路明

大自然不僅有壯麗的山巒，浩瀚的海洋，蔚藍(lán)的天空，而且在大地的氣象中，還有動物的無窮體態(tài)活躍著，植物的無阻美景裝飾著，不論是空中、陸地還是海洋，到處是生氣，到處是知識。

我們只要仔細(xì)地想一想，那水中的游魚，空中的飛鳥，緩緩下落的蒲公英的絨毛以及牽在樹枝間的蜘蛛網(wǎng)，不都是早在人類之先就應(yīng)用了類似潛水艇、飛機(jī)、降落傘和鏈索橋的原理了嗎？

還有那無知的蝙蝠，它天生就會應(yīng)用“超聲波定位技術(shù)”，雖然在黑暗中飛來飛去，總也不會碰到墻上；那螢火蟲在自已身體里點亮起來的“小燈籠”，卻和人類在本世紀(jì)發(fā)明的“螢光燈”是親屬，同屬于“冷光”光源。自從1895年俄國學(xué)者波波夫發(fā)明了無線電以后，人類才掌握了打電報的技術(shù)，可是生物界有許多昆蟲也許早就會收發(fā)“無線電波——打電報”了，因為它們能在很長的距離問跟蹤并且找到伴侶。

誰能說在人類應(yīng)用和發(fā)明象潛水艇、飛機(jī)、降落傘、螢光燈……等等這些科學(xué)技術(shù)成就的時候，沒有得到大自然的啟發(fā)、沒有學(xué)習(xí)大自然呢？誰能說大自然不是人類許多發(fā)現(xiàn)發(fā)明的思想的源泉呢？

雖然我們每一個人都生活在大自然中，天天看到它，天天摸著它，可是當(dāng)我們看到蘋果從樹上落下來的時候，有誰能和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者——偉大科學(xué)家中頓那樣，對使蘋果落地的是一種什么力量引起了疑問呢？當(dāng)我們面對著金銀銅鐵錫……這樣數(shù)十上百種元素的時候，有誰能和偉大的自然定律元素周期律的發(fā)現(xiàn)者——俄國科學(xué)家門捷列夫那樣想到要去尋找在這些元素中間存在著的互相聯(lián)系的客觀規(guī)律呢？當(dāng)我們看到蒸汽從沸騰的壺水中沖出來的時候，又有誰能和蒸汽機(jī)的創(chuàng)造者——瓦特那樣，想到要去利用蒸氣的力量呢？

這些科學(xué)家是怎樣取得了發(fā)明發(fā)現(xiàn)的偉大成就呢？他們?yōu)槭裁淳湍軓膭e人司空見慣的大自然的平凡現(xiàn)象中得到了啟發(fā)、揭露了客觀事物的規(guī)律呢？曾經(jīng)有人問牛頓，他是怎樣得出萬有引力定律的偉大發(fā)現(xiàn)的。他答道：“經(jīng)常在想它?！卑?，這就是發(fā)明創(chuàng)造的秘密：要做大自然的有心人。

能夠發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)家，確實都是大自然的有心人，都是勤于觀察、勤于思想的人，他們觀察入微，“明察秋毫”，別人沒有注意的，他們卻注意到了。我國的木匠祖師魯班，有一次，在他上山砍伐木料的時候，不小心，手被草刮破了。他低頭一看，嘿！絲茅草，它怎么這樣厲害？他拔起一把，注意觀察，原來草邊上長了曲面，鋒利就在這里。由于絲茅草的啟發(fā)，他作了研究，用同樣的原理，發(fā)明了鋸子，給木匠工作帶來很大的方便。一個普通的蜂窩，這能引起人們多大的注意呢？最多贊賞一番罷了。也許有人注意到了這蜂窩都是些六角柱形的孔洞組成的?？墒羌?xì)心的法國學(xué)者馬拉爾琪，就不是一般的看到蜂窩，他仔細(xì)地觀察了它，研究了每一個由菱形面構(gòu)成的孔洞的形狀。看來，這菱形面組成的角都是一樣大的。觀察恐感不夠，輔之以測量，果然，那菱形面的鈍角平均都是109°28，銳角平均都是70°32。為什么會這樣呢？他沒有找出原因。最后，他忠實地記錄了自己的觀察，留給了后來人。果然這位學(xué)者的觀察結(jié)果，后來竟引起了數(shù)學(xué)上的一件有趣的發(fā)現(xiàn)。那就是物理學(xué)家列奧繆拉從這個觀察結(jié)果中得到的啟發(fā)。他想，是不是蜂窩的特殊的容量是和這固定大小的角度有關(guān)系呢？他就請法國科學(xué)院的數(shù)學(xué)家來幫忙，請他們計算一下，應(yīng)當(dāng)用有什么樣的角度的菱形面，組成路窩那樣的孔洞是材料最少容積最大的？計算結(jié)果證明，這個角就是那實測的數(shù)字，一分不差。

