依据思维主体遇到一些“特殊”问题时所产生的新设想，科学思维可分为逆向思维方式与侧向思维方式。
逆向思维是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种重要的思维方式。它敢于“反其道而思之”，让思维向对立面的方向发展，从问题的相反面深入地进行探索，树立新思想，创立新形象。当大家都朝着一个固定的思维方向思考问题时，我们却独自朝相反的方向思索，这样的思维方式就叫逆向思维。人们习惯于沿着事物发展的正方向去思考问题并寻求解决办法。其实，对于某些问题，尤其是一些特殊问题，从结论往回推，倒过来思考，从求解回到已知条件，反过去想，或许会使问题简单化，使解决它变得轻而易举，甚至因此而有所发现，创造出惊天动地的奇迹来，这就是逆向思维的魅力。
祈祷与抽烟
有个教徒在祈祷时来了烟瘾，他问在场的神父，祈祷时可不可以抽香烟。神父回答“不行”。另一个教徒也想抽烟，但他换了一种问法，结果得到了神父的许可，你知道他是怎么问的吗？
他这样问神父：“在抽烟的时候可不可以祈祷？”神父回答：“当然可以。”同样是抽烟和祈祷，祈祷时要求抽烟，那似乎意味着对耶稣的不尊重；而抽烟时要求祈祷，则可以表示在休闲时也想着神的恩典，神父当然也就没有反对的理由了。
与常规思维不同，逆向思维是反过来思考问题，是用绝大多数人没有想到的思维方式去思考问题。运用逆向思维去思考和处理问题，实际上就是以“出奇”去达到“制胜”。因此，逆向思维的结果常常会令人大吃一惊，喜出望外，别有所得。
（1）普遍性。逆向性思维在各种领域、各种活动中都有适用性，由于对立统一规律是普遍适用的，而对立统一的形式又是多种多样的，有一种对立统一的形式，相应地就有一种逆向思维的角度，所以，逆向思维也有多种形式。如性质上对立两极的转换：软与硬、高与低等；结构、位置上的互换、颠倒：上与下、左与右等；过程上的逆转：气态变液态或液态变气态、电转为磁或磁转为电等。不论哪种方式，只要从一个方面想到与之对立的另一方面，都是逆向思维。
（2）批判性。逆向是与正向比较而言的，正向是指常规的、常识的、公认的或习惯的想法与做法。逆向思维则恰恰相反，是对传统、惯例、常识的反叛，是对常规的挑战。它能够克服思维定势，破除由经验和习惯造成的僵化的认识模式。
（3）新颖性。循规蹈矩的思维和按传统方式解决问题虽然简单，但容易使思路僵化、刻板，摆脱不掉习惯的束缚，得到的往往是一些司空见惯的答案。其实，任何事物都具有多方面属性。由于受过去经验的影响，人们容易看到熟悉的一面，而对另一面却视而不见。逆向思维能克服这一障碍，往往是出人意料，给人以耳目一新的感觉。
（1）反转型逆向思维法。这种方法是指从已知事物的相反方向进行思考，产生发明构思的途径。“事物的相反方向”常常从事物的功能、结构、因果关系等三个方面作反向思维。
无烟煎鱼锅
市场上出售的无烟煎鱼锅就是把原有煎鱼锅的热源由锅的下面安装到锅的上面。这是利用逆向思维，对结构进行反转型思考的产物。
（2）转换型逆向思维法。这是指在研究某一问题时，由于解决这一问题的手段受阻，而转换成另一种手段，或转换角度思考，以使问题顺利解决的思维方法。如历史上被传为佳话的司马光砸缸救落水儿童的故事，实质上就是一个运用转换型逆向思维法的实例。
“司马光砸缸”
有人落水，常规的思维模式是“救人离水”，而司马光面对紧急险情，运用了逆向思维，果断地用石头把缸砸破，“让水离人”，救了小伙伴性命。
（3）缺点逆用思维法。这是一种利用事物的缺点，将缺点变为可利用的东西，化被动为主动，化不利为有利的思维发明方法。这种方法并不以克服事物的缺点为目的，相反，它是将缺点化弊为利，找到解决方法。
金属腐蚀原理
金属腐蚀是一种坏事，但人们利用金属腐蚀原理进行金属粉末的生产，或进行电镀等其他用途，无疑是缺点逆用思维法的一种应用。
