怎樣成為一個(gè)發(fā)明家

§1-4.創(chuàng)造是藝術(shù)，有一定規(guī)律可循、但是沒(méi)有定律。保持好奇；善于觀察；勤于思考；隨時(shí)記錄；加強(qiáng)交流；不斷學(xué)習(xí)；大膽假設(shè)；嚴(yán)密構(gòu)思；邏輯推理；重視實(shí)驗(yàn)；保持自信；絕不迷信。什么是發(fā)明?發(fā)明是原有事物的重新組合？這個(gè)定義不明確，因?yàn)榘l(fā)明一定是重新組合，但重新組合不一定是發(fā)明。泥巴揉一揉重新捏合是發(fā)明嗎？所以沒(méi)有抓住核心或?qū)嵸|(zhì)。根據(jù)事物的規(guī)律（科學(xué)的和技術(shù)的），將原有事物有序地重新組合，使之產(chǎn)生新的功能，才是發(fā)明。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，發(fā)明發(fā)電機(jī)。根據(jù)數(shù)字電路的功能，發(fā)明各種智能控制系統(tǒng)。1.需要性；2.創(chuàng)造性；3.科學(xué)性；4.現(xiàn)實(shí)性?！?-2-1.方便生活的家具、廚具等；陀螺儀的萬(wàn)向節(jié)與兒童用碗的結(jié)合。組合原理手工刨子電刨（電機(jī)+刨子）所謂技術(shù)集成，是指把現(xiàn)有技術(shù)、特別是已經(jīng)成熟的新技術(shù)納入原有產(chǎn)品中來(lái)，形成新的、更好的產(chǎn)品。這是用得最廣泛的創(chuàng)造技法之一。創(chuàng)造性要求并不高，但很有成效。飛機(jī)：技術(shù)集成的典型案例。集成了內(nèi)燃機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)線電、雷達(dá)、鋁合金、鈦合金、碳纖維、……….A.材料—石頭；木頭；青銅；鋼鐵；鋁；塑料；尼龍；鈦合金；碳纖維；石墨烯：未來(lái)的材料。于始8000年前，新石器時(shí)代，磨制石器。于始200萬(wàn)年前，舊石器時(shí)代，刮削器、尖狀器。舊石器時(shí)代的細(xì)石鏟。介于新舊石器時(shí)代之間，突出特點(diǎn)，是盛行幾何形細(xì)石器。石器以石頭為原材料積成

碳纖維最早出現(xiàn)在1880年的美國(guó)，由偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生研制成功，用作電燈泡的燈絲，是隨著電燈泡誕生的副產(chǎn)品。一直到1950年代初隨這空間技術(shù)發(fā)展，需要性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，碳纖維才逐漸為各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所重視。60年代之后獲得迅速發(fā)展。碳纖維的由來(lái)。美國(guó)UnionChuekl公司（U.E.E.）為代表，于1963年開(kāi)發(fā)成功。具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4。碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍。碳纖維是一代增強(qiáng)纖維。

60年代主要應(yīng)用在火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)，到80年代被廣泛應(yīng)用于體育器械、紡織、化工機(jī)械及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。同時(shí)，隨著高性能及超高性能的碳纖維的相繼出現(xiàn)，它應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，如A380、波音777、美國(guó)新型主戰(zhàn)坦克，碳纖維比重占到15%以上。用碳纖維主要應(yīng)用體育于高爾夫棒、網(wǎng)球拍、賽車、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、滑翔機(jī)、人力飛機(jī)、帆船桅桿、摩托車及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀巖頭盔等。一個(gè)原子厚的二維碳單質(zhì)材料一個(gè)原子厚、至今為止最薄的材料。