科技創(chuàng)新的十種方法

科技創(chuàng)新的十種方法有創(chuàng)新，才有個人、群體、社會的發(fā)展；沒有創(chuàng)新，就沒有發(fā)展。人的發(fā)展，就是認識、適應、變革、駕馭、創(chuàng)造客觀實際（事物、環(huán)境、條件）的能動素質的提高。創(chuàng)造客觀實際，就是創(chuàng)新。人的創(chuàng)新能力，通常是由自身的心腦功能、知識結構、思維方法決定的。心腦功能是前提，知識結構是基礎，思維方法是關鍵。教要指導，學要訓練，要學會開發(fā)創(chuàng)新能力。要想創(chuàng)新，首先應該知道創(chuàng)新是什么意思？什么是創(chuàng)新？創(chuàng)是首次，新是剛出現(xiàn)，創(chuàng)新就是要變革現(xiàn)實存在的事物，使它產生首次出現(xiàn)的新事物。創(chuàng)新，就是我們通常說的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造、創(chuàng)作。首次認識是發(fā)現(xiàn)，首次做出是發(fā)明、創(chuàng)造、創(chuàng)作。創(chuàng)新的內涵：變革現(xiàn)實與首次出現(xiàn)是創(chuàng)新這一概念的基本內涵。例如：第一個用石頭塊打擊野獸的人，發(fā)明了一種武器。第一個吃螃蟹的人，發(fā)現(xiàn)了一種新食物。第一個用樹枝吃飯的人，發(fā)明了筷子。第一個騎馬的人，發(fā)現(xiàn)了一種新的交通工具。第一個用棍子支起布篷在里面休息的人，發(fā)明了帳篷。第一個把襪子和褲子連在一起的人，設計出了連體褲襪。麥哲倫第一個完成環(huán)球旅行，證明了地球是園的。伽利略第一個用實驗證明了物體下落的速度跟物體的重量無關，發(fā)現(xiàn)了自由落體運動定律。牛頓第一個提出萬有引力的思想，并推導出萬有引力公式，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。愛因斯坦第一個提出相對論原理的假說，創(chuàng)建了相對論理論。大禹治水改堵截為疏導，漢代蔡倫改進了造紙術，宋代畢升發(fā)明了活字印刷術，馬克思與恩格斯創(chuàng)立的辯證唯物主義哲學、政治經濟學、科學社會主義的理論，列寧關于帝國主義和無產階級革命的理論，毛澤東關于中國民主革命和社會主義革命的理論，鄧小平關于中國社會主義建設的理論，都是創(chuàng)新的成果。創(chuàng)新的外延：新事物有廣泛的外延?，F(xiàn)實存在的事物包括主觀認識、客觀事物、個人行為、社會實踐、相互關系。所以，從大的方面來分析，可以從主觀認識、客觀事物、個人行為、社會實踐、相互關系幾方面探索，包含一切首次出現(xiàn)的事物。主觀認識就是思想觀念，思想觀念的創(chuàng)新就是要改變主觀認識，主要是提出、創(chuàng)立、接受新思想、新觀念、新理論、新方法、新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明等內容?？陀^事物是在主觀認識之外獨立存在的事物，包含廣泛的內容，其中對人類生存發(fā)展最重要的是物質生產條件，創(chuàng)新主要包括新技術、新工藝、新設備、新工具、新能源、新光源、新材料、新產品等內容。個人行為包括學習、工作、生活的全部活動，學習創(chuàng)新的主要內容包括學習的內容和形式、態(tài)度和方法、手段和設備、工具和用品、途徑和過程，工作創(chuàng)新的主要內容包括工作的內容和形式、態(tài)度和方法、手段和設備、工具和用品、途徑和過程，生活創(chuàng)新的主要內容包括物質與精神，衣食住行用的物質條件和使用方式的改善，交際休閑娛樂健身、興趣愛好行為習慣的精神文明內容與形式的優(yōu)化，等等。社會實踐包括群體活動的全部內容，主要包括生產、經營、管理、營銷、科研、教育、學術、藝術、文化、衛(wèi)生、保健、休閑、軍事、治安等等。相互關系是各種事物之間的關系，包括人與人、人與物、物與物的關系，其中對人類生存發(fā)展影響比較大的關系是生產關系和社會關系，創(chuàng)新的主要內容包括新體制、新機制、新制度、新組織、新機構等等。由此可見，創(chuàng)新并不難，只要勇于實施變革現(xiàn)實事物的實踐，造出原來沒有過的新事物，就實現(xiàn)了創(chuàng)新。但是，要創(chuàng)造出能產生重大社會效益的新事物，除了偶然地發(fā)現(xiàn)、發(fā)明外，一般地都需要付出巨大的勞動。一、綜合法：就是把不同的幾個東西的優(yōu)點抽取出來，創(chuàng)造出一個新的事物。例如；擦字橡皮流通了差不多一百年，美國的一個畫家海曼住在費城，他在畫畫時一會兒用鉛筆，一會兒用筆擦，十分不方便，由于集中精力搞創(chuàng)作經常找不到筆擦，他就在鉛筆的頂端加上擦字橡皮，使用起來更方便，帶橡皮的鉛筆才問世。