唐代文學(xué)家柳宗元,曾寫過(guò)一篇著名的寓言故事——黔之驢。
故事的大意是:從前貴州沒(méi)有驢,有人從外地帶回了一匹驢,卻發(fā)現(xiàn)它沒(méi)有什么用處,于是把驢子丟在了山上。一只老虎初次見(jiàn)到驢子,覺(jué)得它身材高大威猛,不禁有些害怕,不敢靠近。
老虎日日觀察,發(fā)現(xiàn)驢子沒(méi)什么動(dòng)靜,于是慢慢接近它,故意騷擾激怒,想試探下敵情。驢子不知這是老虎的計(jì)謀,舉起蹄子就踢,老虎這才發(fā)現(xiàn)驢子的本領(lǐng)不過(guò)如此,最后猛撲過(guò)去,把驢子吃掉了。
從發(fā)明創(chuàng)造技法的角度看,“黔之驢”能給我們什么啟迪呢?
假如老虎不想辦法去騷擾激怒驢子,恐怕會(huì)一直被驢子龐大的外表所騙,最后也吃不到美味的驢肉。那么,老虎的聰明之處就在于,它能通過(guò)動(dòng)態(tài)觀察去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)黔驢外強(qiáng)中干的本質(zhì)。在發(fā)明創(chuàng)造中,化靜為動(dòng)的觀察方法也是一件利器。
金屬背后的秘密
金屬是我們?nèi)粘I钣闷返闹饕牧项愋?,?dāng)我們看到一種金屬時(shí),可以描述它的形體、光澤、顏色等特征,除此之外,不可能會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。
但是,如果將它逐步冷卻,進(jìn)行降溫狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)觀察,又會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢?1911年,荷蘭萊頓大學(xué)的卡末林·昂內(nèi)斯意外地發(fā)現(xiàn),將汞冷卻到零下268.98℃時(shí),汞的電阻突然消失。后來(lái)他發(fā)現(xiàn)許多金屬都具有在低溫下失去電阻的特性,這種現(xiàn)象就是“超導(dǎo)現(xiàn)象”。
自被發(fā)現(xiàn)之日起,金屬材料的這種特殊性能就發(fā)揚(yáng)光大。人們對(duì)超導(dǎo)材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究,發(fā)明創(chuàng)造出現(xiàn)了新的舞臺(tái)。
由于超導(dǎo)材料具有完全不容納磁力線的特殊性質(zhì),因此可以用它制成懸浮在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)軸,這樣,開(kāi)發(fā)無(wú)摩擦的軸承便不再是一種幻想。如果能應(yīng)用超導(dǎo)材料制成高壓輸電線,輸電損失將從現(xiàn)在的20%以上降至接近零的水平,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
壓熟的雞蛋
再看一只靜靜地?cái)[在桌上的雞蛋,你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢?靜態(tài)下的雞蛋,很難讓你悟出有關(guān)蛋的發(fā)明創(chuàng)意,倘若化靜為動(dòng)去觀察,或許會(huì)有出人意料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明呢!
不久前,有個(gè)叫林力凡的研究者,在對(duì)司空見(jiàn)慣的雞蛋沉思良久之后,想到了將蛋逐步加壓的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn),希望在實(shí)驗(yàn)中能碰上好運(yùn)氣。
他將雞蛋放在一個(gè)封閉的鐵筒中,然后逐步加壓,分步觀察。開(kāi)始,他并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在常規(guī)壓力下雞蛋有什么變化,直到他將筒內(nèi)壓力升高到6000個(gè)大氣壓后,他才發(fā)現(xiàn)了“新大陸”。
經(jīng)過(guò)高壓處理的雞蛋,蛋殼完好無(wú)損且是冷的,但是,將蛋殼打開(kāi)后,發(fā)現(xiàn)蛋液已經(jīng)凝固了。這種“被壓熟了的雞蛋”蛋黃呈鮮黃色且富有彈性,品嘗后味道特別鮮美,經(jīng)過(guò)化學(xué)檢測(cè)后,發(fā)現(xiàn)雞蛋的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值竟被完整保留下來(lái)。
林力凡大喜過(guò)望,馬上想到了“壓力烹煮法”和“超高壓食品”的發(fā)明。加壓不會(huì)影響食品中的維生素、香味和色素等低分子化合物的結(jié)構(gòu)和性能,因此不會(huì)像加熱那樣使食品變色。此外,加壓也有助于保持食品的新鮮風(fēng)味。例如,往年陳米經(jīng)過(guò)超高壓處理之后,和剛收獲的新米一樣好吃。
對(duì)于藥品、血液的消毒,不宜加熱處理的時(shí)候,超高壓處理也能派上用場(chǎng)。
動(dòng)中求新
看來(lái),在發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中,要想多方面地把握研究對(duì)象的特征或?qū)傩裕粌H要對(duì)它進(jìn)行常規(guī)的靜態(tài)觀察,還要?jiǎng)?chuàng)造條件在激發(fā)、擾動(dòng)的狀態(tài)下對(duì)它進(jìn)行觀察,從而獲取更全面的事實(shí)材料,或發(fā)現(xiàn)在靜態(tài)下無(wú)法知道的現(xiàn)象。
運(yùn)用動(dòng)態(tài)觀察法時(shí),首先要對(duì)研究的“驢”進(jìn)行靜態(tài)觀察,了解其靜態(tài)特征;然后,通過(guò)改變時(shí)空環(huán)境或物理?xiàng)l件(溫度、壓力、速度等)創(chuàng)造動(dòng)態(tài)條件。如果能觀察到鮮為人知的動(dòng)態(tài)特性,那么發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)就會(huì)有新的突破。
假如有人想改良植物品種,運(yùn)用動(dòng)態(tài)觀察法將如何操作呢?將它放置在航天飛機(jī)或衛(wèi)星上,去太空中生活一段時(shí)間,或許會(huì)有新的收獲哦!
發(fā)明與創(chuàng)新·小學(xué)生2014年8期