自组合创新的实际运用

创造学上有一种创新方法叫做自组合法。人们在科技创新活动中运用该法创造出千姿百态的新产品。从最简单的带橡皮头的铅笔到最复杂的阿波罗登月飞船。据统计，近代科技创新成果中60%—70%与组合创新有关。但是，随着科学技术的不断发展与深化，人们对物质的研究与认识不断地从宏观转向微观。微观化、智能化和自动化的研究内容已提上日程。于是，人们开始探求关于自组合创新的思路。 

实际上，在自然界和社会实践中普遍存在着自组合过程。例如，任何生物体都必须不断与周围环境进行物质、能量和信息的交换，才能不断进行新陈代谢，以维持生命的生存和延续。大家熟知的植物的光合作用就是绿色植物把吸收的阳光、二氧化碳和水通过叶绿素转化为淀粉和氧。这个过程完全是光催化和酶催化反应构成的自组合反应的结果。科学家受此启发，正在模仿这种“光一化”自组合反应，拟在实验室条件下，利用阳光、二氧化碳和水制作“面包”。

当代在高科技研究中，纳米科技成为热门。纳米科技是在隧道显微镜的发明和应用之后才拉开序幕的。纳米是一个长度单位，l纳米是十亿分之一米。纳米科技就是在纳米尺度范围内直接操纵分子和原子，针对不同研究对象开展的科技活动。对于纳米级的研究对象使用任何工具对它进行组装似乎都显得太大了。只有通过物理、化学和生物的方法进行自组合才是好办法。据报导，科学家正在利用自组合技术制造纳米级的小颗粒医疗器，使它进入人体起到自动检测、自动释放药物和自动医疗作用。

由此可见，自组合创新的提出，是科技活动不断深化、认识不断提高、创新模式不断转换的结果。一句话，自组合创新已提上创新的日程。

自组合创新原理

自然界分成两大系统：一个是非生命系统，另一个是生命系统。两大系统分别遵守各自的规律进行演变。非生命系统通常是遵循热力学第二定律。即该系统总是从有序到无序，熵值不断增大，自发地趋于平衡。当熵值达到极大值时，该系统亦将趋于消亡。然而生命系统却与此相反，它遵循生物进化的规律，从简单到复杂，从低级到高级，并能自发地形成新的有序稳定态，产生新物质。从理论上看，这两个大系统似乎是矛盾的，其实是热力学第二定律把非生命系统认定为孤立系统的结果。实际上，自然界绝对封闭的孤立系统是不存在的。即使是非生命系统若创造条件通过物理、化学、生物等各种渠道与环境进行物质、能量和信息交换，非生命系统也会“活化”。这便是著名的耗散结构和协同论理论。耗散结构和协同论是指—个开放系统不断与环境进行物质、能量和信息的交换，使之处于非平衡状态。通过系统内部相互制约、相互作用、相互竞争、协调一致，在能量涨落，非线性相干效应作用下，自发地组织起来，形成有序结构，产生新的物质。由此可见，耗散结构和协同论便是自组合的理论依据。 

实践证明，在许多科学实践中确实存在着耗散结构和自组合现象。例如，金属在凝固结晶过程中，随着温度不断下降，当达到熔点时，并不立即结晶，而是继续下降产生一个过冷度，在低于熔点以下一定温度才开始结晶。这是因为金属凝固结晶成核长大过程中存在一个生成晶核的“临界半径”值。当凝固结晶生成的晶核超过“临界半径”时，晶核才能生存长大。否则，晶核便会重新熔化。结晶成核长大所需能量则来自过冷度。来自过冷度所提供的能量涨落，以及非线性相：于：效应所产生的自组合作用。

激光器的发明便是依据耗散结构和协同论原理进行自组合创新的结果。激光器是一个开放系统，当向激光器输入的光源能量达到产生激光的监界值时，通过相互竞争，互相协调，自发地组织起来，使无序运动变为有序运动，由多色光形成单光激光。

由此可见，自组合现象不仅有理论依据，而且还有科学试验结果。

自组合创新原则

根据自组合原理，自组合创新的原则是： 

1、正确选题。

选题是科技创新的起点，而且对创新过程有着重要影响。它关系到自组合模式、系统设计、参数选择和最后的创新结果。因此，选题时要充分了解课题性质、发展动向、作用和意义。并且要经过认真分析评估后，制定计划开展研究。正确的选题才能导向正确的结果。

2、选择模式。

根据课题性质，选择自组合模式。包括物理、化学、生物，宏观、宏微观、微观，相变、催化、分子力等模式。自组合模式是设计自组合系统、制定系统参量和工艺的依据。

3、开放系统。

自组合反应必须在开放系统中进行。因此，系统设计必须是开放式的。以保证该系统与环境有充分的物质、能量和信息交换，使系统参量达到或超过某临界值。有足够能量使之发生自组合反应。所以，开放系统是自组 合反应所需能量的保证。