、他就申請了專利，取得豐厚的報酬。又如1998年陳燕同學看到人們摘果子很不方便，他就把剪刀和魚網(wǎng)組合起來，創(chuàng)造出”方便摘果器”，獲福州市二等獎；又如95年施艷艷同學看到餐店里的調味瓶只有一、二種，他就發(fā)明了一種五味瓶，能分別裝上五種調味品，獲得福清市三等獎。請同學們仔細觀察身邊事物，還有那些東西的優(yōu)點綜合起來，可以創(chuàng)造出一個新事物。1、 如何讓老人倒著走練功不會摔倒或碰到別人？2、 如何讓老人或盲人的手杖有多種功能？3、 如何改革數(shù)學老師的圓規(guī)尺子，使其更好用、更方便。4、 自行車能遮陽避雨嗎？5、 你能不用空調讓整座城市降溫嗎？二、 逆向思維法：就是要打破常規(guī)反其道而行的一種創(chuàng)造方法。例如：電影攝影師在拍攝人飛上高墻，但人不可能飛那么高，他就叫人從高墻跳下，他就拍下來，到放映時他就倒著放，這樣就好象人是從下面飛上去一樣。又如：2001年吳陳娟學生看到套間的一般用水和馬桶的水共同都排到陰溝去，浪費了大量的水，他就想辦法不讓一般用水流掉，設計出環(huán)保水箱，獲全國三等獎。請同學們仔細觀察身邊事物，還有那些東西用逆向思維法，可以創(chuàng)造出一個新事物？1、 你家里的電器都有通電指示燈，你逆向想一想？2、 工人用雙手釘木模，你能讓他只用單手行嗎？3、 藍寶石和鐵礦石剛采出來很難區(qū)分，你如何區(qū)分？4、 街上的充氣拱門會漏氣，你能使其不漏氣嗎？三、 刨根探底法：就是在別人取得成功的基礎上進一步探索，或許還會取得新成果的方法。例如：18世紀末，美國的富蘭克林發(fā)現(xiàn)了霓虹燈當電通過低壓氣體管時能產生美麗的色彩。1838年，法拉第發(fā)現(xiàn)管子中的氣體的輝柱并不一致，即在緊靠陰極處有一暗區(qū)，稱為，法拉第暗區(qū)”。19世紀后期，德國科學家普呂克爾和英國科學家克魯斯等人，通過一系列實驗發(fā)現(xiàn)了"陰極射線”。1895年德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了”乂射線”。1896年法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性。1897年英國物理學家發(fā)現(xiàn)陰極射線就是電子，并證實了陰極射線果然帶負電，并且測定了它的飛行速度和質荷比。大家看看100多年來，幾輩輩的科學家除了以上科學巨人外，還有盧瑟福、居里夫婦、勒納等諾貝爾巨星，就是從這司空見慣小小的霓虹燈中創(chuàng)造出一項又一項科學成果。1845年3月27日，在德國魯爾地區(qū)一個人杰地靈的小鎮(zhèn)--萊尼斯，隨著”哇”的一聲啼哭，倫琴來到了人世間。倫琴是個聰明而又勤奮的孩子，在讀書期間，他就以優(yōu)異的成績而深受好評。從1888年起，他從國外學成回國后，擔任了巴伐利亞州維爾茨堡大學物理研究所所長。正是在這個研究所期間，他獨具慧眼，發(fā)現(xiàn)了具有極強穿透力的X射線，從而聲名遠播。自從擔任物理所所長之后，他就一直孜孜不倦地研究著陰極射線，無論遇到多大的挫折，他始終都沒有放棄。在研究過程中，倫琴發(fā)現(xiàn)，由于克魯克斯管的高真空度，低壓放電時沒有熒光產生。1894年，一位德國物理學家改進了克魯克斯管，他把陰極射線碰到管壁放出熒光的地方，用一塊薄薄的鋁片替換了原來的玻璃，結果，奇跡發(fā)生了，從陰極射線管中發(fā)射出來的射線，穿透薄鋁片，射到外邊來了。這位物理學家就是勒那德。勒那德還在陰極射線管的玻璃壁上打開一個薄鋁窗口，出乎意料地把陰極射線引出了管外。他接著又用一種熒光物質鉑氰化鋇涂在玻璃板上，從而創(chuàng)造出了能夠探測陰極射線的熒光板。當陰極射線碰到熒光板熒光板就會在茫茫黑夜中發(fā)出令人頭暈目眩的光亮。倫琴不止一次地重復了勒那德的實驗。1895年11月8日晚，勞累了一天的倫琴剛剛躺上了床，正想美美地做個夢。突然，好像有一股神奇的清風吹入了倫琴的靈魂深處，他趕緊一骨碌跳下了床，又好似有一個無形的神靈，牽引著他，他走到了他所熟悉的儀器旁，再次重復了勒那德的實驗。命中注定，一項石破天驚的科學奇跡產生了。倫琴欣喜地發(fā)現(xiàn)，這種陰極射線能夠使一米以外的熒光屏上出現(xiàn)閃光。為了防止熒光板受偶爾出現(xiàn)的管內閃光的影響，倫琴用一張包相紙的黑紙，把整個管子里三層外三層地裹得嚴嚴實實。在子夜時分，倫琴打開陰極射線管的電源，當他把熒光板靠近陰極射線管上的鋁片洞口的時候，頓時熒光板亮了，而距離稍微遠一點，熒光板又不亮了。倫琴還發(fā)現(xiàn)，前一段時間緊密封存的一張底片，盡管絲毫都沒有暴露在光線下，但是因為他當時隨手就把它放在放電管的附近，現(xiàn)在打開一看，底片已經變得灰黑，快要壞了。這說明管內發(fā)出某種能穿透底片封套的光線。