完全由碳原子組成的二維單質(zhì)材料。格晶非常穩(wěn)定、幾乎沒(méi)有缺陷。電阻極低、導(dǎo)電性非常好。至今強(qiáng)度最高、非常堅(jiān)硬的材料。在其中，電子運(yùn)動(dòng)速度最快（可達(dá)光速的1/300）。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來(lái)生產(chǎn)未來(lái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。可以用來(lái)開(kāi)發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料。制造出超堅(jiān)韌的防彈衣。這種物質(zhì)為“太空電梯”超韌纜線的制造打開(kāi)了一扇“阿里巴巴”之門，讓科學(xué)家夢(mèng)寐以求的２．３萬(wàn)英里長(zhǎng)（約合３７０００千米）太空電梯可能成為現(xiàn)實(shí)。B.動(dòng)力畜力；水力；蒸汽機(jī)；內(nèi)燃機(jī)；電力；核動(dòng)力；光電池。飛機(jī)---偵察機(jī)；戰(zhàn)斗機(jī)；轟炸機(jī)；客機(jī)；貨機(jī)；森林消防機(jī)；等等。衛(wèi)星—通信衛(wèi)星；偵查衛(wèi)星；定位衛(wèi)星；遙感衛(wèi)星；氣象衛(wèi)星；航母，軍艦和飛機(jī)的組合。網(wǎng)絡(luò)，電腦和通信網(wǎng)的組合。數(shù)據(jù)鏈，是一種特殊的軍用網(wǎng)絡(luò)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)，多個(gè)衛(wèi)星的組合。有需要、有目的地組合。組合需要解決關(guān)鍵技術(shù)。1909年，法國(guó)人克雷曼.阿德，提出飛機(jī)與軍艦相結(jié)合的概念。1918年，英國(guó)“百眼巨人”號(hào)航母下水。1.4萬(wàn)噸，20架艦載機(jī)。第一艘現(xiàn)代航母。重巡洋艦“賓夕法尼亞”號(hào)從“伯明翰”號(hào)巡洋艦起飛起源于1969年，美國(guó)軍方的一個(gè)課題。源自科研的需要、美國(guó)軍方的需要等.主要用于各個(gè)戰(zhàn)斗平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳遞。主要采用高頻傳播，在視距范圍內(nèi)它可使用特高頻頻段實(shí)現(xiàn)各種作戰(zhàn)平臺(tái)的互連。通常用來(lái)聯(lián)通參加作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)，如海上艦艇、飛機(jī)和岸上節(jié)點(diǎn)。目前使用的數(shù)據(jù)終端有三種類型：一類用于大型飛機(jī)、水面艦艇和接入陸地主網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)施；二類用于作戰(zhàn)飛機(jī)和小型艦；三類用于地面移動(dòng)部隊(duì)和小型無(wú)人駕駛飛機(jī)。

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。銀行（閑錢保值、籌款經(jīng)營(yíng)、銀行獲利）超市（減少員工、減少環(huán)節(jié)、大批進(jìn)貨）股份制（集中閑錢、投資產(chǎn)業(yè)）期貨（套期保值、規(guī)避價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)）保險(xiǎn)業(yè)（分散風(fēng)險(xiǎn)）F1與奧運(yùn)會(huì)（贊助商、廣告費(fèi)、電視轉(zhuǎn)播權(quán)、冠名費(fèi)、門票、F1-商品、奧運(yùn)商品）。主要不是硬件發(fā)明，而是規(guī)則、模式的創(chuàng)新。主要是針對(duì)小發(fā)明的1.缺點(diǎn)列舉法；2.希望點(diǎn)列舉法；3.特性列舉法；4.逆向思考法；5.組合創(chuàng)造法；6.增減中間環(huán)節(jié)法；7.移植法；8.附件創(chuàng)造法；9.分解創(chuàng)造法；等等。2-7-1.缺點(diǎn)列舉法 著眼于已有事物。 任何事物都有缺點(diǎn)，改進(jìn)就是發(fā)明。 