往科研篤定前行
——訪湖南師范大學附屬中學唐子璇

本刊記者 李 瑚

唐子璇在實驗室做動態平衡實驗

龍卷火是什么？它是如何產生的？人們可以采取哪些預防措施？為了解決心中的疑問，湖南師范大學附屬中學高三學生唐子璇在一年多時間里，走訪消防隊、請教高校教師、開展模擬實驗、實地采集影像信息，將探究過程整理成上萬字的論文《建筑群龍卷火火災成因及預防研究》。

這次探究活動讓唐子璇體驗到了艱辛，也收獲了滿滿的成就感。“我的作品獲得第40屆湖南省青少年科技創新大賽一等獎。在公開展示期間，很多人來觀看我的展板，其中有一名消防員開玩笑地說‘這項研究很有價值’。”得到了專業人士的肯定，他笑得很開心。

閑暇中探究龍卷火

唐子璇關注火災已經很多年了，自記事起，每次看到相關的新聞報道，他都特別揪心，很想為其做點什么。初三暑假，他決定付諸行動。

在查閱文獻的過程中，唐子璇認識了龍卷火 。“它的形狀像龍卷風，高度可達數十米。雖然十分罕見，可一旦發生在城鎮，就會造成毀滅性的災難，消防救援工作也很難開展。2015年7月，廣州惠城區就發生過一次龍卷火。”龍卷火如此可怕，它的形成原因是什么？

唐子璇帶著疑問繼續查找資料，卻沒有找到答案，因為相關研究太少了，在知網上以龍卷火為主題的文獻搜索結果只有十多條。失落之余，他的心中又燃起了火花：“科學研究不就是為了解決那些難以回答的問題嗎？這正是我想要做的事情啊！”

在學校的物理實驗室，記者看到了幾塊弧形的不銹鋼板和長方形的木板，還有酒精、打火機等，這些就是唐子璇用來尋找答案的工具。剛開始的幾個月里，他嘗試用不銹鋼板、木板組建各種建筑群，模擬龍卷火的形成。

“龍卷火的形成主要是由渦漩氣流引起，與建筑群的結構和空間布局有很大關系。有的建筑群不會引發龍卷火，有的建筑群引發了龍卷火，但現象不明顯、狀態不穩定。”經過反復試驗，唐子璇終于總結出三種易發生龍卷火的建筑群：弧形、四方形包圍狀和火墻形。接下來，他又不斷調整“弧形建筑群”中兩塊弧形鋼板的高度、距離、弧度，以觀察火焰的燃燒情況。在老師的指導下，他還將擋光片、光電門、標高尺、數據采集器等制成一個簡易裝置，利用現代技術分析風速與火焰高度的關系。

唐子璇（右一）向大家演示龍卷火模擬實驗

唐子璇用弧形鋼板模擬建筑群內龍卷火的形成

理論研究必須應用到實際才能體現它的價值。唐子璇利用周末對長沙的建筑群進行影像采集，找到易形成龍卷火的建筑群。經過實地考察與討論分析，他提出重建或增減部分建筑、在風口處設置遮擋物等措施防治龍卷火。

“對于一名高中生來說，這次探究活動涉及的很多知識已經超綱了，但勤能補拙，只要有時間，他就會去做實驗、查資料、請教老師。做實驗很枯燥，他性格沉穩，耐得住寂寞，在實驗室一待就是幾個小時。實驗不可能一次就成功，他心理素質過硬，有一種積極向上、不斷進取的科學態度。”作為這次探究活動的指導老師，鄧放明發現了唐子璇身上很多的閃光點。

創新中收獲快樂

在學校，除了教室，實驗室可能是唐子璇去過次數最多的地方，在這里，他開展了龍卷火的相關探究活動，還與兩位同學制作了一個整合式實驗柜。它的體積不大，可以擺放在教室里，平時用來收納物理實驗器材。上課時，老師把臺面上的展板打開就可以演示實驗，下課后，感興趣的同學不用去實驗室，在教室里就能動手做實驗。

唐子璇坦言：“這個作品的科技含量并不高，但每個螺絲都是我們自己擰上去的，每塊板子都是我們自己切割的。”為了將臺面安裝在柜體上，他們需要在塑料板制成的臺面上打孔。這項工作看似簡單，難度卻很大，往往是孔打好了，塑料板也開裂了。在打破了幾塊塑料板后，他們轉換思路，將臺面材料改為有機玻璃，這才順利將作品完成。

中學的學習任務并不輕松，但唐子璇一直認為，進行科技創新活動不僅沒有浪費時間，還會學到很多知識。“比如，這個作品就讓我認識了一種新材料，也讓我懂得遇到困難時既要堅持，又要想辦法變通。”

唐子璇與爸爸參加2018人工智能與創新教育思享匯

實際上，只要是與科技創新有關的活動，唐子璇都會擠出時間參加。如懸臂梁設計與制作、“生活中的物理”研究性學習、“愛護地球 低碳生活——從節約做起”科技實踐活動等。

有一次，學校舉辦“紙質模型承重設計與制作”活動，要求用A4紙制作承重模型，然后往上面擺放礦泉水瓶，水瓶數量越多，成績越好。“在準備階段，我們做的模型可以承受十多瓶礦泉水的質量，大家都很震驚，也很開心，穩穩的第一名啊。不過，參賽時我們臨時改變結構，本以為會得到更好的成績，結果只放了幾瓶水，模型就塌了。”現在回想起來，唐子璇腦海里都是大家的歡呼聲和惋惜聲，“真是又好氣又好笑！”

生活中培養興趣

對唐子璇來說，興趣是最好的老師。因為對科技創新、科學研究抱著極大的熱情，他才會選擇在實驗室度過無數個周末，夜深人靜時還在琢磨連續性原理、伯努利方程等知識，經歷不斷的失敗后仍能堅持。

興趣的養成與唐子璇的家庭環境有很大關系。“我的爸爸是一名勞技老師，小時候，我覺得他就是個超人，家里有什么需要維修的，他拿出工具箱，一陣敲敲打打就搞定了。”唐子璇笑著說，“學著他的樣子，我也拿著工具箱四處搗鼓，有時候把東西拆壞了，他也不會批評我。”

在爸爸的引導下，唐子璇不僅動手能力強，思維也十分活躍。小學時，他家樓下有一家包子鋪，每天早上，老板都在不停地揭蒸籠蓋，有時候蒸籠疊得很高，把老板的頭都蓋過了。看到這樣的情形，他很擔心老板會因體力不支而失手將蒸籠打翻。有什么辦法可以避免嗎？

唐子璇向爸爸說出了心中的疑惑。爸爸沒有直接回答，而是拿出一張四方形蒸籠的圖片。看到這個四方形的蒸籠，他突然來了靈感：這個形狀和抽屜很像，如果把蒸籠做成抽拉式，就能方便拿取了。有了想法后，他立馬動手制作，經過多次實驗和改進，“抽屜式快捷蒸籠”誕生了，達到了理想的效果。

喜歡做實驗、看科幻電影，關注智能生活和前沿科技，推崇“兩彈元勛”鄧稼先不畏艱難、不迷信權威的科研精神……不知不覺中，唐子璇的生活點滴都和科技創新產生了千絲萬縷的聯系。2019年11月，他被評為“長沙市優秀青少年科技創新人才”，還在全國“明天小小科學家”獎勵活動中榮獲三等獎。而這些并不是他看重的，對于未來，他希望自己能“真正投身到神秘而偉大的科學研究中”。

唐子璇參加第19屆“明天小小科學家”獎勵活動