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    首页 | 创新工场 | 怎样培养发明创造能力

    怎样培养发明创造能力

     

                          怎样培养发明创造能力
     
    
                               黄大才
    
                              突破原型
    
        人类的创造,一是原型上的除旧布新,二是突破原型的创造。例如折叠式缝纫机、能发出音乐的缝纫
    机、电动缝纫机等都属于原型上的创造。而超声波熔接缝纫机是突破原型的创造。当裁好的衣料进入超声
    波缝纫机的机头和牙轮时,机器产生的超声波在两块衣料间振动,摩擦热以极高的速度将它们熔接在一
    起,熔接处平整光滑,比线缝制的更美观、更牢固。应用超声波缝纫这一新技术,突破了将近400年历史
    的针——线——机械缝纫的原型。事物的原型在人们的意识中根深蒂固,很不容易动摇,所以,突破原型是一
    种难度极大的创造。
    
        突破原型的目的不是创造别的事物,而是创造不同原型的同类事物。例如,包扎伤口或患处一直用纱
    布做绷带。假如创造出不同于纱布的新东西,这就是不同原型的同类事物。美国埃默里大学研制出一种“水
    性绷带”,这种水性绷带由两层很薄的塑料含有一个水份夹心层构成。其作用是由活动的水通过两层膜渗透
    保持伤口湿润,并且可以从伤口深处吸出过量的水份。水性绷带的优点是:能比较容易地去掉伤口的死组
    织;可缩小伤口的范围;促进伤口愈合和新组织生成;减轻伤口疼痛。而俄罗斯人则从树木中提取某种有
    效成分,制成能取代纱布绷带的一种以蛋白和多糖为主要成分的膏状体。在创口处薄薄地涂一层,即可形
    成薄膜,这种深层绷带的透气性能极好,并可阻止细菌进入伤口。这两种绷带克服了纱布绷带限制包扎部
    位活动,妨碍通气和血液循环、需要经常拆换以及不便观察愈合等缺点。水性绷带、深层绷带就是与纱布
    绷带不同原型的同类事物。
    
        突破原型是对某种事物的重新创造。只有从根本上改变某种事物的原理或结构、形式或内容、材料或
    成份,才能做出这种创造。
    
        传统的电锯加工木料时,有10%的木料变成木屑。英国北爱尔兰一家锯木厂,研制出一种新的加工木
    料的设备,用这种设备切割木料不会产生木屑,其速度比目前最快的电锯还要快3倍。这种“锯”切割木料
    时,锯片本身不移动,而是利用滚筒将木料以极快的速度从锯上推过。从锯开到挤开,从有屑到无屑,这
    就是在锯上实现的突破原型的创造。
    
        世界上存在着无数能够达到同一目的的不同事物。任何事物的原型都不是永恒的。夜间照明不会永远
    用电灯,车辆不会永远离不开车轮,透视不会永远依靠X射线。前人做出的创造都是可以再创造的。只有
    不断创造,才能突破原型,才能不断前进。
    
                                颜色的创意
    
        大自然是多彩的,人类的创造也是多彩的。你看,衣裙鞋帽、亭台楼阁、糖果点心、文化用品……无一
    不披彩挂色。然而,人们不仅仅欣赏和利用色彩的一般装饰作用,而且创造性地研究、开发和利用色彩的
    特殊装饰作用和各种装饰功能,发明出新的事物。
    
        利用颜色发明创造新事物,一要研究色彩的成因和原理;二要研究光和色的特点和关系;三是研究色
    彩同各种事物的功能性关系。比如在白水泥中加入氧化铬,就成了绿水泥;加进铬酸铅就变成黄水泥;加
    进氧化钒又成红水泥;加进硫化锡,水泥变成了金色。如果在水泥中加入二氧化钴,水泥就会随着温度变
    色,使用这种水泥的建筑物,晴天是蓝色的;阴天是紫色的,“山雨欲来风满楼”时变成深紫色,下雨时显
    现出玫瑰色。变色水泥的这种性能叫湿敏变色。许多化学物质还具有光敏变色的特性和热敏变色特性。人
    们利用这些变色特性,发明了变色玻璃、变色涂料、变色纤维。
    
        用色彩进行发明创造,途径非常广阔。例如,不同颜色的光对植物的生长发育有明显的影响:红色光
    照射下的植物,有机物合成加速,作物成熟早、产量高,如果是香瓜还特别甜,维生素C丰富,蓝色光照射
    下的作物,体内蛋白质含量明显增加,小麦等品质变优,花朵分外鲜艳;银色光尤其有利于蔬菜的生长,
    因为银色对蔬菜蚜虫有迷向作用。于是,人们发明了有色塑料薄膜覆盖农田的方法。
    
        色彩还能帮助你揭开大自然的秘密。人们最初用显微镜观察细菌时,由于细菌是无色透明的,像雾里
    看花很难认清它的真面目。十九世纪,德国的柯赫出奇地想到:细菌染层颜色就容易识别它了。经过多次
    实验,柯赫找到一种苯胺染料,细菌穿着这件牢不褪色的“蓝装”,第一次在显微镜下向人类展现出清晰
    的“身体”,“细菌染色法”,终于发明了。有趣的是法国警方为对付那些不听从警察指挥停下来的汽车,别
    出心裁地设计出一种“颜料枪”。枪膛内装着不脱色的颜料,遇到违反交通规则并绝尘遁去的汽车,瞄准击
    发,颜料射在车身上洗刷不掉,车主也就无法匿迹。
    