倫琴發(fā)現(xiàn)，一個涂有磷光質的屏幕放在這種放電管附近時，即發(fā)亮光；金屬的厚片放在管與磷光屏中間時，即投射陰影；而比較輕的物質，如鋁片或木片，平時不透光，在這種射線內投射的陰影卻幾乎看不見。而它們所吸收的射線的數(shù)量大致和吸收體的厚度與密度成正比。同時，真空管內的氣體越少，射線的穿透性就越高。為了獲得更加完美的實驗結果，倫琴又把一個完整的梨形陰極射線管包裹好，然后打開開關，然后他便看到了非常奇特現(xiàn)象：盡管陰極射線管一點亮光也不露，但是放在遠處的熒光板竟然調皮地亮了起來。倫琴真是欣喜若狂，他順手拿起閃閃發(fā)亮的熒光板，想吻它一下，突然，一個完整手骨的影子鬼使神差般地出現(xiàn)在熒光板上。倫琴頓時嚇得不知所措，他不知這到底是在做夢，還是在做實驗，他狠狠地在手上咬了一口，手被咬得生疼，他意識到自己不是在做夢，這一切都是真的。倫琴趕緊開亮電燈，認真檢查了一遍有關的儀器，又做起了這個實驗。這時，天光已經微微發(fā)亮，在重重云層下，一輪美麗的紅日，即將噴薄而出，給整個人類帶來她無窮無盡的光和熱和愛。倫琴沒有時間去想別的東西。他看到，那道奇妙的光線又被熒光板捕捉到了。他又有意識地把手放到陰極射線管和熒光板之間，一副完整的手骨影子又出現(xiàn)在熒光板上。倫琴終于明白，這種射線原來具有極強的穿透力和相當?shù)挠捕?，可以使肌肉內的骨骼在磷光片或照片上投下陰影。這時，倫琴的夫人走了過來，給倫琴披上了一件大衣，然后輕聲地勸倫琴該去休息了。倫琴卻一把抓住了夫人的手，放在熒光板和陰極射線管之間，熒光板上又出現(xiàn)了夫人那完整的手骨影子。這是事實，千真萬確的事實。倫琴一下子抱住了夫人，在實驗室里足足轉了五個圈子，他太激動了，激動得不知如何是好，兩行熱淚止不住地流了下來……次日，倫琴便開始思考這一新發(fā)現(xiàn)的事實，他想，這很顯然不是陰極射線，陰極射線無法穿透玻璃，這種射線卻具有巨大的能量，它能穿透玻璃，遮光的黑紙和人的手掌。為了驗證它還能穿透些什么樣的物質，倫琴幾乎把手邊能夠拿到的東西，如木片、橡膠皮、金屬片等，都拿來做了實驗。他把這些東西一一放在射線管與熒光板之間，這種神奇的具有相當硬度的射線把它們全穿透了。倫琴又拿了一塊鉛板來，這種光線才停止了它前進的腳步。然而，限于當時的條件，倫琴對這種射線所產生的原因及性質卻知之甚少。但他在潛意識中意識到，這種射線對于人類來說，雖然是個未知的領域，但是有可能具有非常大的利用價值。為了鼓舞、鞭策更多的人們去繼續(xù)關注它，研究它，了解它并利用它，倫琴就把他所發(fā)現(xiàn)的這種具有無窮魅力的射線，叫做"X射線”。1895年12月28日，倫琴把發(fā)現(xiàn)X射線的論文，和用X射線照出的手骨照片，一同送交維爾茨堡物理醫(yī)學學會出版。這件事，成了轟動一時的科學新聞。倫琴的論文和照片，在三個月內被連續(xù)翻印五次。大家共同分享著倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的巨大歡樂。X射線的發(fā)現(xiàn)，給醫(yī)學和物質結構的研究帶來了新的希望，此后，產生了一系列的新發(fā)現(xiàn)和與這相聯(lián)系的新技術。就在倫琴宣布發(fā)現(xiàn)X射線的第四天，一位美國醫(yī)生就用X射線照相發(fā)現(xiàn)了傷員腳上的子彈。從此，對于醫(yī)學來說，X射線就成了神奇的醫(yī)療手段倫琴、柏克勒爾和湯姆生三人的偉大發(fā)現(xiàn)，可謂石破天驚，揭開了20世紀科學技術新紀元的序幕！從此以后，原子不可分的古老神話，被毫不留情地粉碎，科學開始了向原子更深的層次即原子核與基本粒子進軍，人類認識再度進入另外一塊同樣迷人的輝煌地帶。還有盧瑟福、居里夫婦、勒納等科學家都不滿足先人的成果而進一步刨根探底，創(chuàng)造一項又一項的科學成果，一個又一個的諾貝爾巨星接連不斷地升起。思考與實踐：1、 從這些事例中，我們得到什么啟發(fā)呢？以此為話題寫篇文章，題目自擬，體裁不限。2、 以太陽灶為首項，你能想象出其他相關聯(lián)的事物嗎？3、 看到小孩子的學步車，你能發(fā)明出新事物嗎？四、 破解法：就是找出某種事物的缺點，想辦法把缺點變成優(yōu)點，從而創(chuàng)造出一個新事物的方法。例如：上海一個中學生看到升旗的繩子斷了，要人爬上旗桿的末端穿結繩子，但人爬上旗桿的末隨時都有生命危險，所以他就發(fā)明一個旗桿穿繩器，從而獲得國際二等獎。上海和田路小學徐琛同學，看到墻上的電源插座，就想小朋友不小心將手插進去會觸電的，能不能改一改，怎樣改？從而激發(fā)了他創(chuàng)造發(fā)明一種”防觸電插座”的欲望。果然，他創(chuàng)造成功，發(fā)明成果獲得世界少年兒童創(chuàng)造發(fā)明比賽的最佳作品獎。又如一個學生看到監(jiān)考老師在拆開試卷袋十分小心，但還是拆壞了試卷袋，受到了批評。