唐代文学家柳宗元,曾写过一篇著名的寓言故事——黔之驴。
故事的大意是:从前贵州没有驴,有人从外地带回了一匹驴,却发现它没有什么用处,于是把驴子丢在了山上。一只老虎初次见到驴子,觉得它身材高大威猛,不禁有些害怕,不敢靠近。
老虎日日观察,发现驴子没什么动静,于是慢慢接近它,故意骚扰激怒,想试探下敌情。驴子不知这是老虎的计谋,举起蹄子就踢,老虎这才发现驴子的本领不过如此,最后猛扑过去,把驴子吃掉了。
从发明创造技法的角度看,“黔之驴”能给我们什么启迪呢?
假如老虎不想办法去骚扰激怒驴子,恐怕会一直被驴子庞大的外表所骗,最后也吃不到美味的驴肉。那么,老虎的聪明之处就在于,它能通过动态观察去主动发现黔驴外强中干的本质。在发明创造中,化静为动的观察方法也是一件利器。
金属背后的秘密
金属是我们日常生活用品的主要材料类型,当我们看到一种金属时,可以描述它的形体、光泽、颜色等特征,除此之外,不可能会有新的发现。
但是,如果将它逐步冷却,进行降温状态下的动态观察,又会发现什么呢?1911年,荷兰莱顿大学的卡末林·昂内斯意外地发现,将汞冷却到零下268.98℃时,汞的电阻突然消失。后来他发现许多金属都具有在低温下失去电阻的特性,这种现象就是“超导现象”。
自被发现之日起,金属材料的这种特殊性能就发扬光大。人们对超导材料进行开发与应用研究,发明创造出现了新的舞台。
由于超导材料具有完全不容纳磁力线的特殊性质,因此可以用它制成悬浮在磁场中的旋转轴,这样,开发无摩擦的轴承便不再是一种幻想。如果能应用超导材料制成高压输电线,输电损失将从现在的20%以上降至接近零的水平,产生的经济效益十分可观。
压熟的鸡蛋
再看一只静静地摆在桌上的鸡蛋,你会发现什么呢?静态下的鸡蛋,很难让你悟出有关蛋的发明创意,倘若化静为动去观察,或许会有出人意料的发现和发明呢!
不久前,有个叫林力凡的研究者,在对司空见惯的鸡蛋沉思良久之后,想到了将蛋逐步加压的动态实验,希望在实验中能碰上好运气。
他将鸡蛋放在一个封闭的铁筒中,然后逐步加压,分步观察。开始,他并没有发现在常规压力下鸡蛋有什么变化,直到他将筒内压力升高到6000个大气压后,他才发现了“新大陆”。
经过高压处理的鸡蛋,蛋壳完好无损且是冷的,但是,将蛋壳打开后,发现蛋液已经凝固了。这种“被压熟了的鸡蛋”蛋黄呈鲜黄色且富有弹性,品尝后味道特别鲜美,经过化学检测后,发现鸡蛋的营养价值竟被完整保留下来。
林力凡大喜过望,马上想到了“压力烹煮法”和“超高压食品”的发明。加压不会影响食品中的维生素、香味和色素等低分子化合物的结构和性能,因此不会像加热那样使食品变色。此外,加压也有助于保持食品的新鲜风味。例如,往年陈米经过超高压处理之后,和刚收获的新米一样好吃。
对于药品、血液的消毒,不宜加热处理的时候,超高压处理也能派上用场。
动中求新
看来,在发明创造活动中,要想多方面地把握研究对象的特征或属性,不仅要对它进行常规的静态观察,还要创造条件在激发、扰动的状态下对它进行观察,从而获取更全面的事实材料,或发现在静态下无法知道的现象。
运用动态观察法时,首先要对研究的“驴”进行静态观察,了解其静态特征;然后,通过改变时空环境或物理条件(温度、压力、速度等)创造动态条件。如果能观察到鲜为人知的动态特性,那么发明创造活动就会有新的突破。
假如有人想改良植物品种,运用动态观察法将如何操作呢?将它放置在航天飞机或卫星上,去太空中生活一段时间,或许会有新的收获哦!