例如，分析一臺(tái)電視機(jī)的缺點(diǎn)：頻道太少、體積太大、造型不夠美、不結(jié)實(shí)、太貴、制造太麻煩、修理難以拆裝，等等。各個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)并不出類拔粹，但是綜合性能很平衡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)耐用，故障極少，造價(jià)低廉，威力巨大。世界名槍。缺點(diǎn)1：后坐力與槍托形成力矩，射擊時(shí)槍會(huì)跳動(dòng)，影響瞄準(zhǔn)；缺點(diǎn)2：扳機(jī)把手不在重心下方，需雙手舉槍才能瞄準(zhǔn)射擊。AK47自動(dòng)步槍優(yōu)點(diǎn)：1）槍托與槍管沒(méi)有力臂，后坐力不產(chǎn)生力矩，不會(huì)影響連續(xù)射擊的準(zhǔn)確度；2）槍把正好在重心下邊，可以單手射擊，省力，準(zhǔn)確；這樣，通過(guò)力學(xué)設(shè)計(jì)，就把射擊精度提高了，而不需要提高加工精度、不需要特殊材料。改進(jìn)就是發(fā)明。責(zé)任設(shè)計(jì)師：朵英賢（1932—），男，著名的武器設(shè)計(jì)專家、中國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授。被譽(yù)為“中國(guó)95式槍族之父”和“中國(guó)槍王”。5-10人與會(huì)主持人出題與會(huì)者將缺點(diǎn)寫(xiě)在小紙片上，互相傳閱1-2小時(shí)，其間不得議論別人的想法產(chǎn)生10-100個(gè)缺點(diǎn)會(huì)后由專家整理，分析其可行性，選擇一兩個(gè)既是創(chuàng)造性會(huì)議，又是市場(chǎng)調(diào)查會(huì)議，也是市場(chǎng)心理調(diào)查會(huì)議著眼于未來(lái)事物。例如，對(duì)家用汽車的希望： 冬暖夏涼、空間寬大、座位舒適、可坐可睡、 平穩(wěn)安全、駕駛簡(jiǎn)單、自動(dòng)導(dǎo)航、可以辦公、 有廣播音樂(lè)、有視頻、有冰箱、有微波爐、 可無(wú)線對(duì)話、可知道同伴位置、 可上天飛、可下水漂。 等等。 也可舉行與缺點(diǎn)列舉法類似的會(huì)議。5-10人與會(huì)。主持人出題。與會(huì)者將希望點(diǎn)寫(xiě)在小紙片上，互相傳閱1-2小時(shí)，其間不得議論別人的想法。產(chǎn)生10-100個(gè)缺點(diǎn)會(huì)后由專家整理，分析其創(chuàng)造性、可行性，選擇一兩個(gè)。既是創(chuàng)造性會(huì)議，又是市場(chǎng)調(diào)查會(huì)議，也是市場(chǎng)心理調(diào)查會(huì)議。特性列舉法就是將研究對(duì)象的全部特性一一列舉出來(lái)，然后探討能否改革，以獲得發(fā)明成果的方法。將研究對(duì)象的全部特性列舉出來(lái)，按名詞、形容詞、動(dòng)詞分類整理其特性。名詞特性是指零部件、原材料、加工方法等。形容詞特性是指形狀、色彩、重量等。動(dòng)詞特性主要指功能、作用、性質(zhì)等。

(1)名詞特性。部件：筆桿、筆帽、筆夾、筆芯、油墨、彈簧、筆珠等。材料：塑料、鋁、鋼、不銹鋼等。針對(duì)名詞特性，筆桿是否可加保溫層，使冬天油墨不凝固，書(shū)寫(xiě)流利；彈簧能否固定在筆桿里，以免換筆芯時(shí)失落；油墨顏色單一，能否改作紅、黃、藍(lán)、綠等多種顏色；能否制成可更換筆珠的筆芯？色彩、形狀、長(zhǎng)短、輕重等。針對(duì)形容詞特性，筆桿的顏色可否改變，制成淡綠、豆綠、草綠、天藍(lán)、湖藍(lán)等淡雅的顏色；外形可否按手指壓痕塑形，這樣手感好，不易滑落；筆帽可否做成各種動(dòng)物頭像，供孩子使用？動(dòng)詞特性。書(shū)寫(xiě)、復(fù)寫(xiě)、繪圖、裝飾、禮品等。針對(duì)動(dòng)詞特性，整體結(jié)構(gòu)可否向工藝品方向改進(jìn)，使其具有裝飾效果；可否制成帶有較強(qiáng)磁性的單筆，按摩穴位，治療疾??；可否按工作性質(zhì)的不同，加入放大鏡、比色表、換算公式、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量符號(hào)、反光鏡等，使其具有專業(yè)實(shí)用性等。通過(guò)特性列舉思考，就會(huì)發(fā)現(xiàn)圓珠筆改型換代的潛力很大，可以提出很多革新方案。