        人类还将按照自己的需要改变和控制大自然的色彩。如今,蓝色玉米、红色香蕉、紫色卷心菜、乳白
    色条纹的茄子、彩色棉花等都已培育出来。10多年前,中国的水稻育种专家,根据当地的地理条件,适
    当调整了肥料中的元素,培育出罕见的五彩稻。由于五彩稻所含营养成分的不同,可以治疗人体因缺少某
    种元素而引起的疾病。俄罗斯畜牧学家发现,给羊喂食不同的微量元素,可以改变绵羊的毛色。给绵羊吃
    铜元素后,它的毛色会变成天蓝色;吃铁元素后,它的毛色呈现淡红色,他们培养的彩色绵羊已成群出现
    在草原上。据统计,全世界已育成彩色绵羊百余种,颜色有金黄、雪青、蔚蓝、琥珀等色彩。这些羊毛无
    需染色,即可纺线编织。美国科学家用南美洲的一种专产彩壳蛋的鸡,产出红、蓝、青、绿、粉红、墨绿
    等各种颜色的蛋壳。彩色珍珠、彩色兔也都已培育成功。人类将用更绮丽的色彩来描绘大自然的本色。
    
                                微缩创新
    
        事物总是有大有小的,大到无穷大,小到无穷小。最初发明的收音机、录音机、电视机、电子计算机
    都称得上庞然大物。随着科学技术的进步,它们越变越小,调频收音机只有图钉那么大,除天线和扬声器
    外;其余零件全部包容在一块精巧的集成电路上;录音机小如一个手表,戴在手腕上可随时录音;而且具
    有手表的功能;世界上最小的黑白电视机宛如一粒钮扣,银幕尺寸仅有7.9mm×5.8mm,小巧玲珑,图象清
    晰;各种用途的微型电脑,有的薄如纸片,有的小于一粒胶囊药丸,可以吞进肚里到体内检查病情。事物
    总是在创造中发展,在发展中创造的。从小到大是事物发展的一面,从大到小是事物发展的又一面。如果
    不改变某一事物的基本功能,而只是缩小它的空间占有量,这种发明创造的思路叫做微缩创新法。
    
        在微缩创新的过程中,有的不改变已有事物的原理或基本结构就能实现微缩并保持它的基本功能。例
    如,把风筝缩小到40mm长,25mm宽,照样能飞上天空。有的却必须彻底改变它的原理或基本结构,才能
    达到微缩的目的。倘若没有集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发明,要微缩晶体管电脑是
    不可能的。许多事物的微缩化并不是高难度的创造,而是人们不晓得哪些事物应该微缩,以及怎样微缩才
    是科学的和可行的。当你长途旅行时,衣服难免揉弄出折皱,显得一副没精神的样子,携带一只熨斗又很
    不方便。这时,你就应该想一想熨斗的微缩。熨斗可以微缩到一盒香烟的体积,净重不超过1千克。有了
    它,你可以在长时间的旅途中保持衣冠整齐。再如,弹簧拉力器是用来锻炼手、臂、足等部位的肌肉的,
    把它缩小到50mm左右,即成为锻炼手指的手指拉力器,装在衣服里,随时可以拿出来锻炼。类似这样的微
    缩创新,难道你想不到吗?
    
        人们需要的不是事物对空间的占有量,而是它的功能。只要功能存在,微缩是大有可为的创造领域。
    山区的农田零星分布在七零八落处,且不说中型拖拉机,连小型拖拉机也派不上用场。由此可以想到,拖
    拉机也需要微缩。保加利亚专为农民设计的微型拖拉机,小得令人难以置信,自重才60千克,放在自行车
    的后架上就能带走。微型拖拉机使用一台小马达,配有一副耙和一个中耕机,可以进行多项作业。
    
        微缩技术有深浅。有些事物只有应用新技术、新工艺、新材料,直到采用最新科技成果方能实现微缩
    创造,拇指那么大的录音带,微缩空调的袖珍调温器,比一块香皂还小的超小型复印机,总重量10千克的
    微型直升飞机。但是,大多数事物的微缩并不需要深奥的学问。比如微型订书机,全长不过35mm,重22
    克,体积比指甲还要小,使用功能仍如同普通型号的订书机。再如,与茶杯高低差不多的袖珍水泵、体积
    相当于一台洗衣机的小型废纸回收处理机,火柴盒大小的电风扇等,只要创造性地利用现有的技术、工艺
    和材料制作,就能达到微缩创新的目的。
    
        一台机器可微缩,那么,能否微缩一个车间、微缩一座工厂、微缩一群建筑呢例如水电站,有雄伟
    的拦洪坝、庞大的发电机组、复杂的仪器仪表,然而,俄罗斯科技人员经过微缩设计,发明了一种能装在
    背包里的“水电站”。虽然“水电站”的功率只有300-1500瓦,但它仍能发出50HZ、380V的标准三相交
    流电,每度电的成本只有汽油发电机的1/70。微型水电站的发明不仅为地质学家、勘探队和野外旅行者提
    供了工作和生活的方便,更重要的是人们从这一创造中看到了车间微缩化、工厂微缩化的曙光。当今世
    界,人口激增,工厂林立,森林草原和耕地锐减,研究车间、工厂的微缩化,对科技、经济和社会的发展
    具有深远的意义。                                 责编 焦秀兰
     

     

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