“重演”中找規律

王曉曉

潮汐漲落，候鳥遷徙，花開花落，這都是人們習以為常的周期重演現象。如果對某些重演現象進行深入研究，你會發現其中存在一定的規律，從而受到啟發，進行發明創造。這種透過重演現象找規律的發明方法就是考察重演法。

竺可楨堅持觀察

我國著名科學家竺可楨能夠在氣象學領域做出卓越的貢獻，與他堅持考察重演現象是分不開的。

竺可楨從青年時代起，就養成了觀察的習慣。他每天早晨起床后的第一件事，就是觀測并記錄氣溫、氣壓、風向、溫度等氣象要素。從杭州搬到北京后，他還進行物候觀察，并以日記的形式進行記錄。在進行觀察的同時，他還閱讀了大量的古籍，將有關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上，竺可楨對這些資料進行整理和精心研究，發現了世界氣候存在波動的重演現象，并寫了《歷史時代世界氣候的波動》一文。文中，他批駁了那種認為“氣候一成不變”的觀點，有理有據地指出，世界各國史前時期和歷史時期的氣候變化是普遍性的，而且存在一定規律的波動，既不是一成不變的，也不是直線下降或上升。

1972年，他又發表了《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》，對中國氣候變化作了定量分析。這篇論文震驚了國內外氣象學界，為祖國贏得了榮譽。

擺動有規律

就讀于比薩大學時，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擺動。伽利略被擺動的吊燈吸引住了，目不轉睛地盯著吊燈，看得出了神。突然，他發現吊燈來回擺動是有規律的，雖然往返的距離越來越短，但每往返擺動一次所用的時間差不多。

這個推斷正確嗎？伽利略立刻回到宿舍做實驗。他找來兩根一樣長的繩子，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放手。

實驗表明，盡管兩個鉛擺一開始擺動的幅度不同，但在相同時間里擺動的次數一樣。由此，伽利略提出了著名的單擺等時性原理。根據這一原理，他設計了擺鐘。后來，荷蘭人惠更斯在伽利略設計的擺鐘基礎上發明了世界上第一個實用擺鐘，實現了人類計時史上的一次飛躍。

救生衣選橙黃色

海灘、游泳場經常發生鯊魚傷人事件，這種不斷重演的事件是不是也有一定的規律呢？

人們發現被害者大多身著紅、綠、藍色泳裝，而身著橙黃色泳裝的人常常幸免于難。有人還特意做了實驗：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。結果，饑腸轆轆的鯊魚每次見到板塊就咬，唯獨看到橙黃色的板塊立即逃之夭夭。接著，實驗者用黃色光照射水面，鯊魚則躺在池底不動。

根據這種規律，人們發明了安全救生衣，這種救生衣的顯著特點就是顏色是橙黃色的。

重演的奧秘

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

無論哪種重演現象，都潛藏著某種客觀規律，考察重演現象，就意味著摸到了某種規律的觸角。只要認真考察，進行實驗探索，就有可能發現某些科學現象或做出發明作品。這就是考察重演法的基本原理。

根據這個基本原理，我們運用考察重演法進行發明創造時，仍需將重點放在觀察實踐上，在實施過程中，可以按照“發現重演現象——揭示重演規律——思考規律”的步驟進行。

同學們，你們明白了嗎？試著運用考察重演法進行發明創造吧。