當(dāng)人們按照常規(guī)思考問(wèn)題時(shí)，常常受到經(jīng)驗(yàn)的支配，不能全面地、正確地分析事物。而倒過(guò)來(lái)想一下，采用全新的觀點(diǎn)看事物，卻往往有所發(fā)現(xiàn)。這種發(fā)明技術(shù)法叫做逆向思考法。早期的圓珠筆研制；解決了許多技術(shù)問(wèn)題；但是筆尖漏油的問(wèn)題一直困擾著發(fā)明者：總是等不到油用完就開(kāi)始漏油了！多方努力不得解決。逆向思維：把油管做短一點(diǎn)，不等筆尖漏油，油就已經(jīng)用完了！當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)解決了。地?zé)豳Y源的利用，是眾所周知的。溫泉水，地下熱水。溫泉浴、蔬菜暖棚、冬季供暖。逆向思維：地冷資源？防空洞的冷氣資源作廉價(jià)空調(diào)。直接利用和間接利用。組合創(chuàng)造法是最通用的創(chuàng)造技法之一，它可以是最簡(jiǎn)單的鉛筆和橡皮的組合，也可以是高科技的電腦和機(jī)床的組合，它是以現(xiàn)成的成熟技術(shù)為基礎(chǔ)的，選題范圍廣，技術(shù)基點(diǎn)低，技術(shù)開(kāi)發(fā)快。組合形式可多種多樣，歸納起來(lái)有下面幾種：利用產(chǎn)品的功能進(jìn)行組合創(chuàng)造，達(dá)到一物多用的目的。如常用的組合工具，一個(gè)手柄配用不同規(guī)格的起子、錐子；集燒、烤、悶于一身的微波爐；試電筆與螺絲刀組合；臺(tái)燈與鬧鐘的組合；可視電話、電話、傳真、打印組合等。把兩種不同性質(zhì)的材料組合在一起，取其優(yōu)點(diǎn)，使性能更優(yōu)越。如羊毛與滌綸組合成毛滌，棉花與滌綸組合成棉滌，把棉布和滌布組合成滌蓋棉，使穿著舒適，牢度加強(qiáng)；化工生產(chǎn)設(shè)備使用的復(fù)合鋼板，就是將不銹鋼板與普通碳鋼軋制在一起，不銹鋼板抗腐蝕，而普通碳鋼則抗破壞。將不同技術(shù)原理結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)某一種功能的組合。例如把電子技術(shù)與弦線機(jī)械振動(dòng)結(jié)合為一體的電二胡和電吉他，又如機(jī)床與電腦結(jié)合的數(shù)控機(jī)床、光電結(jié)合的報(bào)警門鈴、監(jiān)控系統(tǒng)等。

如保溫杯----杯子與保溫瓶膽的組合，電火鍋----電爐與鍋體的組合，音樂(lè)賀卡----賀卡與音樂(lè)盒的組合等。在相片和相冊(cè)之間，加相角，解決了相片和相冊(cè)的連接問(wèn)題。噴霧器----香水噴霧器；農(nóng)藥噴霧器；汽油汽化器。在一個(gè)主要產(chǎn)品上，增加一個(gè)附件，使主要產(chǎn)品具有更加完善的性能。將一個(gè)原有整體式產(chǎn)品，通過(guò)分解，形成一個(gè)新的產(chǎn)品，或者性能更好的產(chǎn)品。我們提及了9條創(chuàng)造技法。還有很多很多。其間也有重疊和相似的部分。日本人總結(jié)了100多條，太多太細(xì)、太繁瑣哲學(xué)！一般認(rèn)為記住10條左右即夠。創(chuàng)造學(xué)發(fā)源于美國(guó)。20世紀(jì)30年代，美國(guó)尼布拉斯加大學(xué)克勞福德提出“特性列舉法”。并首次在大學(xué)開(kāi)設(shè)創(chuàng)造思維類課程。1941年，奧斯本完成并出版了《思維的方法》一書(shū)，第一次面對(duì)世界闡述了創(chuàng)造發(fā)明的思路與方法，從此誕生了新的學(xué)科——?jiǎng)?chuàng)造學(xué)。建立創(chuàng)造學(xué)以來(lái)，先后在歐洲、蘇聯(lián)、日本等國(guó)傳播發(fā)展，1980年代傳入我國(guó)。創(chuàng)造學(xué)界在創(chuàng)造哲學(xué)、創(chuàng)造心理、創(chuàng)造思維、創(chuàng)造原理和創(chuàng)造技法等方面展開(kāi)了深入研究。這是創(chuàng)造學(xué)的核心體系。創(chuàng)造學(xué)居高臨下，將人類創(chuàng)造史中豐富的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，納入自己的理論體系，并對(duì)如何進(jìn)行人的創(chuàng)造性開(kāi)發(fā)獲得了很多積極成果。