逆向思维最为宝贵的价值，是它对人们认识的挑战，是对事物认识的不断深化，并由此而产生“原子弹爆炸”般的威力。我们应当自觉地运用逆向思维方式，创造更多的奇迹。具体讲，逆向思维的优势表现为：
（1）在日常生活中，常规思维难以解决的问题，通过逆向思维却可能轻松破解。
“凤尾裙”
一位裁缝在吸烟时不小心将一条高档裙子烧了一个窟窿，致使其成为废品。这位裁缝为了挽回经济损失，凭借其高超的技艺，在裙子四周剪了许多窟窿，并精心饰以金边，然后，将其取名为“凤尾裙”。不但卖了个好价钱，还一传十、十传百，使不少女士上门求购，其生意十分红火。该裁缝这种思维方式确实值得称道。
（2）逆向思维会使你独辟蹊径，在别人没有注意到的地方有所发现，有所建树，从而制胜的思维方式。
（3）逆向思维会使你在多种解决问题的方法中获得最佳方法和途径。
（4）生活中自觉运用逆向思维，会将复杂问题简单化，从而使办事效率和效果成倍提高。
侧向思维又称“旁通思维”，这种思维的思路、方向不同于逆向思维或多向思维，它是将人们通常思考问题的思路稍加扭转，换一个角度，采取被人忽视的方法解决问题的一种创新思维。通俗地讲，侧向思维就是利用其他领域里的知识和资讯，从侧向迂回地解决问题的一种思维形式。
侧向思维与逆向思维是不一样的，遇到问题，逆向思维是从反方向去想，但是侧向思维是避开问题的锋芒，从侧面去想，是在最不打眼的地方，也就是次要的地方，这样往往会有意想不到的效果，会更简单更方便。
圆珠笔的启示
1934年，美国的比罗兄弟发明了圆珠笔，但遇到了一个很大的问题—漏油解决不了。一般思路是改用耐磨金属做笔珠和套管，这样就提高了造价，失去了竞争力。正当大家一筹莫展时，日本青年田膝三郎提出控制笔油的办法解决了这一难题。一般圆珠笔写2万字开始漏油，一只笔油控制在写15000字就没油了，自然不漏了。
（1）灵活性或多变性。侧向思维富有浪漫色彩，看似问题在此，其实“钥匙”在彼；似乎瞄着问题的焦点，答案却在远离焦点的一侧。侧向思维的要义在于“他山之石，可以攻玉”，借助系统之外的信息、知识、经验来解决面临的难题。
周恩来总理的故事
周恩来总理在他的政治生涯中，思路活泼多变的事例不胜枚举。20世纪50年代，在一次中外记者招待会上，一个外国记者问周总理中国人民银行有多少资金。显然这是一个带挑衅、嘲讽性的问题，讽刺我国发行的人民币没有黄金储备。如果直接说我们的黄金储备不多，有失国人、国家的尊严；如果硬说我们有充足的黄金储备，又不符合事实。回答好这个问题，确实有很大难度，总理采取迂回的方法从容不迫地回答，“十八元八角八分”（当时人民币票面值是十元、五元、二元、一元、五角、二角、一角、五分、二分、一分，加起来共十八元八角八分）。
（2）联想性或应变性。纵观世界科学发展史，一些科学奇迹的创造，往往正是通过侧向思维打开传统思维枷锁而取得的。侧向思维是利用事物间的相互关联性，经由常人始料不及的思路达到预定的目标，这就要求思维的主体头脑灵活，善于另辟蹊径。
军事领域通过侧向思维及时变换思路，同样可达到意想不到的倍增效应。《孙子兵法》云：“先知迂直之计者胜。”所谓迂直之计，就是懂得迂与直的侧向思维。这个谋略表面上是迂回曲折的道路，而实际上却能更有效、更迅速地制胜。一般来说，常规思维方式是讲求“抢人之先”、“先发制人”、“争夺制高点”，是谓抢先一步天地宽。但在特定时期、特殊条件下，限于自身的实力，采用“迟人半步”的侧向思维方式，避敌锋芒，潜心思索，克己之短，获得成功，也不失为妙招。
（1）侧向移入。这是指跳出本专业、本行业的范围，摆脱习惯性思维，侧视其他方向，将注意力引向更广阔的领域；或者将其他领域已成熟的、较好的技术方法、原理等直接移植过来加以利用；或者从其他领域事物的特征、属性、机理中得到启发，导致对原来思考问题的创新设想。
