个小部分，或者使几个物体组合成一个整体。然而这还不是力作用物体后的全部结果。当作用于物体的力全部撤去之后，发生过物理变化的有关事物还会继续发生物理变化，甚至化学变化，生理变化。用力抛出一块石头，人不再给它施力，然而它还会击中一块玻璃，把玻璃打碎，它也会击中湖水，使平静的湖面泛起千重浪；当我们把一块钠放入盛有水的容器中，钠和水组成一个新的整体后，虽说人作用于钠的力失去了，然而钠还会和水发生化学反应，发出响声，并产生出气体；使用计算机的人员虽说不再施力敲键盘，计算机也会自己发生种种变化，不停地进行运算，并输出结果。只有力也不可能有所创造发明。有了力可以有所创造发明的原因在于我们给事物施加作用力后会引起物体发生物理变化、化学变化、甚至生理变化，并在变化中产生出原来所没有的新事物。这种新事物就是创造发明的“原型”，人类的发明就是在认识此“原型”而获得的信息的基础上实现的。正是这样才使得我们虽说只是对有关事物施加了作用力，仍可以有所创造发明。
７．事物在组合中变化，在变化中产生出新事物
世界上的事物是恒定的，不灭的。然而当我们对事物施加作用力使各种各样的事物进行各种各样的人为组合后，就会引起事物发生变化，使原有的事物转化，甚至消亡，同时也会有很多新事物产生。
“组合”一词在此处的含义和我们原来对“组合”的理解有类似之处。当然此处的“组合”一词要比我们原来付于“组合”的含义更深入一步。古语中有一句话叫“阴阳合而生成万物”。用现代语言可以这样来解释：世界上的任何事物都是由阴阳以不同的方式组合后而产生出来的。这句话很有道理。虽说当前的社会的物质材富比原始社会的物质材富多得多，然而从化学的角度来讲，从那时到现在地球上的元素还是那一百多种。当前我们所用有的任何物质材富都是由这一百多种元素以不同的方式“组合”而成。学过排列和组合的人都知道由这一百多种元素可以形成的组合无穷无尽。
然而从“组合”的角度来研究创造发明有很多人不理解，他们认为从“组合”的角度来研究人类的创造发明未免太片面。然而当我们对各种创造发明活动进行分析后就会发现，人类的任何创造发明活动都和“组合”有关。
伽伐尼无意中实现了对有青蛙、铜钩、钢刀、蛙神经的“组合”后，蛙腿就发生了突然抖动起来的新变化，他由此而发现了生物电这种新事物。伏打在伽伐尼的影响下把不同种类的金属和电解质溶液“组合”后结果就发生了电位差引起电流的新变化，他在此基础上发明出了电池这种新事物。
一八三一年十月十七日，法拉第象往常一样，专心致致地进行着磁转化为电的实验。他把一根二十二厘米长和二点二厘米粗的长圆形磁铁棒，以及上面绕有六十七公尺长的铜丝的空圆筒和电流计以如下的方式“组合”：圆筒上的铜丝末端连接一个电流计，并且把磁铁迅速地插入到绕有铜丝的圆筒中时，世界上将磁转化为电这种新事物产生了。
任何事物都有其自身的规律，其存在、发展、演变、消灭都有其条件。当我们对相应的事物施加作用力使之发生新的“组合”时，就会打破原来的平衡，其结果就是使得部分事物赖依存在的条件失去了从而随着发生转化、甚至消失，同时也使得一些新条件作用于部分事物使之发展、演变出新事物。无论什么创造发明，都是由一些物质经过某种“组合”、新的“组合”打破了事物的原有平衡并促使事物发展、变化而形成的。人类的任何创造发明中所用到的任何物质在人类产生之前就客观地存在着。不过由这些物质到人类的创造发明还要经过无数次“组合”、发生多种变化。有的发明则由其它机器、仪器、零部件组合而成，而这些材料、机器、仪器、零部件也是人的发明，也由不同的材料经过一定的处理后组合而成。而这些材料则由自然界的各种矿藏、树木等资源这样的客观存在的物质经过物理化学处理后而产生。和创造发明有关的信息虽说客观世界上原来并不存在，它也并不是来源于人的大脑。它来源于经过人们对自然界的事物进行种种组合后而产生出来的新事物。
８．新事物是怎样在组合中产生出来的要有创造发明，就必须获得新信息。新信息只有从新事物中才能获得。新事物的产生可分为如下二种情况来分别研究。第一类属于偶然中对事物组合后而产生出的新事物。
