李瑚
在學習任務緊張而繁重的高三,同學們都在抓緊每分每秒復習,福建省廈門市集美中學的聶玉琦卻請了半天假,接受了本刊記者的采訪。自高三以來,這不是他第一次請假。之前,為了參加第二十三屆全國發明展覽會,他錯過了一次考試,落下了好幾天的作業。
不論時間有多緊張、任務有多繁重,不論經歷了多少次失敗,不論有沒有被關注,聶玉琦總能全身心地投入科技創新活動中,用滿腔熱情去追求自己的夢想。
沒經驗全憑直覺
電動汽車、無人駕駛車、自動化停車場……如今的這些高科技產品七年前就出現在聶玉琦的畫筆下。那時候的他正上五年級,每天中午,同學們都午休了,他卻在本子上涂鴉。他從不臨摹大師的作品,只喜歡畫那些現實生活中沒有的東西。
進入初中后,聶玉琦腦海里積累的奇思妙想越來越多,得知廈門市即將舉辦青少年科技創新大賽后,他想制作一種磁懸浮電梯去參賽。“普通的垂直升降電梯是靠曳引繩來控制轎廂的升降,我想用磁力來控制。”將想法告訴老師后,老師鼓勵他試一試。
想法很美好,現實很骨感。剛開始,聶玉琦在鐵釘上纏上銅絲,將其與電池綁在一起形成磁場,希望通過改變銅絲的圈數來控制磁力的大小以及轎廂的升降,但磁力完全不夠用。之后,他又網購了一塊大功率的電磁鐵,將它固定在電梯頂部,可實驗證明,一塊電磁鐵產生的磁力根本帶不動轎廂的升降。后來,他又將電磁鐵改成螺旋式或履帶式移動的方式,希望通過電磁鐵的移動來控制轎廂的升降……
伴隨著一次又一次的實驗,聶玉琦從初一進入了初二,在制作 20 多個模型后,磁懸浮電梯仍以失敗告終。“那時候的知識儲量和社會經驗都不夠,做事情全憑直覺。”現在回想起來,聶玉琦覺得當時的自己執拗又傻氣,“像進入一種走火入魔的狀態,走在路上也在琢磨這個事,看到什么都想著能不能派上用場。”
有想法就去實現
經歷這次失敗后,聶玉琦像是“開了掛”一樣。護眼除煙除異味激光雕刻機外罩、一種用于探究聲速變化條件的實驗裝置等,幾乎每年他都有新作品誕生。
其中,護眼除煙除異味激光雕刻機外罩是聶玉琦最滿意的,也是他成功制作的第一個較復雜的裝置。在制作磁懸浮電梯時,他經常用到激光雕刻機,每次用完,操作室里都布滿灰塵,充滿嗆鼻的氣味,最少要半個小時才能消散,不僅耽誤時間,還有害人體健康。工廠里的大型激光雕刻機都配有煙塵排放管道,但要在小小的操作室里安裝十幾根排煙管道,難度不小。經過一段時間的觀察和思考,護眼除煙除異味激光雕刻機外罩的設想就出現了。
聶玉琦介紹,該裝置設有一個迷宮型的管道,內設海綿、活性炭和負離子發生器,十分鐘就能將罩內的灰塵和有害氣體消除干凈。為了證明這套裝置的“實力”,在作品制作完成后,他又花了兩個多月的時間測試其性能。他將海綿、活性炭和負離子發生器進行不同組合,把激光雕刻機調到不同功率,測試在不同情況下罩內的氣體濃度和PM2.5,并整理出十多組實驗數據,證明了該裝置的有效性。
那段時間,廈門市初中期末市質檢將近,學習任務特別繁重,每天,聶玉琦要在學校做完作業后再去做實驗,經常到了晚上 11 點多才回家,周末也是帶著作業去實驗室做。“真的超級忙,恨不得自己有三頭六臂。”雖然那段日子過去了很久,但聶玉琦依然印象深刻,他覺得,“人生就是因為一段段努力奮斗的經歷才會更加精彩。”
初中物理教材上寫著:聲音在空氣中的傳播速度是每秒 340 米。但據聶玉琦所知,聲速不是一個固定值,它受很多因素影響。雖然老師說“初中生不用管這么多,等你讀大學再去研究吧”,但他不想等,初三暑假,他開始探究影響聲波在空氣中傳播速度的因素,并琢磨如何把聲速模擬出來。
經過大半年的努力,聶玉琦用實驗證明了聲速與溫度、壓強、濕度的關系,并利用制冷片、加熱體、負壓氣泵、加濕器、干燥機等制作了“一種用于探究聲速變化條件的實驗裝置”,但在調節裝置內部溫度時,由于散熱太快,升溫很慢,導致聲速變化不明顯。然而比賽時間將近,他只能在裝置外面裹上一層厚厚的棉花來提高實驗效果,“裝置的功能沒問題,但外表實在太丑了,最后只獲得第 33 屆福建省青少年科技創新大賽三等獎。”
賽后,聶玉琦再次對裝置進行改進,大大提升了裝置的顏值和實力。機會總是留給有準備的人,改進后的作品最終登上了第二十三屆全國發明展覽會的舞臺,并獲得金獎。
自己的才是最好的
第二十三屆全國發明展覽會持續了三天,聶玉琦花了一整天時間四處參觀,主動和各行各業的參展商交流,了解了指靜脈識別技術、醫用電子直線加速器、最新的 VR設備等科學技術和產品。其中,一位老發明家的研究深深吸引了他,兩人從范德格拉夫靜電加速器聊到以往的發明作品,一聊就是兩個多小時,結束時他們還互加了微信,約定下次再見。
一直以來, 聶玉琦對知識都十分渴望。五年級時,他買了一本《相對論》,花了一年多時間才把書看完,到現在,他已經把書看了三四遍,對其中關于時空的解釋更是熟讀了數十遍。隨著參加的科技活動越來越多,他又自學了 C 語言,閱讀了《概率論與數理統計》《幾何原本》《信息科學中的幾何代數》等書籍。
不管是科技創新還是文化課的學習,每次遇到困難,聶玉琦一定會先自己想辦法解決,實在解決不了才會找老師幫忙。在他看來,“自己琢磨出來的才是最好的。”從小到大,他沒有參加過課外補習班,每年寒暑假,他都是購買教輔資料自學。很多同學在學習中遇到難題時喜歡問他,因為“他說的和老師不太一樣,在給出標準答案之前,他一定會將其中的原理解釋清楚。”
高考臨近,聶玉琦的目標是考上一所理想的大學,關于未來,他有一個偉大的夢想:創辦一所中國版的卡文迪許實驗室,讓大家在一個輕松的環境里,通過自己的鉆研獲取知識、獲得成就。
雖然夢想有點遠,但是,無熱血不少年,無夢想不青春!