侧向移入是解决技术难题或进行管理创新、产品创新的最基本的思维方式，其应用实例不胜枚举。如鲁班由茅草的细齿拉破手指而发明了锯；威尔逊移入大雾中抛石子的现象，设计出了探测基本粒子运动的云雾器；格拉塞观察啤酒冒泡的现象，提出了气泡室的设想，等等。这些事例说明，从其他领域借鉴或受启发是创新发明的一条捷径。
（2）侧向转换。侧向转换是指不按最初设想或常规直接解决问题，而是将问题转换成为它的侧面的其他问题，或将解决问题的手段转为侧面的其他手段，等等。
（3）侧向移出。与侧向移入相反，侧向移出是指将现有的设想、已取得的发明、已有的感兴趣的技术和本厂产品，从现有的使用领域、使用对象中摆脱出来，将其外推到其他意想不到的领域或对象上。这也是一种立足于跳出本领域，克服线性思维的思考方式。
总之，不论是利用侧向移入、侧向转换还是侧向移出，关键的窍门是要善于观察，特别是留心那些表面上似乎与思考问题无关的事物与现象。这就需要在注意研究对象的同时，要间接注意其他一些偶然看到的或事先预料不到的现象。
逆向思维方式和侧向思维方式各有其特征和特殊的作用，在思维活动中要灵活应用二者，以增强思维的科学性、全面性、灵活性。
第一，以科学原则为指导，灵活运用逆向思维与侧向思维的共性。科学的思维原则作为一个总体，是由许多既相互区别又相互联系的具体方法组成的。不论用哪种思维方式，都必须以科学的思维原则作指导。逆向思维和侧向思维都是超越常规的思维方式，是与正向思维相对而言的，都是在正向思维、单向思维受阻时而选择的创新思维方式。逆向思维是当我们陷入思维的死角不能自拔时所尝试的思维方式，是打破原有的思维定势，反其道而行之；侧向思维是在正向思维、单向思维受阻时变换一下角度，从侧面来达到目的的一种创新思维方法。通俗地讲，侧向思维就是利用其他领域里的知识和资讯，从侧向迂回地解决问题的一种思维形式。
第二，充分发挥逆向思维与侧向思维的优点，优化思维方式。逆向思维的实质是拓宽思维的领域，打破故有的习惯思维的束缚，敢于想象，敢于创新，不盲目地从众。侧向思维的优点就是在思维受阻达不到预先目标的情况下，及时转移思路，变换角度，继续探究下去。
在日常生活中常见人们在思考问题时“左思右想”，说话时“旁敲侧击”，这就是侧向思维的形式之一。在视觉艺术思维中，如果只是顺着某一思路思考，往往找不到最佳的感觉而始终不能进入最好的创作状态。这时可以让思维向左右发散，或做逆向推理，有时能得到意外的收获，从而促成视觉艺术思维的完善和创作的成功。这种情况在艺术创作中非常普遍。
犹大形象的创作
达·芬奇创作《最后的晚餐》时，出卖基督的叛徒犹大的形象一直没有合适的构思。他循着正常的思路苦思冥想，始终没有找到理想的犹大原型。直到一天修道院院长前来警告画家，再不动手画就要扣他的酬金。达·芬奇本来就对这个院长的贪婪和丑恶感到憎恶，此刻看到他，达·芬奇转念一想何不以他作为犹大的原型呢？于是他立即动笔把修道院院长画了下来，使这幅不朽名作中每个人都具有准确而鲜明的形象。在一定的情况下，侧向思维能够起到拓宽和启发创作思路的重要作用。
逆向思维是超越常规的思维方式之一。按照常规的创作思路，有时作品会缺乏创造性，或是跟在别人的后面亦步亦趋。当我们陷入思维的死角不能自拔时，不妨尝试一下逆向思维法，打破原有的思维定势，反其道而行之，开辟新的艺术境界。
“两面神思维”方法
古希腊神殿中有一个可以同时向两面观看的两面神。无独有偶，我们中国的罗汉堂里也有个半个脸笑、半个脸哭的济公和尚。人们从这种形象中引申出“两面神思维”方法。“两面神思维”是美国精神病学和行为科学教授A？卢森堡在向有创造性成就的人物作了大量的调查和分析之后提出来的。依照辩证统一的规律，我们进行视觉艺术思维时，可以在常规思路的基础上作一逆向型的思维，将两种相反的事物结合起来，从中找出规律。也可以按照对立统一的原理，置换主客观条件，使视觉艺术思维达到特殊的效果。