第二类是在有目的、有依据的实验中通过对各种因素的组合后而产生出的。
首先对第一类情况进行研究。下面就针对橡胶的发明，以及论琴射线的发现为例来分析问题。在这种情况下新事物虽说在偶然中产生，里面也有一定的规律。我们可以先看例子，然后再对其中的规律加以总结。
有一天，固特异在实验室中同往常一样在努力做实验，不小心将实验用的橡胶掉到桌下的备作它用的硫磺上。他遗憾地叹道：“花了好大的劲，全费了。”于是一边发劳骚，又边尽力清除粘在橡胶上的硫磺。但硫磺已渗入橡胶内部，很难除掉。
“干脆仍掉算了”，但又觉得好不容易做出来的弃之可惜，就随手放到桌边，碰巧桌旁的炉火烧得正旺。“今天算白干了！”“沮丧的固特异想，并准备回家。然而，他无意中摸了一下放在桌边的橡胶，这一摸非同小可，橡胶居然有了前所未有的优异弹性。舜时之间，他竟怀疑自己的感觉。他冷静了一下，用两手把橡胶拉长，橡胶的异常特性使他更为吃惊，即使用两手拉，也拉不断，相形之下，以前的橡胶最多如同年糕，一用力拉就断裂。
固特异通过在实验中偶然实现了把橡胶掉到桌下备作它用的硫磺上这种组合后，橡胶和硫磺发生化学反应而产生出前所未有的优异弹性的橡胶这种新事物，并由此新事物获得信息而成功地发明出了橡胶。
伦琴为了能够清楚地观察冷光现象，排除其它因素的干扰，把一个克鲁克斯管放在纸盒里，又把纸盒放进暗室。当他给克鲁克斯管通电时，纸盒外的一块荧光板突然亮了起来。看到这个新现象，他想到这一定有某种看不见的射线穿过纸盒，使荧光扳发光。他反复做这个实验，又把荧光扳拿到隔壁房间，关上门拉好窗帘，他发现当克鲁克斯管通电的时候，照样可以使荧光板发光。他还发现，这种射线甚至可以透过黑纸使照相底片感光。他认为这种射线也是阴极射线照射到玻璃管壁的时候发出的。他把这种奇妙的看不见的射线称做Ｘ射线。Ｘ射线是自然界本来就存在的一种事物，只是我们的感觉器管不能直接感知到它而未被认识到。当伦琴把克鲁克斯管、纸盒、暗室、电、荧光板以一定的方式组合后，Ｘ射线就通过使荧光屏发光的方式被伦琴第一个认识到了。
也许会有人问：“在上面的事例中我怎么看不出信息是如何起作用的？”其实广义上说我们的感觉器官所接收到的任何刺激信号都是信息。在上面的两例中，固特异和伦琴都通过他们的感觉器官对其实验对象的感知而获得的信息的基础上而有所发明的。
在上面列举的例中，新事物完全是偶然中产生的。然而，这里也有一定的规律。仔细研究将会发现，并不是任何机遇对任何人都是均等的。总是搞化学的人在化学方面遇到的机遇就比其它人多得多，搞物理的人在物理方面所获得机遇就比其它人多。可以说能不能获得机遇和一个人所从事的工作密切相关。研究橡胶的古德伊尔靠机遇发明了橡胶；一位钢铁方面的专家靠机遇发明了不锈钢；和细菌打交道的弗莱明靠机遇发明了青霉素；解剖学家伽伐尼靠机遇发现了生物电。
前面曾分析过，新事物的产生在于各种事物之间发生的新组合。而从事什么工作和什么事物打交道的人就会对什么事物进行组合，结果就会在工作中实现对相应的事物的新组合，从而就有相应的新事物和新现象产生。不从事那样的工作的人，就不会和那样的事物打交道，也就不会对相应的事物进行组合，其结果就不会有那样的新事物和新现象产生，也不会遇到那样的机遇。会不会遇到机遇，以及遇到机遇的机率的大小是由一个人所拥有的物质基础及对些物质组合来决定的。任何机遇的出现都以一定的物质为基础。没有相应的物质基础，不去努力实践并在实践中对各种事物进行各种组合，什么机遇都不会产生，更不要说去捕获机遇。
９．有目的有依据的发明中的新事物的产生下面通过两个例子来说明有目的有依据的发明中新事物是如何产生的。细菌非常微小，又是无色透明的，所以就是用最好的显微镜观察，也看不清楚。为了能在显微镜下清楚地分辨细菌的模样，科赫一直想给那些透明无色的小东西染上鲜艳的色彩。他从细菌培养皿里取出一点细菌，涂在光洁的玻离片上，然后分别用各种颜料配成的染液，试着给细菌染色。他把染液滴在有细菌的玻璃片上，再用清水轻轻地冲走。就这样，他几十次、几百次地试验，把他搜集到的几十种染料都试过了。但是，每一次冲洗，玻璃片上的颜料都同水一起冲走了，连一点颜色的痕迹都未留下。在显微镜下看到的细菌依然是无色透明的。