他回去后反復實驗制作出”撕不壞的試卷袋”思考與實踐：請你仔細觀察事物挑出它的缺點并加以改正，從而創(chuàng)造新事物。五、 發(fā)現(xiàn)法：就是要做生活的有心人，仔細觀察事物，從而發(fā)明創(chuàng)造出新事物的方法。例如：瓦特燒開水時仔細觀察蒸汽推動鍋蓋，從而發(fā)明了蒸汽機；蘋果從樹上掉下，是人們司空見慣的事情，但牛頓由于善于仔細觀察事物，善于思考從而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。鏈接瓦特、牛頓童年時代的瓦特和茶壺的故事:一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發(fā)制造蒸汽機的念頭。2、 蒸汽機與產業(yè)革命羅爾特所著《詹姆斯”瓦特》中，曾寫道：”瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產方法以過去所不能想象的規(guī)模走上了機械化道路。"3、 瓦特大事年表1819年在詹姆斯”瓦特的訃告中，對他發(fā)明的蒸汽機有這樣的贊頌：”它武裝了人類，使虛弱無力的雙手變得力大無窮，健全了人類的大腦以處理一切難題。它為機械動力在未來創(chuàng)造奇跡打下了堅實的基礎，將有助并報償后代的勞動?！?、 瓦特大事年表1736年1月19日詹姆斯”瓦特誕生于蘇格蘭的格里諾克。1755年瓦特離開蘇格蘭，到倫敦尋求儀器制造匠的培訓。他被康西爾的約翰，摩根所接納。1757年格拉斯哥大學任命瓦特為其正式：”數(shù)學儀器制造師”并在校園里安排了一個車間。1763-1765年瓦特在修理紐科門泵時，設計冷凝器解決效率低的問題，羅巴克把瓦特的發(fā)明用于商業(yè)上。1774年瓦特將自己設計的蒸汽機投入生產。1776年博爾登-瓦特蒸汽機在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態(tài)。1782年瓦特的雙向式蒸汽機取得專利，同年他發(fā)明了一種標準單位：馬力。1800年瓦特蒸汽機專利期滿。與博爾登合作結束，64歲瓦特退休。1819年8月25日詹姆斯”瓦特逝世，享年83歲。5、 新型蒸汽機的廣泛使用，推動了人類社會的前進，正如恩格斯所說：”蒸汽和新的工業(yè)機把工場手工業(yè)變成了現(xiàn)代的大工業(yè)，從而把資產階級社會的整個基礎革命化了。6、 由于瓦特發(fā)明了近代蒸汽機，并不斷完善它，在蒸汽機的發(fā)展上作出杰出的貢獻，因此被后人譽為蒸汽機的發(fā)明人。依撒克”牛頓(1642—1727)，英國科學家。他發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，建立經典力學的基本體系，在光學、熱學、天文學方面都有創(chuàng)造性的貢獻，在數(shù)學方面又是微積分的創(chuàng)始人之一。本文選自《中外名人成才故事”發(fā)明篇》(中國書籍出版社2001年版)。三百多年前的一天晚上，一位青年坐在花園里觀賞月亮。他仰望那鑲著點點繁星的蒼穹，思索著為什么月亮會繞著地球運轉而不會掉落下來。忽然，有個東西打在了他的頭上，這并不很重的一擊，把他從沉思中驚醒。他低頭一看，原來，是一只熟透的大蘋果從樹上掉落下來。他撿起蘋果，又一次陷入了沉思：為什么蘋果不落向兩旁，不飛向天空，而是垂直落向地面？這一定是地球有某種引力，把所有的東西都引向地球。青年眼睛一亮：蘋果是這樣，月亮也是如此，月亮一定是在地球引力的吸引下做高速運轉。因為有引力，使它不能遠離地球；因為有速度，使它不會像蘋果一樣掉落下來……夜?jié)u漸地深了，青年手中拿著蘋果，開心地笑了。他就是發(fā)現(xiàn)萬有引力的英國科學家牛頓。這一年，他才24歲。牛頓，1642年12月25日出生在英國。他爸爸是個自耕農，在他出世前兩個月就死去了。他兩歲起就跟著年邁的祖母過著貧困孤苦的生活。牛頓在12歲的時候進入格蘭鎮(zhèn)小學讀書。他從小就非常熱愛科學，經常制造一些靈巧的小機械。他自己制作了一個小巧的水鐘，是仿照沙漏的作法制成的。用一個小水池，使池中的水緩緩流出，水面逐漸降低，水面上的浮標就跟著逐漸下降，于是帶動指針轉動，指示時刻。放風箏，是孩子們都喜愛的游戲。聰明的小牛頓更玩出了新花樣：一天晚上，他把一只紙燈籠系在了風箏上放到天空。許多看見了空中風箏的人，都叫起來：”彗星！”當人們知道天空中閃亮的是風箏上的燈籠，才恍然大悟了。牛頓是個意志堅強的孩子。在學校里，當他受到大同學的侮辱時，他總是拼命反抗。他常說：”無論做什么事情，只要肯努力奮斗，是沒有不成功的?！闭沁@種頑強的精神，帶領牛頓登上科學群山那一個又一個巔峰。牛頓在從事科學研究工作時，常常會忘記自己和別人的存在，陷入一種”癡迷”的狀態(tài)。有一次，他請朋友到家里做客。當他走出房門去拿酒時，忽然想起關于月球軌道的運算，于是就把請客的事忘到了九霄云外，自顧自地忙著計算起來。