吳筱泉

圓， 是一個看似簡單，實際上卻很奇妙的形狀.最初，是大自然給予了人們以啟發(fā)，看天上的太陽、十五的月亮，都是那么圓！從這些客觀存在的事物中，人們得到了圓的形象，逐漸產(chǎn)生了圓的概念.人們也開始學著畫圓，可是要畫出一個十分光滑的圓來，確實很不容易.后來人們從生產(chǎn)實踐中，知道了從圓心到圓周上任何一點的距離都是相等的這個特性，發(fā)明了圓規(guī)用來畫圓.人們認識了圓，也注意使用圓.利用“圓”畫出了許多發(fā)明.

大約在6 000年前，人類做出了世界上第一個輪子——圓的木盤，后來人們又將圓的木盤固定在木架下，這就成了最初的車子.車輪為什么要做成圓的呢？這是因為把車輪做成圓形，再把車軸安在圓心上，當車輪在地面上滾動的時候，車軸離開地面的距離，就總是等于車輪半徑那么長，因此安裝在車軸上的車廂里坐的人，都將平穩(wěn)地被車子拉著走，這也是利用了從圓的圓心到圓周上任何一點的距離都是相等的這一重要原理.

電視，是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一.電視的發(fā)明深刻地改變了人們的生活，它不但使人們的休閑時間得到前所未有的充實，更重要的是它加大了信息傳播速度和信息量，使世界開始變小.電視作為一項偉大的發(fā)明，給人類帶來了視覺革命.可你是否想到最初設想的電視就是利用“圓盤”來工作的？1884年，德國發(fā)明家尼普科夫設計了一個穿孔的“掃描圓盤”，當圓盤轉(zhuǎn)動的時候，小孔把景物分成小點，這些小點隨即轉(zhuǎn)換成電信號，另一端的接收機把信號重組成與原來圖像相同但粗糙的圖像.這種光電機械掃描電視，看上去雖是笨頭笨腦的，但極富獨創(chuàng)性.1884年11月6日，尼普科夫把他的這項發(fā)明申報給柏林皇家專利局.在他的專利申請書的第一頁中這樣寫道：“這里所述的儀器能使處于A地的物體，在任何一個B地被看到”.一年后，專利被批準了.

托馬斯·阿爾瓦·愛迪生發(fā)明的“會說話的機器”留聲機也有圓盤的功勞.留聲機是一種放音裝置，其聲音儲存以聲學方法在唱片（圓盤）平面上刻出的弧形刻槽內(nèi).唱片置于轉(zhuǎn)臺上，在唱針之下旋轉(zhuǎn)，發(fā)出清晰逼真的聲音.

武漢市實驗中學的孔犀同學一次在家清理書刊時，發(fā)現(xiàn)許多舊書的書角皺得厲害，不便保存.于是他想，如果書角是圓的，不就沒有褶皺了嗎？經(jīng)過兩年的嘗試，1999年，他成功發(fā)明了圓形書.這項發(fā)明于1999年獲得了國家專利，并獲得了2000年世界華人發(fā)明家國際協(xié)會國際發(fā)明金獎.這種“圓形書”最大的特點便是節(jié)約紙張.在相同面積下，常規(guī)矩形書一頁的文字內(nèi)容只有圓形書的70%左右，若使用該專利，全球一年便可節(jié)約用紙2 000萬噸.又據(jù)專家測算，2 000萬噸紙需消耗6 000萬立方米木材，專利的應用無疑能保護很多森林.此外，常規(guī)矩形書要看清臨近書縫的文字比較費勁，而圓形書的裝訂點在上方，從而避免了這一尷尬，同時也不會造成書角褶皺和磨損.

在賓館大廳迎面的墻上一般都并排掛著7座大鐘，在每座鐘的下方各標有一個世界著名大城市的名稱，鐘面上顯示的分別是這7座城市所在地當時的標準時間.如果想要知道其中某些地方的時間，只要找到相應的那只鐘看看就可以了.這的確給光臨賓館的客人帶來方便.可是有個問題，墻上掛這么多的鐘，既占地方，又花錢，能不能把它們用組合的原理合在一起呢？浙江杭州的陳立先同學提出 了此想法.經(jīng)過多次試驗，他成功地發(fā)明了一個“新式世界鐘“.該鐘把原有時針改為時盤，時盤采用透明塑料薄片制成，并且嚴格按照世界城市的不同時區(qū)在時盤上標出名稱和時針箭頭.這座鐘可以代替許多賓館大廳迎面墻上掛的7座鐘，因為所安裝的透明塑料薄片很輕，絕對不會影響其走時的準確性.經(jīng)過一年多的實際使用，其準確性與改裝前完全一樣.這座鐘沒有改動任何內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所需成本很小，如能生產(chǎn)定能給社會和家庭帶來方便，特別適合于機場等公共場所使用.該作品在第七屆全國青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽中獲得了一等獎.