后来，一位化学家给他弄来了一些苯胺染料。他用这种染料给细菌染色，取得了成功。细菌终于穿上了不掉色的蓝色新衣。在显微镜下，带色的细菌显得特别清晰。
科赫的成功和前面所列举的事例有所不同，他是在有目的地对事物的组合过程中成功的。他事先并不知道怎样才能给细菌着上颜色。他应用的是一种被我们称做试错的方法。这个方法的实质就是对有关事物进行组合，然后观察组合事物变化发展的结果，看看是否能得到预期的目的，如果得不到，就换另一种方法，或换用其它物质进行组合，直到得到预期目的为止。当然，也有得不到目的的时侯。此例中，科赫通过对细菌和各种染料等物质的组合而获得成功。
艾利希的老师科赫用染料使细菌着色一事使艾利希受到启发。他想，既然染料能渗入到细菌内部，使细菌死亡；那么，借用染料能不能在体内杀死病菌？艾利希决定先用一种锥虫作为试验对象。因为锥虫体积比细菌大，在显微镜下容易发现它们。同时，锥虫在小白鼠的血管里，可以不停地繁殖，最后使小白鼠死亡；用锥虫作研究对象便于判断药的效果。
艾利希的助手秦佐八郎每天向健康的小白鼠血管里注入一小滴含有锥虫的血液，使小白鼠染上锥虫病，然后再把染料注射到小白鼠身上，看看这些染料能不能杀死在小白鼠血管里繁殖的锥虫。艾利希焦急地对秦佐八郎说：“看看试将得到怎样的结果吧！”可是一百多种染料全都试过了，没有一种染料能挽救小白鼠的生命。“喂！我们在染料里加一些硫化物吧！这样能使染料在血液里溶解得好一些，也许能够杀死锥虫哩！”秦佐八郎默默地向他点了点头。于是，新的实验又开始了。他们把加入硫化物的染料注入一头就要被锥虫害死的小白鼠身上。他们每隔一段时间就从小白鼠身上取出一滴血，放在显微镜下观察。果然发现了一种新奇的现象：血液里的锥虫竟然完全消失了。遗憾的是，小白鼠也死了。原来，这种加入硫化物的染料，虽然可以杀死锥虫，但是也能把小白鼠杀死。一天，艾利希在一本化学杂志上发现了一个新线索。在非洲流行着一种由锥虫引起的可怕的昏睡病。由于锥虫在人体内不停地繁殖，结果就使人在无休止的昏睡中死去了。文章说可以用一种叫“阿托克西尔”的药，来杀死人体内的锥虫，但令人失望的是，病人用药后虽然不昏睡，但两眼却都失明了。这是因为“阿托克西尔”是一种含有砷的毒药。艾利希仔细地阅读了这篇文章后暗暗想：“能不能使阿托克西尔仅仅杀死锥虫而不损害神经？”艾利希对秦佐八郎说“如果把阿托克西尔的化学结构略微变动一下，也许会有不可思议的效果！”“对，应该立即行动起来。”于是，他找了各种各样改变阿托西尔化学结构的方法。他一次又一次地把各种改变了化学结构的阿托克西尔注射到患病的小白鼠体内。事与愿违，小白鼠同锥虫一齐死掉了。
一九０九年的春天，艾利希又进行了一次试验。这次用来进行试验的药剂的编号是“第六０六号”。蒸发皿里析出了一些淡黄色的结晶粉末，艾利希立刻用水稀释，注射在患病的小白鼠身上。这一次，第六０六号药品完全经受住了考验。一批批血液里繁殖着大量锥虫的小白鼠，只要注射一针第六０六号药品，锥虫就被消灭干净，而小白鼠却健康地存活了下来。
艾利希在对事物进行组合的过程中是有目的和依据的，虽说这种依据很模糊，不怎么可靠。同时在依据和目的之间还有一段距离，艾利希的目的是消灭危害人们生命安全的各种传染病，而艾利希的依据只是“染料能渗入到细菌内部，使细菌着色而死亡”，后来又以“阿托克西尔可以杀死锥虫”为以据，而这两个依据都没有百分之百地肯定象艾利希所期望的那样能消灭各种传染病。
艾利希是通过用试错法对锥虫、小白鼠和各种染料与其它化学物质之间的组合，以及小白鼠、锥虫和改变了化学结构的阿托克西尔之间的组合而成功的。科赫和艾利希都是根据对事物的组合后产生出的新事物的特性进行认识而掌握了该事物的特性（获得了该事物的信息）后而成功的。然而他们和前面所提到的那种靠机遇成功的例子不一样，他们是在有目的的组合中成功的，这种组合活动中也有其规律。