科學(xué)家需要觀察，更需要在觀察時和觀察后去思想，去研究。就說牛頓吧，人們總是喜歡用蘋果落地這件事來概括他的整個發(fā)明發(fā)現(xiàn)的過程。殊不知在此以前，牛頓對“引力”這樣的問題想了怎樣的長久??！他不僅想自己看到的蘋果落地，而且深入研究刻卜勒和伽利略關(guān)于天體運行的思想以及伽利略關(guān)于自由落體加速度和投射物體的拋物線軌跡的實驗。你看他想得多么認(rèn)真。有一個故事說，他牽著一匹馬上山，可是邊走邊想天上的太陽，到山頂時他想騎馬，但他側(cè)過頭來看時，馬卻早已跑了，自己只抓著一個馬鞍。另一個故事說，他有一次請朋友來吃飯，菜已擺好了好久，可是還在室內(nèi)計算月球軌道的牛頓還不出來，他的朋友只好自己動手把那份雞吃掉，把骨頭仍留在盤子里。當(dāng)牛頓出來看見了盤中的骨頭時卻說：“我以為我還沒有吃飯呢，我原來已吃過了?！边@些故事究竟是真是假并不重要，它們不過是說明了牛頓就是這樣一個沉思者。他總是想著星辰的旋轉(zhuǎn)，想著甩動用繩子縛住的石頭，石頭為什么不掉下來？是人手的拉力通過繩子作用于石頭了?？墒鞘忠凰?，石頭就在慣性的要求下飛出去了。是什么力量拉住月球繞地球旋轉(zhuǎn)的呢？是地球的引力！

當(dāng)牛頓確信自己關(guān)于引力的想法是正確的時候，他就努力去證實自己的想法。他第一次計算月球的軌道的時候，由于他利用了別人的不精確的地球半徑的數(shù)字，得出的月球位置和實際不符。然而他一次兩次地去驗算，他算了月亮又去算行星，1672年他終于得出了符合實際的結(jié)果，證明了他關(guān)于萬有引力想法的正確。可是這時牛頓并沒有急著宣布自己的發(fā)現(xiàn)，他仍繼續(xù)觀察和研究了幾年，最后還是由一位朋友硬把他的成果拿去發(fā)表了的。牛頓不僅自己做了大自然的有心人，而且還依靠了前人已經(jīng)筑好的階梯才把自己的思想引上了發(fā)明發(fā)現(xiàn)的頂峰。所以他后來曾經(jīng)謙虛地說：“如果我所見的比笛卡兒要遠(yuǎn)一點，那是因為我站在巨人的肩上的緣故?！?/p>

大自然中有些現(xiàn)象確是坦露的，象蜂窩與蘋果落地那兩個例子一樣，很容易給人注意到。但也有些現(xiàn)象則非是極其細(xì)心的人才可能直接或間接地注意到，而有時光這個現(xiàn)象還不足以引起什么發(fā)明發(fā)現(xiàn)，還必須把這許多類似的現(xiàn)象聯(lián)系起來，加以聯(lián)想，才能最終獲得科學(xué)的創(chuàng)見。