傳統(tǒng)創(chuàng)造學(xué)比較好地解決了小發(fā)明和商品設(shè)計(jì)的方法問(wèn)題。譬如創(chuàng)造原理、創(chuàng)造技法。例如，著名創(chuàng)造學(xué)家?jiàn)W斯本“檢核目錄法”：能否他用；能否借用；能否改變；能否擴(kuò)大；能否縮?。荒芊翊?；能否調(diào)整；能否顛倒；能否組合；….顯然主要實(shí)用于小發(fā)明。在重大發(fā)明中適合局部思考，但解決不了創(chuàng)造的方向問(wèn)題。我國(guó)創(chuàng)造學(xué)界的代表性著作，魯克成，羅慶生編著，《創(chuàng)造學(xué)教程》。中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)推薦，中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)高校創(chuàng)造教育分會(huì)組織編寫(xiě)?；乇芙忉寶v史上的原創(chuàng)發(fā)明的規(guī)律。整本書(shū)沒(méi)有討論諸如電機(jī)、飛機(jī)、核能、激光、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)這些歷史上重大發(fā)明的創(chuàng)造思維。偶爾提到也是隔靴撓癢。擬歷史、貼標(biāo)簽現(xiàn)象。錫紙圓筒，螺旋桿，帶有尖針和薄膜的圓頭例如，為了說(shuō)明組合法的應(yīng)用，把留聲機(jī)的發(fā)明，歸結(jié)為“錫紙圓筒，螺旋桿，帶有尖針和薄膜的圓頭這幾件如此平常的物品，經(jīng)愛(ài)迪生巧妙組合”的結(jié)果（P191）。難道這就是愛(ài)迪生的創(chuàng)造思維嗎？愛(ài)迪生應(yīng)該首先想到聲音的波動(dòng)本質(zhì)，聲音波紋的存儲(chǔ)和提取方法，放大，等等問(wèn)題。而不是組合。這種說(shuō)法有貼標(biāo)簽的嫌疑。例子還很多。不是哪個(gè)作者的疏忽，而是傳統(tǒng)創(chuàng)造學(xué)的困境。從形式上看，是分解創(chuàng)造。但發(fā)明家是怎樣想的？為什么要這樣做？應(yīng)該是從播放立體聲的效果考慮才發(fā)明的。在軸和輪之間，加滾珠軸承，解決了軸的摩損問(wèn)題。真正的思維是：用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。在舉例說(shuō)明“相似聯(lián)想法”時(shí)，曾舉一例（p123）：“在性質(zhì)和形式上相似的事物之間所形成的聯(lián)想。例如科學(xué)家從質(zhì)量守恒定律想到能量守恒定律，再想到質(zhì)量能量守恒定律，由愛(ài)因斯坦用E=mC2作了完美的表達(dá)。”實(shí)際上，1756年，俄國(guó)化學(xué)家羅蒙諾索夫觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量守恒現(xiàn)象，但沒(méi)有引起科學(xué)界注意；1777年法國(guó)拉瓦錫又得到同樣的結(jié)論，這一定律才得到公認(rèn)。根據(jù)邁爾的假說(shuō)和焦耳的熱功當(dāng)量試驗(yàn)，1853年，焦耳和湯姆孫共同完成能量守恒和轉(zhuǎn)化定律的精確表述。而1905年愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論，更是從研究電磁場(chǎng)傳播規(guī)律得到的。跟質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律無(wú)直接關(guān)系。這幾個(gè)守恒定律根本不是“相似聯(lián)想法”的產(chǎn)物。它無(wú)法正確總結(jié)這些發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)造規(guī)律。這是一個(gè)擬歷史論證的例證。創(chuàng)造哲學(xué)創(chuàng)造思維創(chuàng)造技法創(chuàng)造學(xué)實(shí)際案例案例分析案例分析創(chuàng)造學(xué)：腳踏歷史真實(shí).從實(shí)際總結(jié)規(guī)律.