书城科普培养发明与创造的能力(走进科学丛书)
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第43章 李代桃僵

小明的爸爸是个养花迷。家里的阳台上摆满了各种花草,什么文竹、米兰、海棠、杜鹃,还有许多小明连名字也叫不出来的花。有一次,小明的爸爸为了把一株原来种在小花盆里的米兰移植到大花盆里去,就把小花盆敲碎。小明忙问原因。爸爸告诉他,这样做,使得原来花盆中的泥团不会碎掉,可以保护米兰的根系不受损伤。小明望着那只被敲碎的小花盆沉思起来:好好的一只花盆就这么敲碎了,多可惜!有什么办法,既不让泥团碎掉,又不用敲碎花盆呢?

有一次吃早饭时,妈妈剥了一个鸡蛋给小明吃。看着妈妈把蛋壳敲碎,一片一片地剥去,小明突然想到,蛋壳不是可以代替小花盆吗?于是,他找来了一只小鸭蛋,一端开了个大口,把蛋黄蛋清倒出,在另一端开一个小口,再在蛋壳里装入一些培养土,埋进一颗花籽,浇了点水。两个星期后,小苗长出来了,碧绿碧绿的,十分可爱。小明叫来了爸爸,把蛋壳敲碎,一片一片剥去。哈!里面的泥完好无损。爸爸一边将小苗移种在大花盆里,一边说:“这办法真灵,我怎么就没有想到呢?以后可省下我不少钱呢!”在学校的小发明比赛中,小明的“蛋壳花盆”还得了奖。

后来,小明又在“代”字上动脑筋,把一只废可乐瓶的上半部剪去,只留下一个把手形状的部分。底部开一个小洞,学着爸爸的样子在里面种上了一棵吊兰,吊在晒衣架上。一个月后,吊兰那翠绿的枝条从可乐瓶的四周垂下来,随风摇曳,就像开在空中的一朵绿色的大花。

看,本来只能扔到垃圾桶去的可乐瓶代替了花盆。这就是“替代”。

“替代”是我们创造发明时常用的思考方法。

可以这样想:

有什么东西能代替另一件东西呢?如果用别的材料、零件、方法等代替另一种材料、零件或方法行不行?会产生哪些变化?会有什么效果?能解决哪些问题?

在日常的生活或生产活动中,“替代”往往发生在遇到特殊情况下的紧急处理,带有某种“将就”、“无奈”的意味。如在急需喝水时,却没有玻璃杯子,这时稍大一些的瓶盖就代替杯子吧。如大热天缺少凉帽,就随手摘一张荷叶顶在头上吧。但多次的“将就”就引发了人们要主动地“替代”的意识。如刚才提到的瓶盖代杯子,就有人真的把瓶盖做成杯子的样子,它又是瓶盖,又可代替杯子,给旅行的人带来了方便。人们可以这样想,“替代”后是否可以降低成本?“替代”后是否会产生更好的效果?如许多电器过去都是用电子管的,后来,人们发现晶体管能代替它,使得电器发生了革命性的变化。在科技高速发展的今天,新的原理、新的材料、新的工艺代替旧的原理、材料、工艺经常在发生。这种替代推动着整个社会不断地进步。

在生活中用“替代”的方法解决问题的例子是举不胜举的。语文书中学过的《曹冲称象》就是一个。

曹操为了知道大象的重量,叫大家出主意。谋臣们有的说要造一杆大秤,有的说把大象割成一块一块地称。这些人只会用习惯的思考方法想问题,用这些方法去解决特殊问题就显得荒唐可笑。所以曹操直摇头。后来,曹冲想出一个办法,让人把大象牵到船上,在船身刻上装载大象后的水位线,再牵走大象改装石头,一直到船身下沉到刚才画的水位线为止。然后,分多次称出石头的重量,把每次称出的重量加起来,就是大象的重量。曹冲这个办法的实质是“等量代换”。

即:大象的重量=船装大象时排水的重量=船装石头时排水的重量=石头的重量通过排水量相等这一点,巧妙地把大象的重量与石头的重量联系了起来。

在日常生活中,我们可以随时发现不少“替代”的现象。

如药瓶里的棉花垫,现在已被细纸条团或块状海绵所代替,节约了大量的棉花。

又如塑料花代替鲜花,价钱便宜,使用的时间又长。

我们每天要照的镜子,最早是铜的,称为青铜镜。后来被现在的玻璃镜子所取代。

科学家、能工巧匠也常运用“替代”的方法搞创造发明,在创造活动中“代”字成果辉煌。

拿我国古代四大发明之一的造纸来说,在纸发明之前,人们写字或用刀刻在竹简上,或写在丝绢上。刀刻费时间,竹简粗重不易携带。绢又很贵,平民百姓使用不起。于是,人们就寻找代用品,最后找到了植物纤维,终于造出了经济实用的纸。

不少教育家也很注重训练学生用“替代”的方法进行创造性的思维训练与实践。抗日战争时期,著名的教育家陶行知在重庆创办了一所育才学校。当时由于国民党反动派的阻挠与压制,学校的经费非常紧张。有一次,陶先生决定在学校办一个画展,但当时连用来固定作品的回形针也买不起。陶先生就动员大家想办法找代用品。后来,有人利用山区多竹,用一小片带竹节的竹片,在下端剖一条缝,利用竹片本身的弹性夹住画纸,效果极好。于是,陶先生高兴地以这个人的名字来命名这种夹子。

在少年儿童的小发明、小创造活动中,用“替代”的方法而成功的例子也是不胜枚举的。

如有一个同学发现许多用电池作电源的实验小电器没有装开关。使用前,得把两根电线头拧在一起,接通电源;不用时,又得把电线拉开,切断电源。这样,要不了几次,线头就断了。他后来想出一个用揿钮代替开关的办法。他将两根电线头分别焊在两片揿钮上。按上揿钮,电源接通,掰开揿钮,电源又切断了。

又如小王同学,有一次正在看电视剧《西游记》,妈妈却要他托毛线。小王想有什么东西能代替自己的双手呢?他从古代的纺车得到启发,制成了如意托线器。这托线器中间是一个转轴,上面是十字交叉的两根可伸缩的竹竿,竹竿的四个端点上各有一根“]”形的粗铁丝。

这样使用起来,十分方便、灵活,和双手托线相比毫不逊色。从此,小王再也不担心为托毛线而影响做别的事了。

当前,有些学校开展的利用废物制作学具、教具、用具、工具的“变废为宝”活动,不少也是运用了“替代”的思路。因为世界上没有绝对的废物,所谓废物是人们处理不当的资源。通过“替代”可使原来的“废物”产生新的功能。如利用大量废弃的塑料瓶,就可以制成许多实用的东西。