把兩個“圓盤”組合在一起也是一個發(fā)明.我國古代勞動人民把石料鑿成兩個大圓盤，又在每個圓盤的一面鑿出一道道槽，其中的一個大石盤上面鑿個洞，并安上木把，將兩個石圓盤摞在一起，鑿槽的兩面相合，中心裝一個軸.人們在圓盤的中間放上麥子，然后轉(zhuǎn)動上面的石盤，麥粒便從洞眼漏進兩個石盤之間，很快從兩個石盤縫里轉(zhuǎn)出被碾出的面粉.這就是2 000多年來，在我國農(nóng)村曾經(jīng)廣泛使用過的石磨.

圓，是平面上一動點以一定點為中心，一定長為距離運動一周的軌跡.這種運動又稱為旋轉(zhuǎn).旋轉(zhuǎn)是畫“圓”的過程，在這畫“圓”的旋轉(zhuǎn)過程中，也畫出了許多的發(fā)明.例如，陜西農(nóng)民李永利發(fā)明了“旋轉(zhuǎn)立體停車場”.“旋轉(zhuǎn)立體停車場”的主體為三角形網(wǎng)架巨輪結(jié)構(gòu)，裝置的一半在地下，停車位可以進行旋轉(zhuǎn).200個車位的“旋轉(zhuǎn)立體停車場”占地僅為440 m2，而相應的平面停車場則要6 000多平方米.又如，哈爾濱市五年級學生劉個發(fā)明了“旋轉(zhuǎn)交警”.“旋轉(zhuǎn)交警”可以360°旋轉(zhuǎn)，兩條手臂可以根據(jù)十字路口不同方向的紅綠燈信號，做出上下左右多種指示.另外，其頭部、肩膀、胳膊、腰等多個關(guān)節(jié)很靈活，工作之余還可以跳舞愉悅心情.劉個和伙伴發(fā)明“旋轉(zhuǎn)交警”的初衷是為了幫助交警叔叔“減負”.“我們學校門前有個十字路口，每天來往車輛非常多，如果安上這套交通信號燈和‘旋轉(zhuǎn)交警，交警叔叔就可以輕松很多.”劉個說.

平面的“圓”是圓盤，立體的“圓”即是球.球具有東、南、西、北、東南、西北、東北、西南、上、下十維空間，因而球的發(fā)明也別有趣味.例如，用于存放貨幣及貴重物品的保險柜通常都是長方體柜式的.有人將長方體柜式保險柜的外形改變成了球形構(gòu)造，發(fā)明了球形保險柜.球形保險柜比長方體柜式保險柜難砸、難撬，徒手難以抬走，使用方便，安全性更好.又如，近日一種球形水上步行器在各地旅游景點的溪河、湖泊中出現(xiàn)，這種新型休閑娛樂設施可乘1~3人，游客身處其中便可在水面隨意地行走，吸引了許多游客.

最近，愛丁堡大學的威爾·卡文迪什和奧利佛·克里爾發(fā)明了球形顯示器.這種新型視頻系統(tǒng)把投影系統(tǒng)、特殊鏡片技術(shù)和計算機系統(tǒng)集合在一起，使其屏幕尺寸可以任意變換，最大可以膨脹到3 m高.發(fā)明者卡文迪什說：“它就像氣球一樣.現(xiàn)階段我們的產(chǎn)品都是可膨脹的.”這種新型顯示器將以其獨一無二的360°視窗為你帶來前所未有的視覺體驗.它可以給觀眾帶來全方位浸泡式的虛擬現(xiàn)實，可以使身處其間的人完全沉浸在與真實世界相差無幾的視頻效果中.

長長的人腿形機器人是復雜的，也是昂貴的，憑借現(xiàn)有技術(shù)目前還不能完全普及.北航機器人研究所研制發(fā)明了一種球形移動機器人.它將運動執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、控制器、能源裝置安裝在一球形殼體內(nèi).這種圓球形機器人不靠腿和齒輪來支撐平衡，而是靠一個球來取得平衡.它行走更為自如，因為它是全方向的，不必先改變方向，就可以從任意一個角度輕易移動，所以就比其他機器人更有用.由于球形移動機器人具有良好的動態(tài)和靜態(tài)平衡性，同時具有很好的密封性，可以行駛在無人、沙塵、潮濕、腐蝕性的惡劣環(huán)境中，并具有水陸兩棲功能，可應用于行星探測、環(huán)境監(jiān)測、國防裝備、娛樂等領(lǐng)域.

圓，是由事物旋轉(zhuǎn)運動而形成的完美曲線，看上去多么美麗和諧.世界上因為有了圓，萬物顯得更加富有生機.在我們的生活中充滿了圓，圓象征著圓滿、和諧、美好.同學們，讓我們一起來畫“圓”，畫出更多“圓”的新發(fā)明，畫出世界的和諧、圓滿和美好.L