內(nèi)在動(dòng)力美國(guó)著名心理學(xué)家華萊士（Wallas)在研究了大量作家和自然科學(xué)家的發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程后，于1945年提出創(chuàng)造過(guò)程四階段說(shuō)。醞釀期（Incubationstage);準(zhǔn)備期（Preparationstage);明朗期（Illuminationstage);驗(yàn)證期（Verificationstage).主要是從心理學(xué)的角度研究.對(duì)于科學(xué)家和工程師而言,過(guò)于抽象.從實(shí)際出發(fā)、從案例出發(fā)，分析內(nèi)在動(dòng)力，歸納一般規(guī)律?！栋咐治鰟?chuàng)造學(xué)》1820年，奧斯特（H.C.Oersted）發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。1821年9月，法拉第（M.Faraday）重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)電流對(duì)磁極有橫向作用力，使得小磁鐵有繞電流作圓周運(yùn)動(dòng)的傾向。這個(gè)效應(yīng)有使得電流變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)的潛力。如果挖掘這個(gè)“效應(yīng)的潛力”，就可能發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)。根據(jù)這個(gè)效應(yīng)，法拉第設(shè)計(jì)制造了一個(gè)磁棒繞通電導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)和通電導(dǎo)線繞磁棒旋轉(zhuǎn)的對(duì)稱實(shí)驗(yàn)裝置（如右圖）。圖中，左邊的導(dǎo)線固定，當(dāng)導(dǎo)線與水銀接觸而有電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了環(huán)形磁場(chǎng)，使得活動(dòng)磁鐵繞導(dǎo)線不停轉(zhuǎn)動(dòng)；右邊的磁鐵固定在水銀槽里，當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)線接觸水銀表面而有電流通過(guò)時(shí)，因?yàn)榉醋饔?，使得?dǎo)線也不停地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。法拉第設(shè)計(jì)這個(gè)裝置，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生效應(yīng)所需要的條件。法拉第的“電磁旋轉(zhuǎn)”實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)，成為人類歷史上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。此后的各類直流電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)上有了很大變化。結(jié)構(gòu)上的變化，均是為了改進(jìn)實(shí)現(xiàn)條件的方式。譬如永久磁鐵改為電磁鐵，單匝線圈改為多匝線圈，裸銅線改為漆包線，等等。雖然在結(jié)構(gòu)上有了很大的變化，但原理卻沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。只是“條件實(shí)現(xiàn)方法的改進(jìn)”。1）首先是奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，法拉第重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流對(duì)磁極有橫向作用力，使得小磁鐵有繞電流作圓周運(yùn)動(dòng)的傾向。正是這個(gè)“電流產(chǎn)生磁鐵運(yùn)動(dòng)傾向”的效應(yīng)，使得法拉第想到去挖掘它的潛力，實(shí)現(xiàn)了電能變機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)裝置，發(fā)明了世界上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。