世界上的事物无穷无尽，各种事物之间可能的组合更是无限多。在实际的创造发明中的组合都有其特定的规律，并不是靠对事物逐个组合而成功。人类的任何创造发明中的组合都是有限的。爱迪生发明电灯也只不过进行了几千次组合（也就是试验），艾利希发明六０六进行了六０六次组合。而爱迪生和艾利希的试验次数在人们心目中是比较高的。
现在就分析一下创造发明活动中组合的规律，以便解释一下为什么能够在很少的组合中就能成功。此问题可分为两部分来分析。
１０．组合的目的和依据客观事物无穷无尽，而人们的力量却很有限，根本不可能去实现对所有的事物的改造。在实际的改造世界的活动中，人们总是根据自己的目的首先从一个或几个领域中选择一个或很少的几个问题作为研究对象。经过这样的选择活动，问题就大大地化简了。同时在实际的创造发明中，都多少有点依据。这种依据大大地减少了失败的次数、提高了成功的可能性。
爱迪生选择电灯为发明目标和世界上的事物相比真是沧海一粒。然而他以此为目标却大大地减少了对无关的事物的考虑。由于他目的是为了发明电灯，他就可以不考虑水、土、温度、肥、种子这样的农业问题，也不必对建筑、水利、原子能、化工、机械加工制造等问题进行考虑。
居里夫人受柏克勒耳发现放射性物质的影响而选择了放射性作为考博士学位的研究题目。她研究这个题目的目的就是想了解其它元素是不是有放射性。她选择放射性作为研究题目就决定了她只是研究物质放射性这一问题，而不研究物质的形状、磁性、强度、刚度、大小、导电性等等其它的一切。她所需要做的组合也不过是把已知的各种化合物或元素与检验放射性是否存在的仪器之间的组合。这样的组合次数是很有限的。居里夫人在检查当时已知道的化合物时，没多久就发现了钍的化合物有放射性，沥青铀矿也有放射性，并且从沥青铀矿中发现了元素镭。
艾利希是研究医学的，立志要消灭各种病菌。然而艾利希为什么在实验中对各种染料和小白鼠，以及锥虫进行组合？后来又为什么对各种改变了化学结构的＂阿托克西尔＂和小白鼠以及锥虫进行组合？他对各种染料和小白鼠以及锥虫进行组合的依据是：他的老师科赫使细菌着色而死亡。他对各种改变了化学结构的＂阿托克西尔＂和小白鼠以及锥虫进行组合的依据是＂阿托克西尔＂可以杀死锥虫。这种依据减少了失败的次数，提高了成功的可能性，从而使他成功地发明了能够杀死多种病菌的＂六０六＂。
１１．相关因素的有限性在创造发明中，我们选择好创造发明的目标后，问题就相应地局限于某个很小的范围内。同时，和问题相关的主要因素也就很少了。因此我们可以通过对这几个主要因素以各种不同的方式的组合而获得成功。
居里夫人在研究放射性时，有关的主要因素只有各种已知的化合物和元素，以及检验放射性的仪器。法拉第将磁转化为电的有关实验中有关因素只有导线、磁铁、电流表等几种。
艾利希研究传染病的过程中有关因素只有各种染料、硫化物、各种改变了化学结构的“阿托克西尔”、显微镜、锥虫和小白鼠。在创造发明的过程中并没有什么现成的路子可走，一切都要靠自己开拓模索。最好的办法就是多进行几种组合，给新事物的产生创造更多的条件。新事物产生后我们就可以通过对新事物的认识而掌握其特性（也就是获得了有关信息）并在此基础上而有所创造发明。
１２．有待于将来解决的问题和创造发明有关的信息来源于何处这个问题很复杂，三言两语说不清楚。上面只是初步描述了该问题，很不完善，还有很多有关的问题要解决。这个问题难就难在人类的创造发明活动是一个综合问题，要完成一项创造发明需要处理大量的信息。其中有些信息可以很明显地确定是来源于客观存在，而不是人的大脑，然而也有一部分信息却好象是来源于大脑，因为这些信息是人们通过思维而获得的。大脑是如何处理信息的目前还不清楚，这对创造发明的信息来源于何处的研究增添了困难。大脑中并不存在什么创造发明的机制。
人能创造发明，是因为他对大量的有关事物有深入的认识，并在认识事物的过程中掌握了大量的信息。忽略掉大脑中的信息，而把一切难以解释的创造发明问题都归结为大脑的想象是很不科学的，我们应该注意到这一点。