朋友知道牛頓的脾氣，只好自己吃掉了盤子里的雞，把骨頭吐在了桌子上。牛頓終于計算完了，這才想起請客的事。走回桌前一看，雞只剩下了骨頭，他恍然大悟地說：”我以為我還沒有吃飯呢，原來已經吃過了。"盡管牛頓在科學上取得了巨大的成就，卻仍然十分謙虛。他曾這樣說過：”如果我所見的比笛卡爾（法國17世紀著名數(shù)學家、物理學家和哲學家）要遠一點兒，那是因為我是站在巨人的肩上的緣故。"在英國烏爾索普牛頓老家的花園里的那棵蘋果樹，一直被精心地保護著。1820年，這棵樹死后，被分成好幾段，分別在英國皇家學會等處保存了起來。這棵與科學結緣的蘋果樹，不僅留有牛頓嚴謹學風的印記，更流傳著牛頓謙遜的美德。以上科學家的故事告訴我們：為什么他們能在人們司空見慣的事物中做出重大的發(fā)明創(chuàng)造，首先是由于他對客觀事物好奇，善于仔細觀察事物，好問為什么，勤于思考，專心致志地尋求答案。他們熱愛科學，勇于創(chuàng)造，以頑強的毅力，攀登并征服了一個又一個科學高峰。思考與實踐：請同學認真觀察身邊的事物，看看能有什么新發(fā)現(xiàn)嗎？六、想象法：就是要敢于異想天開，用科學幻想創(chuàng)造出一種新產品的方法。例如：萊特兄弟，他們少年時就異想天開要飛上天，終于發(fā)明了飛機；千百年來人們就異想天開有千里眼，順風耳，現(xiàn)在都成了現(xiàn)實。鏈接萊特兄弟如何夢想成真當俄國的康斯坦丁o齊奧爾科夫斯基仍在做著飛天夢的時候，美國的萊特兄弟已經為人類插上了翅膀，他們終于發(fā)明了飛機，使人類夢想成真，飛向了湛藍而又廣大的天空。且說1903年12月17日，池塘里結了一層厚厚的冰，刺骨的寒風直往人肉里面鉆。這天，來自俄亥俄州的萊特兄弟，共做了四次成功的飛行。第一次在空中只飛行了12秒，飛行距離大約是37米。最后一次飛了59秒，飛行距離大約是260米。這四次成功的飛行，在人類航空史上，寫下了輝煌的一筆。因為它是人類第一次成功地實行了動力飛行，打破了比空氣重的機器不能在空中飛行的斷言，從而開辟了人類航空科學技術的嶄新的通途。萊特兄弟是修理和制造自行車的技師，他們具有豐富的機械知識。從少年時代起，他們就對飛螺旋玩具發(fā)生了濃厚的興趣，并且自己親自動手進行制作。他們還非常喜愛放風箏，他們自己制作的風箏，在天空飛得又高又穩(wěn)。由于家里非常窮，常常是入不敷出，沒有錢供他們去上大學，只能靠幫人家修理自行車來維持生計。但是，他們毫無怨言。在修自行車的時候，總是琢磨自行車的制造原理及制造方法。他們非常喜愛讀書，幾乎讀遍了當時所能找到的所有有關飛行方面的書籍，學到了許多有關飛行的知識。這時，他們讀到了報紙上發(fā)表的一則消息，大飛行家奧圖o李連達爾在連續(xù)進行2000多次滑翔飛行后，所進行的又一次滑翔飛行時，突然遭遇到一股來自側后方吹來的狂風，從而機墜人亡，英年早逝。這則消息深深打動了萊特兄弟，他們決定去繼續(xù)完成李連達爾沒有完成的事業(yè)。兄弟倆節(jié)衣縮食，用幫人家修理自行車所掙來的微薄的錢，去買書或買制造滑翔機的材料。正當他們把全部身心投入到飛行研究中去的時候，飛行失事的不幸消息一個接一個地傳來：英國的皮查爾因試飛失事送了命；馬克沁姆試飛摔成重傷，差一點送了命；法國阿德爾設計的飛機在空中解體粉碎……這一連串的噩耗并沒有嚇倒萊特兄弟，他們特別認真地研究了李連達爾的經驗和教訓，刻苦鉆研了俄國康斯坦丁o齊奧爾科夫斯基提出來的空氣動力學理論，不斷完善機械加工手段，終于在1900年制成了當時最先進的滑翔機。萊特兄弟的飛機，現(xiàn)在看起來，結構相當簡單。它前后各有兩層互相平行的翼面，還有一片豎著的小翼面伸在前面。各機翼這間由許多支柱、張線之類的東西連著，看上去很像一個笨重的”書架”。特別值得一提的是，萊特兄弟已經學會給飛機裝上翼面，飛機正是靠了翼面才升到空氣中去了。古時候，我們的祖先們就開始對鳥的飛行方法進行觀察和研究，曾經有披上羽毛學鳥兒那樣撲翼飛行，而且，也有人試造過木鳥，但最終都沒有能夠獲得成功。因為人體的結構同鳥類是截然不同的，人的胳膊所能產生的支持身體的力量，和鳥的翅膀比起來，相對來說要小得多，所以，人沒有那么大的力氣扇動”翅膀”使自己飛起來?？礃幼樱瑩湟磉@一條路是走不通了，萊特兄弟在經過無數(shù)次的探索、試驗之后，最后決定，給飛機安上固定的翅膀，即機翼。從此，機翼就成了飛機的重要組成部分，它的形狀比較特別：下面幾乎是平直的，上面是彎曲的。飛機飛行的時候，在它上面流過的空氣比在它下面流過的快，形成了壓力差，下邊的氣壓比上邊的氣壓大。于是，翅膀下面的空氣就產生了垂直向上的升力，把飛機托上空中，氣流的速度越大，對翅膀產生的升力越大。兄弟倆進行了連續(xù)多次的試飛試驗，從1900年到1902年，共進行了1000多次滑翔試驗，終于初步掌握了操縱滑翔機的方法，并在空中成功地實現(xiàn)了傾斜滑行、空中轉彎等高難度的滑翔動作。萊特兄弟還于1902年裝制成配有活動方向舵的滑翔機，這在當時的世界上，毫無疑問是處于領先地位的。