1932年夏天，航行在北極的蘇聯(lián)“塔依梅爾”號探險船上，有一位氣象學(xué)家，在放送探空氣球時，無意把臉貼近了氣球，可是立即就有一股劇痛使他叫了起來，似乎在氣球中發(fā)生了強(qiáng)烈的震蕩?？墒撬?dāng)時沒有再去注意這件事，只是夜間海上起了風(fēng)暴。但這位氣象學(xué)家卻忠實地記錄下了發(fā)生的這些事。

不久，舒來依金院士在翻閱“塔依梅爾”號探險船的航行日志時，注意到了上述那件事的記錄，頓時在他腦海中發(fā)生了這樣的聯(lián)想：氣球的震蕩和夜間的風(fēng)暴有什么關(guān)系？同時他又想到每當(dāng)海上要起風(fēng)暴的前夕，有經(jīng)驗的漁人總是能“未卜先知”地安全地避開。原來這些漁人看到了海灘上的暇兒都急急忙忙跳蹦到海中去了，嬉游在海面的魚兒都趕忙沉下去了，水母也躲開了。這就告訴他，大風(fēng)暴要來了。于是就使這位院士發(fā)生了疑問，魚蝦和水母又怎么能預(yù)知風(fēng)暴的來臨呢？這和那“氣球事件”有無瓜葛呢？

舒來依金院士做了實驗，他把從氣球中發(fā)出的震蕩記下來，發(fā)現(xiàn)這些象是聲波的震蕩總是發(fā)生在惡劣天氣的前夕。終于他研究確定：氣球的震蕩，就是由掀起波濤的風(fēng)的淌流引起的聲波震蕩，不過這風(fēng)的震蕩和氣球的震蕩，都是人耳聽不到的頻率，在每秒20次以下的低聲震蕩。風(fēng)越強(qiáng)，浪越大越頻繁，產(chǎn)生的低聲越強(qiáng)。這種按聲速傳播的風(fēng)的低聲震蕩，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了浪濤的速度，而把暴風(fēng)的警報先預(yù)告給那些能聽到低聲的動物了。

低聲能在水中快速傳播的性能帶來了許多發(fā)現(xiàn)，它不僅能預(yù)報惡劣天氣的臨近，而且還能幫助海上船只覺察那處在地平線后面的，夜間的或者在濃霧中的來船，保證航行安全。因為打在船身上的海浪，以及在海水深處由于航行中的船只的重力而產(chǎn)生的壓力的不顯著的改變，都是低聲的聲源，可以借助儀器收集到。

確實，正象牛頓說過的那樣，我們還應(yīng)當(dāng)“經(jīng)常想到它”——想到大自然，想到怎樣利用大自然的現(xiàn)象為人類造福。

就說雷電吧，霹靂一聲，猶如山崩地裂，就在電光一閃的瞬間，產(chǎn)生了多么巨大的能量，可是怎樣把雷電馴服，變成一個造福人類的力量呢？27年以前，列寧格勒公路學(xué)院的學(xué)生尤特金就經(jīng)常想到這個問題。有一次他在白海彎的海灘上散步，忽然天氣變了，頃刻間烏云密布，雷電交加，只聽“轟隆——嘩啦”一聲巨響，他看到了一個長長的閃電一頭打入白海彎的水中去了，頓時掀起了白花花的巨大水柱。

“能不能利用雷電打入水中所發(fā)生的這股力量呢？”尤特金想到此，回來就做了試驗。當(dāng)他在盛滿水的金屬盤中作兩根電極間的放電實驗時，他高興地看到了水中藍(lán)色閃光的那一刻，一股水柱噴了出來，而且盤底也跟著分裂兩半了。

