蘭從古
巧手愛發明 在發明的過程中,對一些用常規思路難以解決的問題,反向尋求解決方法,這種動腦過程叫逆向思維。下面幾個實例,可以讓大家理解怎么靈活運用逆向思維。
★屬性逆向
波輪洗衣機脫水缸的轉軸是軟的,被手輕輕一撥就東倒西歪,在高速旋轉時卻非常穩,能產生良好的脫水效果。
當初在設計時,為解決脫水缸顫抖等問題,設計者想了許多辦法:先加粗轉軸,無效;后加硬轉軸,仍無效。最后,他們干脆棄硬就軟,用軟軸代替硬軸,成功解決了顫抖等問題。
點評:轉軸由硬變軟,是對部件材料屬性的反向選擇,很好地解決了技術難題。
★方位逆向過去的破冰船靠自身重量壓碎冰塊,因此其頭部必須用高硬度材料制作,船體笨重且轉向不便,最怕水流側向而來。
針對這種弊端,科學家對破冰船進行改進,讓船能潛到水下依靠浮力向上破冰。新的破冰船非常靈巧,節約了大量材料,安全性也明顯變好。它遇到堅厚的冰層,能像海豚那樣起伏前進,省力省時,破冰效果非常棒。
點評:由向下壓冰變為向上頂冰,作業方位調換,帶來造船簡化和破冰奇效。
★動態逆向
1994年,我國T程師蘇衛星發明兩向旋轉發電機,獲中國高新科技杯金獎,并受到聯合國相關組織關注。
發電機由定子和轉子等部件構成,發電時,定子通常不動,轉子動。而兩向旋轉發電機發電時,定子和轉子同時相向運轉,相當于大幅提高轉速,發電量相當于4臺普通發電機的發電量。
點評:定子由靜止到運轉,運動狀態發生變化,極大地提高了發電機發電效率。
★狀態逆向
燈泡曾經有一個致命傷——在使用時,鎢絲發熱,會與空氣中的氧氣發生化學反應并生成氧化鎢,而氧化鎢比鎢易汽化,這會導致鎢絲很快熔斷。要解決這個問題,人們通常是設法讓燈泡內部成為真空,隔斷氧氣與鎢絲接觸。
有人的思路卻與此相反。他將氫氣、氮氣、二氧化碳等常見氣體分別充人燈泡,觀察它們在高溫下是否容易與鎢絲發生化學反應。在發現氮氣不易和鎢絲發生化學反應后,他便指出將氮氣充人燈泡可以有效延長燈泡的壽命。后來,科學家發現氖氣、氬氣等惰性氣體也不易與鎢絲發生化學反應,也可以被充人燈泡。
點評:讓燈泡由空到不空,以狀態的逆向改變達到保護鎢絲的目的。
★因果逆向
1820年,丹麥物理學家奧斯特發現“電生磁”現象。英國物理學家法拉第很感興趣,根據當時盛傳的辯證思想,想到:既然電能生磁,那么磁應該也能生電。他從1821年開始實驗,屢敗屢戰……10年后,他在一個新設計的實驗中把磁鐵穿過閉合線路,結果測試電流的儀表指針發生微弱擺動——電流產生了1
1831年,法拉第用實驗揭示電磁感應定律。第二年,發電機被發明,人類生活從此產生了深刻變革。
點評:電生磁,磁生電,因果關系顛倒,帶來了新發明。
★原理逆向
起初的除塵器是吹風式的,使用時吹得房間內塵土飛揚。對此,英國工程師布斯想:讓它吸塵行不行呢?他立即著手實驗,將灰塵灑到地毯上,然后用紗布捂住嘴,趴在地上使勁吸氣,結果灰塵被吸到紗布上了。
后來,布斯經過反復實驗,終于發明真空吸塵器。它工作時不會污染環境,很快被投入市場。
點評:改吹為吸,設計原理逆轉,使用效果得到了改善。