但是，萊特兄弟還覺得有一個難題沒有解決，這就是，僅僅依靠無動力滑翔是不能夠實現(xiàn)飛天夢想的，必須依靠動力才能完成真正意義上的飛行。當時，蒸汽機在人們的生活中，已經得到了廣泛的運用，但是，在飛機上利用蒸汽機作為動力源，是根本不可能的，因為蒸汽機的體積太大。而內燃機則有可能幫助他們，實現(xiàn)這個古老的夢想。內燃機的基本特點是讓燃料在機器的氣缸內燃燒，生成高溫高壓的燃氣，利用這個燃氣作為工作物質去推動活塞做功。屬于內燃機的汽油機是在1876年發(fā)明的，柴油機是在1892年發(fā)明的。內燃機體積小，使用起來比蒸汽機方便多了。19世紀末，汽油機的轉速約為每分鐘500?800轉，20世紀初，提高到每分鐘1000?1500轉，它已經具有安裝在飛機上的可能性。1903年初，萊特兄弟為了使飛機實行動力滑翔，從而實現(xiàn)真正意義上的飛行，決定在滑翔機上安裝汽油活塞發(fā)動機。汽油機是用汽油作燃料的內燃機，氣缸里的活塞用連桿跟曲軸相連，氣缸上面有進氣門和排氣門，氣缸頂部有火花塞。汽油活塞發(fā)動機在工作的時候，活塞在氣缸里往復運動?；钊麖臍飧滓欢说搅硪欢私凶鲆粋€沖程。四沖程汽油的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成的。但是，萊特兄弟對于汽油機的工作原理及使用可以說是一無所知，只好從頭學起。他們買來了一臺廢舊的汽油機，拆下來再裝下去，裝好了再拆下來，總算弄清了汽油機的結構。又經過無數(shù)次的試驗，這才學會使用汽油機。為了搞清楚滑翔機上究竟能裝多大的重量才比較合適，他們又一次次地裝沙袋進行試驗，這才搞清了他們的滑翔機最大載重不能超過90公斤，但當時最輕的汽油機也有140公斤重，怎么辦呢？他們又去請教有關專家。精誠所至，金石為開。在這位技師的幫助下，他們終于制造出了一部四個氣缸、12馬力、重70余公斤的汽油發(fā)動機。接下來，他們又在滑翔機上安裝了螺旋槳。當一切都準備就緒，他們便決定試飛。這是一個金風送爽、丹桂飄香的秋日，大地沉緬在豐收的喜悅之中。兄弟倆轉動螺旋槳、啟動汽油機、點火、給油、松開離合器，隨即汽油機便突突突地運轉起來，看樣子，這次試飛有希望獲得成功。萊特兄弟緩慢地加大油門，放開了飛機制動器。飛機開始起飛，由慢變快，緩緩地向前駛去。他們想操縱飛機從滑行進入爬升狀態(tài)，便把操縱桿立到了盡頭，然而，這只不聽話的飛機仍在地上滑行；最后，撞到了一個不大的小山上，停住了，這次試飛失敗了。好在人沒有出事。兄弟倆沒有因為這次失敗而自暴自棄，而是認真地去尋找失敗的教訓。經過苦苦地思索，他們終于找到了失敗的原因。以前，他們只是考慮到如何減輕發(fā)動機的重量，而沒有設法減輕飛機的自重。于是，他們又采用輕質木料作為飛機的骨架，用帆布作為飛機的基本材料，于1903年11月底，又研制成功一架雙翼飛機，萊特兄弟給這架飛機命名為”飛行者號”。”飛行者號”飛機以雙層機翼提供升力，活動方向舵可以操縱升降和左右盤旋，汽油發(fā)動機推動螺旋槳，駕駛員俯臥在下層主翼正中操縱飛機。這架飛機結構非常簡單，沒有帶外殼的機身，也沒有起落架。飛機靠帶輪子的小車在滑軌上起飛。加上駕駛員，飛機全部重量才只有340多公斤。在美國北卡羅納州基蒂霍克的一片荒涼的土地上，隨著一陣震耳欲聾的轟鳴聲，”飛行者號”慢慢離開了地面。1米，2米……萊特兄弟倆的心都快蹦出嗓子了。在12秒鐘內，他們嘔心瀝血研制而成的這架飛機，跌跌撞撞，像一個喝醉了酒的醉漢似地，在空中大約飛行了35米的距離，飛機超出地面1米多。試飛終于成功了，兄弟倆激動得熱烈擁抱，連呼萬歲，這次成功，終于實現(xiàn)了人類幾千年來依靠機器動力飛上天空的夢想。萊特兄弟的飛機，起先沒有被美國政府重視。有一次，應法國政府的邀請，萊特兄弟攜帶飛機去法國進行飛行表演，創(chuàng)造了連續(xù)飛行2小時20分23秒的新記錄。這次表演成功，在法國引起了很大的轟動，法國人奔走相告，這真是”墻內開花墻外香”，它促使法國加緊研制真正意義上的飛機，法國也因此一躍而成為世界飛機制造的中心。萊特兄弟飛機飛行的成功，使定翼飛機得到了迅速的發(fā)展，在各類飛行器中始終處于領先地位。第一次世界大戰(zhàn)期間，應空中作戰(zhàn)、偵察和運輸?shù)男枰?，世界上許多國家都爭先恐后地研制飛機，戰(zhàn)爭期間各國共生產出各種各樣的飛機近20萬架。1911年，硬鋁研制成功了。由于鋁合金質地輕、強度大，人們很快就把它作為制造飛機的原材料。1915年，出現(xiàn)了鋁合金的單翼機。飛機原來是木制結構，后來逐漸過渡到全金屬結構。飛機的發(fā)動機和操縱系統(tǒng)也作了許多的改進。這樣，飛機飛行的速度就越來越高，到1939年，達到了時速755.138公里，比萊特兄弟的飛機提高了幾十倍。1941年，英國人制成了渦輪噴氣式飛機。1959年，美國人制造成功波音707-321型噴氣式客機，全部航程達5000公里。