我們把這種挖掘基礎(chǔ)科學(xué)規(guī)律效應(yīng)潛力的方法稱作“效應(yīng)潛力挖掘法”。一種創(chuàng)造技法。2）為了利用這個(gè)效應(yīng)，建立這個(gè)電磁旋轉(zhuǎn)裝置，需要一定的條件，既要有形成電流的回路，又要可以旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)體和磁棒，法拉第采用了如上圖所示的水銀杯和懸掛結(jié)構(gòu)。這是“條件如何實(shí)現(xiàn)”的思維方法，也是一種創(chuàng)造技法。在后來(lái)的年月里，電動(dòng)機(jī)在各個(gè)方面獲得了巨大改進(jìn)，例如用電磁鐵代替永久磁鐵，用漆包線代替裸銅線，用線圈代替單根導(dǎo)線，等等。我們統(tǒng)稱之為“條件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)法”。1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了變化磁場(chǎng)能夠在封閉電路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，就是著名的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他當(dāng)時(shí)總結(jié)出五種情況下，即變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，都會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。法拉第用一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓盤置于磁鐵的磁場(chǎng)中，并用電流表測(cè)量圓盤邊沿（A）和軸心（O）之間的電流（如圖2）。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，證實(shí)回路中出現(xiàn)了電流。這是歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。1）法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，指出變化磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。作為定律的發(fā)現(xiàn)者，法拉第非常敏感地意識(shí)到，這個(gè)效應(yīng)具有開(kāi)發(fā)成發(fā)電機(jī)的潛力。于是法拉第根據(jù)電磁感應(yīng)定律發(fā)明了世界上第一個(gè)發(fā)電機(jī)，這體現(xiàn)了“效應(yīng)潛力挖掘法”。2）法拉第之所以把發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)成圓盤發(fā)電機(jī)，是因?yàn)樗?jīng)研究過(guò)阿爾果圓盤實(shí)驗(yàn)（1822年），并用電磁感應(yīng)定律對(duì)其作了很好地解釋。在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的金屬圓盤內(nèi)應(yīng)該有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，只要用兩個(gè)電極把電動(dòng)勢(shì)取出來(lái)就行了。這就是“條件的實(shí)現(xiàn)”創(chuàng)造技法。后來(lái)的發(fā)電機(jī)，將金屬圓盤改為線圈，永久磁鐵改為電磁鐵，勵(lì)磁方式改為混激式、自激式和自饋式，等等改進(jìn)，都體現(xiàn)了“條件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)法”。 1）法拉第作為物理學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，但是他沒(méi)有僅僅停留在自然規(guī)律的發(fā)現(xiàn)上。而是非常敏感地認(rèn)識(shí)到，這個(gè)定律的效應(yīng)有開(kāi)發(fā)成發(fā)電機(jī)的巨大潛力。