“重演”中找規(guī)律

王曉曉

潮汐漲落，候鳥遷徙，花開花落，這都是人們習(xí)以為常的周期重演現(xiàn)象。如果對(duì)某些重演現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，你會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在一定的規(guī)律，從而受到啟發(fā)，進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。這種透過重演現(xiàn)象找規(guī)律的發(fā)明方法就是考察重演法。

竺可楨堅(jiān)持觀察

我國(guó)著名科學(xué)家竺可楨能夠在氣象學(xué)領(lǐng)域做出卓越的貢獻(xiàn)，與他堅(jiān)持考察重演現(xiàn)象是分不開的。

竺可楨從青年時(shí)代起，就養(yǎng)成了觀察的習(xí)慣。他每天早晨起床后的第一件事，就是觀測(cè)并記錄氣溫、氣壓、風(fēng)向、溫度等氣象要素。從杭州搬到北京后，他還進(jìn)行物候觀察，并以日記的形式進(jìn)行記錄。在進(jìn)行觀察的同時(shí)，他還閱讀了大量的古籍，將有關(guān)氣候和物候的記載一頁一頁地摘抄下來。

在掌握了大量觀察資料的基礎(chǔ)上，竺可楨對(duì)這些資料進(jìn)行整理和精心研究，發(fā)現(xiàn)了世界氣候存在波動(dòng)的重演現(xiàn)象，并寫了《歷史時(shí)代世界氣候的波動(dòng)》一文。文中，他批駁了那種認(rèn)為“氣候一成不變”的觀點(diǎn)，有理有據(jù)地指出，世界各國(guó)史前時(shí)期和歷史時(shí)期的氣候變化是普遍性的，而且存在一定規(guī)律的波動(dòng)，既不是一成不變的，也不是直線下降或上升。

1972年，他又發(fā)表了《中國(guó)近五千年來氣候變遷的初步研究》，對(duì)中國(guó)氣候變化作了定量分析。這篇論文震驚了國(guó)內(nèi)外氣象學(xué)界，為祖國(guó)贏得了榮譽(yù)。

擺動(dòng)有規(guī)律

就讀于比薩大學(xué)時(shí)，伽利略每周都要到比薩教堂參加祈禱儀式。一天，教堂工作人員為一盞從天花板垂下來的吊燈添完油后，吊燈就在空中輕輕地?cái)[動(dòng)。伽利略被擺動(dòng)的吊燈吸引住了，目不轉(zhuǎn)睛地盯著吊燈，看得出了神。突然，他發(fā)現(xiàn)吊燈來回?cái)[動(dòng)是有規(guī)律的，雖然往返的距離越來越短，但每往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間差不多。

這個(gè)推斷正確嗎？伽利略立刻回到宿舍做實(shí)驗(yàn)。他找來兩根一樣長(zhǎng)的繩子，各墜一塊相同重量的鉛塊，然后將兩根繩頭分別系在不同的廳柱上，把兩塊鉛塊拉到不同的高度同時(shí)放手。

實(shí)驗(yàn)表明，盡管兩個(gè)鉛擺一開始擺動(dòng)的幅度不同，但在相同時(shí)間里擺動(dòng)的次數(shù)一樣。由此，伽利略提出了著名的單擺等時(shí)性原理。根據(jù)這一原理，他設(shè)計(jì)了擺鐘。后來，荷蘭人惠更斯在伽利略設(shè)計(jì)的擺鐘基礎(chǔ)上發(fā)明了世界上第一個(gè)實(shí)用擺鐘，實(shí)現(xiàn)了人類計(jì)時(shí)史上的一次飛躍。

救生衣選橙黃色

海灘、游泳場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生鯊魚傷人事件，這種不斷重演的事件是不是也有一定的規(guī)律呢？

人們發(fā)現(xiàn)被害者大多身著紅、綠、藍(lán)色泳裝，而身著橙黃色泳裝的人常常幸免于難。有人還特意做了實(shí)驗(yàn)：把一條餓了幾天的鯊魚放在池中，輪流把涂有不同顏色的板塊投入池里。結(jié)果，饑腸轆轆的鯊魚每次見到板塊就咬，唯獨(dú)看到橙黃色的板塊立即逃之夭夭。接著，實(shí)驗(yàn)者用黃色光照射水面，鯊魚則躺在池底不動(dòng)。

根據(jù)這種規(guī)律，人們發(fā)明了安全救生衣，這種救生衣的顯著特點(diǎn)就是顏色是橙黃色的。

重演的奧秘

考察重演現(xiàn)象有助于發(fā)明創(chuàng)造，那什么是重演現(xiàn)象呢？它指同一事物或同類事件在一定的時(shí)間、空間里以同一形式或相似的形式反復(fù)地演示。重演現(xiàn)象大體可以分為兩種，一種是連續(xù)性顯示的重演，另一種是離散性顯示的重演。

無論哪種重演現(xiàn)象，都潛藏著某種客觀規(guī)律，考察重演現(xiàn)象，就意味著摸到了某種規(guī)律的觸角。只要認(rèn)真考察，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，就有可能發(fā)現(xiàn)某些科學(xué)現(xiàn)象或做出發(fā)明作品。這就是考察重演法的基本原理。

根據(jù)這個(gè)基本原理，我們運(yùn)用考察重演法進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造時(shí)，仍需將重點(diǎn)放在觀察實(shí)踐上，在實(shí)施過程中，可以按照“發(fā)現(xiàn)重演現(xiàn)象——揭示重演規(guī)律——思考規(guī)律”的步驟進(jìn)行。

同學(xué)們，你們明白了嗎？試著運(yùn)用考察重演法進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造吧。