如今，人類的航空事業(yè)已得到高速度的發(fā)展，但是，人們永遠不會忘記萊特兄弟為人類實現(xiàn)飛天夢想所作出的巨大的努力，他們的”飛行者號”將永載史冊.思考練習：1、天降雞蛋會破嗎？2、 紙能當鍋燒開水、能做橋讓汽車開過你相信嗎？3、 展開你相象的翅膀寫一篇科幻文章。七、 聯(lián)想法：就是遷移法，把某種事物的優(yōu)點移到另一種事物上，從而創(chuàng)造出新的一種東西的發(fā)法。例如：傳統(tǒng)使用的鋸，都是扁薄長型的金屬片，而且利用人力來操作。1812年，美國一位名叫泰比達o芭碧的主婦，到她丈夫的水力磨坊中去看工人工作得到啟發(fā)。她用遷移法發(fā)明了圓鋸。例如；有一個學生發(fā)現(xiàn)電風扇定時器的定時功能的好處，他就把定時器移到電熱棒中，就創(chuàng)造出定時電熱棒；移到抽水機上就創(chuàng)造出定時抽水機；移到煤氣罐上就創(chuàng)造出定時煤氣灶…….八、 發(fā)散思維和集中性思維相結法：就是多角度思考問題，最后集中某個問題上取得突破的方法。例如：愛迪生發(fā)明電燈的故事。他發(fā)明電燈時，光收集資料，就用了200本筆記本；為了找到合適的燈絲，先后用過銅絲、白金絲等一千六百多種材料，還用過頭發(fā)和各種不同的竹絲，這屬于發(fā)散性思維。最后別的科學家的啟發(fā)下，采用了碳絲作為燈絲，創(chuàng)造了第一代的電燈，這是集中性思維。鏈接愛迪生簡介愛迪生是一位偉大的電學家、發(fā)明家。他生于美國俄亥俄州的邁蘭，自幼就在父親的木工廠做工，由于家庭貧困，一生只在學校讀過三個月書。但他從小熱愛科學，自己刻苦鉆研，醉心于發(fā)明，正式登記的發(fā)明達1328種，被稱為世界發(fā)明大王。他的發(fā)明創(chuàng)造不僅靠聰明才智，而且靠艱辛的科學實踐。正如他自己所說：”發(fā)明是百分之一的靈感加上百分之九十九的血汗。"例子：撥蟶器蟶，是我們東南沿海常見的貝類，撥開蟶殼，里面的蟶肉是十分鮮美的佳肴。但撥蟶殼取蟶肉，是一件很麻煩的事，因蟶殼很薄易碎，用徒手撥很容易把蟶殼弄破，而破蟶殼混在蟶肉里人吃時就很危險，不小心卡在喉容里那可要動大手術。怎么辦呢？我在平時撥蟶時一直在琢磨如何改進。開始我把蟶殼先取下，用空蟶殼插入活蟶撥蟶，（見圖一）這樣速度快了許多，但是，空蟶殼很容易破，還是解決不了根本問題；我又用塑料勺根的柄加工成蟶殼型狀，（見圖二）但塑料勺根的柄又有缺陷，厚的不好撥，薄的容易壞；我又用銀加工成蟶殼型狀，這樣很好撥，但銀做的價錢很貴；我又用銅加工成蟶殼型狀，（見圖三）這樣很好撥，價錢也便宜，但銅也會生銅銹；最后用不銹鋼加工成蟶殼型狀，（見圖四）這樣很好撥，價錢也便宜，又不會生銹。若廠家用沖床制造成本就更便宜。我通過實驗，用手撥每分鐘只能撥7個，而且撥碎很多蟶殼，用不銹鋼加工成撥蟶器每分鐘能撥15個，而且沒有什么碎蟶殼。我要把此撥蟶器申請專利，并加工成產品投放市場，為廣大人民服務。九、 捕捉靈感法：就是怎樣學會及時捕捉創(chuàng)造過程中瞬間靈感的方法。在創(chuàng)造活動中，有時會碰到一種現(xiàn)象：人在科學、技術或文藝創(chuàng)作中，某些新的概念、新的設想、新的人物形象會突然產生。人們把這種現(xiàn)象叫做”靈感”。著名科學家錢學森教授說：”靈感，是人在科學或文藝創(chuàng)作的高潮中，突然出現(xiàn)的、瞬息即逝的短暫思維過程。它不是邏輯思維，也不是形象思維，這后兩種思維持續(xù)時間都很長，以至人說廢寢忘食。而靈感卻為時極短，幾秒鐘，一秒鐘而已。"那么，靈感是不是完全不可控制呢？不是，肯定不是。錢學森教授說：”有一點是肯定的，人不求靈感，靈感也不會來。得靈感的人總是要經過一長段其他兩種思維的苦苦思索來作其準備的。所以，靈感還是人自己可以控制的大腦活動，是一種思維。”既然靈感不是天生的，是一種思維，那么我們怎樣才能學會捕捉靈感呢？由于靈感學還不像邏輯學那樣成熟。目前我們能提供的還只是經驗。通常人們認為應當做到下列六點：長期地進行預備勞動靈感不是天上掉下來的，是人腦進行創(chuàng)造性活動的產物。對問題的長期探討，是捕獲靈感的最基本條件。這包括要具備一定的專門知識，對要解決的問題進行過反復的思考和艱苦的探索過程，有成功的經驗，更多的是失敗的教訓。珍惜靈感出現(xiàn)的最佳時機經驗告訴我們，靈感往往在經過長期緊張思索之后的暫時松弛狀態(tài)下產生，比如在散步時，或者是上下班的路上，或者是賞花、釣魚、聽音樂時。原型啟發(fā)是一條重要途徑有些日常的事物，對于經過長期緊張的思索之后，由于這些事物與所要解決的問題有相似之處，通過聯(lián)想，給人以啟發(fā)，可以找到解決問題的新方案。擺脫習慣性思維程序的束縛按照固定的思路考慮問題，往往容易使思路閉塞和思想僵化。暫時把問題擱在一邊，就可以擺脫習慣性思維的束縛。隨時帶著紙和筆靈感的出現(xiàn)總是突然的，預料不到的。為了及時捕捉靈感，就要在靈感出現(xiàn)的時候立即記錄下來，有時候記都來不及，就對著錄音機講述錄音。