于是他又扮演起發(fā)明家的角色，立刻投入到發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)中去。當(dāng)然，作為物理學(xué)家，他不一定要去開(kāi)發(fā)實(shí)用性的機(jī)械，而只需要研制出原理性示范機(jī)器、能夠?yàn)楹笕酥赋龇较蚓涂梢粤恕?）法拉第發(fā)明電動(dòng)機(jī)，完全是他注意到電流對(duì)磁極有橫向作用力，使得小磁鐵有繞電流作圓周運(yùn)動(dòng)傾向的緣故；而他成功發(fā)明發(fā)電機(jī)，也完全是因?yàn)樗麑?duì)電磁感應(yīng)定律的深刻了解，和對(duì)阿爾果圓盤實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)。并不是因?yàn)樗捎昧恕鞍l(fā)散思維法”，擺脫了傳統(tǒng)思維和經(jīng)驗(yàn)束縛的結(jié)果，更不是采信了外行的新奇建議。如果從發(fā)散思維和收斂思維的觀點(diǎn)看，本案例中，實(shí)際上法拉第是體現(xiàn)了高度的收斂思維，收斂到物理規(guī)律效應(yīng)潛力的應(yīng)用上，并充分利用了他的研究經(jīng)驗(yàn)。這和傳統(tǒng)創(chuàng)造學(xué)的觀點(diǎn)和精神是相悖的。3）在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)后來(lái)的改進(jìn)過(guò)程中，都使用了多匝線圈。這個(gè)技術(shù)改進(jìn)增加了“磁鏈數(shù)”，使得安培電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)的效應(yīng)大大增強(qiáng)。此外在電磁鐵里普遍采用軟鐵芯，使得磁場(chǎng)強(qiáng)度極大增強(qiáng)。我們把這種利用某種結(jié)構(gòu)、某種材料來(lái)增強(qiáng)效應(yīng)的方法，稱作“效應(yīng)倍增法”?！靶?yīng)潛力挖掘法”：挖掘基礎(chǔ)科學(xué)規(guī)律的效應(yīng)潛力的方法?！坝惺裁从茫俊薄皸l件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)法”：實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)產(chǎn)生效應(yīng)所需要條件的方法。“怎么做？”“效應(yīng)倍增法”：利用某種結(jié)構(gòu)、某種材料來(lái)增強(qiáng)效應(yīng)的方法。常常是利用正反饋?！霸鯓痈佑行В俊边@三條創(chuàng)造技法是從物理學(xué)家做技術(shù)發(fā)明、特別是法拉第發(fā)明電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的實(shí)際過(guò)程中提取出來(lái)的。特別適合從基礎(chǔ)科學(xué)規(guī)律出發(fā)來(lái)搞發(fā)明的思路。1905年，愛(ài)因斯坦（AEinstan）發(fā)表了狹義相對(duì)論，提出了著名的質(zhì)能關(guān)系E=mC2.

也就是說(shuō)，質(zhì)量為m的物體，所蘊(yùn)含的全部能量E為mC2.大家知道，光速C是一個(gè)極大的數(shù)字，再平方一下就更加巨大。1克的物質(zhì)所對(duì)應(yīng)的能量是9×1013J.這意味著物質(zhì)中蘊(yùn)含著巨大無(wú)比的能量，這個(gè)潛力是及其誘人的。但是怎樣利用這個(gè)巨大的能量，當(dāng)時(shí)沒(méi)有人知道，愛(ài)因斯坦也說(shuō)，這是一百年之后的事。E=mC2直到1938年，德國(guó)的O.哈恩、F.斯特拉斯曼實(shí)現(xiàn)了重核裂變。邁特納通過(guò)計(jì)算從中發(fā)現(xiàn)裂變后的產(chǎn)物有“質(zhì)量虧損”

Δm.

E=ΔmC2=200MeV所謂質(zhì)量虧損是指在重核裂變過(guò)程中，有一些實(shí)物粒子的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌艿男问结尫懦鋈?。物理學(xué)家對(duì)核裂變的質(zhì)量虧損現(xiàn)象進(jìn)行“效應(yīng)潛力挖掘”，發(fā)現(xiàn)它具有釋放核能的的可能。質(zhì)量虧損200MeV200M