盤子破了——這不是失敗，卻是成功的開始。成為今天最新的加工方法之一的“液電效應(yīng)加工法”，就是尤特金經(jīng)過多次試驗的成果。這個方法能把電能最簡單最有效最經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。后來人們利用液電效應(yīng)加工法制成了成型、切削、鍛壓、鉆孔、硬化等各種機(jī)械加工工具。我們知道，能夠產(chǎn)生一萬大氣壓的水壓機(jī)足有七、八層樓那么高大，而力量比它大10倍的液電效應(yīng)壓力機(jī)卻只有和普通機(jī)床那么大！把液電效應(yīng)成型器放在制造流線型小轎車車身的模子中，一下子能把一個由復(fù)雜的曲線構(gòu)成的車身“爆炸”出來，這是多么省事的事！

由大自然的現(xiàn)象而啟發(fā)的發(fā)明創(chuàng)造那是很多的。象某些植物能吸取某些元素的事實，啟發(fā)人們發(fā)明了“生物冶金”法。許多有害的昆蟲的趨光特性，啟發(fā)人們發(fā)明了誘捕它們的黑光燈，既消滅了害蟲，又獲得了家禽的飼料。某些動物在冬眠時期抵抗外界惡劣條件能力的增長，啟發(fā)人們發(fā)明了“人工冬眠”的技術(shù)，成功地用于人體手術(shù)。高空的大氣發(fā)光現(xiàn)象的被揭露（在高空中被宇宙線、紫外線等分裂為原子狀態(tài)的氧，當(dāng)重新由原子狀態(tài)結(jié)合成分子時，又放出了射線給于它的能量，發(fā)出了光），使科學(xué)家想到，在未來的宇宙航行中，宇宙飛船有可能把這種原子狀態(tài)的

氧吸入燃燒窒，讓它們在這里結(jié)合成分子，放出推動宇宙船前進(jìn)的能量。

千千萬萬個事實，證明人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，是離不開氣象萬千的大自然的，離不開大自然中的氣體、液體、固體或者礦物、植物、動物這樣一些平凡的東西，離不開水沸，火燒，魚游，鳥飛，蟲爬，獸走，花開，葉落以及吸引和排斥，化合和分解，生長和死亡——這些平凡的現(xiàn)象的。

大自然的知識大門是向著所有有心的人敞開著的，只要我們在改造大自然的同時，學(xué)習(xí)大自然，細(xì)心觀察和刻苦鉆研大自然的現(xiàn)象，那對于我們的科學(xué)研究和發(fā)明創(chuàng)造就都會有巨大的意義。同時我們在改造和研究大自然的過程中也就會增長更多的知識，掌握更多的大自然的奧妙。但是，話又得說回來，立志做大自然的有心人，這還只是一個方面，光有這種精神毅力還不夠，我們還得具備一定的有關(guān)的基本知識。這對于我們鉆研大自然卻是十分重要的。假如我們?nèi)狈σ欢ǖ目茖W(xué)知識，對有些自然現(xiàn)象即使苦思苦想，也恐怕難有所成就。蘋果從樹上掉下來，能夠啟發(fā)牛頓更好地研究萬有引力的問題，就因為牛頓在看到蘋果掉下來以前就已經(jīng)在研究引力的問題，研究刻卜勒和伽利略關(guān)于天體運行的思想，他在這方面已經(jīng)掌握了相當(dāng)豐富的知識。所以他對蘋果落地這樣的自然現(xiàn)象就相當(dāng)敏銳，就能夠和引力的問題聯(lián)系起來加以研究，終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力的定律。但要換一個沒有研究引力關(guān)系和缺乏知識的人來想蘋果落地的現(xiàn)象，也就不一定能想出一個名堂來。牛頓如此，其他一些具有偉大發(fā)明創(chuàng)造的人亦莫不如此。所以我們要有所成就，把我們的理想變成現(xiàn)實，除了要立志做大自然的有心人，孜孜不倦地進(jìn)行思考和研究，同時還要在平時多積累有關(guān)的知識，掌握一定的科學(xué)理論基礎(chǔ)，這樣才能產(chǎn)生良好的結(jié)果。讓我們都來掌握有關(guān)的科學(xué)基礎(chǔ)知識，刻苦鉆研，做大自然的有心人！