保持樂觀鎮(zhèn)靜的心情焦慮不安、悲觀失望、情緒波動都能降低人的智力水平，影響創(chuàng)造性活動的進行。心胸開闊、樂觀的情緒容易使人浮想聯(lián)翩，創(chuàng)造性思維活躍。靈感往往會這時光顧。最后，還要說明一句，靈感只解決契機(指一事物轉化他事物的關鍵)。創(chuàng)造性成果還要在契機到來之后經過艱苦奮斗方可獲得。鏈接阿基米德古拉國王艾希羅交給金匠一塊黃金，讓他做一頂王冠。王冠做成后，國王拿在手里覺得有點輕。他懷疑金匠摻了假，可是金匠以腦袋擔保說沒有，并當面拿秤來稱，結果與原來的金塊一樣重。國王還是有些懷疑，可他又拿不出證據(jù)，于是把阿基米德叫來，要他來解決這個難題?；丶液?，阿基米德閉門謝客，冥思苦想，但百思不得其解。一天，他的夫人逼他洗澡。當他跳入池中時，水從池中溢了出來。阿基米德聽到那嘩嘩嘩的流水聲，靈感一下子冒了出來。他從池中跳出來，連衣服都沒穿，就沖到街上，高喊著：”優(yōu)勒加！優(yōu)勒加！(意為發(fā)現(xiàn)了)”。夫人這回可真著急了，嘴里嘟囔著'真瘋了，真瘋了”，便隨后追了出去。街上的人不知發(fā)生了什么事，也都跟在后面追著看。原來，阿基米德由澡盆溢水找到了解決王冠問題的辦法：相同質量的相同物質泡在水里，溢出的水的體積應該相同。如果把王冠放到水了，溢出的水的體積應該與相同質量的金塊的體積相同，否則王冠里肯定摻有假。阿基為德跑到王宮后立即找來一盆水，又找來同樣重量的一塊黃金，一塊白銀，分兩次泡進盆里，白銀溢出的水比黃金溢出的幾乎要多一倍，然后他又把王冠和金塊分別泡進水盆里，王冠溢出的水比金塊多，顯然王冠的質量不等于金塊的質量，王冠里肯定摻了假。在鐵的事實面前，金匠不得不低頭承認，王冠里確實摻了白銀。煩人的王冠之謎終于解開了。十、仿生法：就是模仿生物形"、"色”、"音"、"功能"、"結構"等從而發(fā)明創(chuàng)造出新事物的方法。自古以來，自然界就是人類各種科學技術原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在，它們在漫長的進化過程中，為了求得生存與發(fā)展，逐漸具備了適應自然界變化的本領。人類生活在自然界中，與周圍的生物作”鄰居”，這些生物各種各樣的奇異本領，吸引著人們去想象和模仿。仿生學的研究范圍主要包括：力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。附：部分”仿生學”實例蒼蠅與宇宙飛船令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風馬牛不相及，但仿生學卻把它們緊密地聯(lián)系起來了。蒼蠅是聲名狼藉的”逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有”鼻子”，它靠什么來充當嗅覺的呢?原來，蒼蠅的”鼻子"--嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。每個”鼻子”只有一個”鼻孔”與外界相通，內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入"鼻孔”，這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖，送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同，就可區(qū)別出不同氣味的物質。因此，蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。仿生學家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺器的結構和功能，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的"探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上，將引導出來的神經電信號經電子線路放大后，送給分析器；分析器一經發(fā)現(xiàn)氣味物質的信號，便能發(fā)出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內氣體的成分。這種小型氣體分析儀，也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。從螢火蟲到人工冷光自從人類發(fā)明了電燈，生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。在自然界中，有許多生物都能發(fā)光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而且這些動物發(fā)出的光都不產生熱，所以又被稱為'冷光”。在眾多