科学思维养成记第二讲：合理创新

        什么叫创新？可爱的孩子告诉我创新就是发明以前没有的东西。当我展现下面的这些图片时，所有孩子都摇头，NO, NO ,NO ,这不叫创新。

        是的，这不叫创新，这叫山寨。

        什么是创新？创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,本着理想化需要或为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。

        可见创新始于思想（思维模式）——在客观现实中实现（利用现有的知识和物质）——并产生有益的效果。

        目前几乎所有的教育机构，都会宣传培养孩子的想象力创造力，可见全社会都意识到创造性思维的重要性。但是！这只是创新的第一步。如果说创新是场接力赛的话，第二棒在客观世界中实现也很重要哦。下面以飞机为例说说如何将想象力与客观世界相结合。

        这是人类最早设计的飞机的样子，人们想象着飞机应该像鸟一样，有对大翅膀。可惜根据当时人们对客观世界的了解不足以支撑起这样的设计。可见对客观世界的了解是将创造力变成现实的基础。任何创新都要以当前科学发展为基础。太超前的设计因为没有相应的技术支持只能搁置。由于人类没有鸟一样轻盈的骨骼、发达的肌肉、和光滑的流线型身体。因此，想要像鸟一样扑打着翅膀飞上天是不可能的。17世纪意大利科学家博雷利，从生物力学的角的证实了这一点，人类模仿鸟类飞行的努力是不可能成功的。因此接下来两百年的时间里人们对飞行器的研究都集中到了热气球上。

 

         人们发现了空气的热胀冷缩原理，利用这个原理发明了热气球。将人类带到了天空。可惜热气球只能随风飘，不能控制方向。于是人类继续探索更大的可能。

1903年12月17日，莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号” 在美国北卡莱纳州试飞成功。

莱特兄弟首创了让固定翼飞机能受控飞行的飞行控制系统，从而为飞机的实用化奠定了基础，此项技术至今仍被应用在所有的固定翼航空器。莱特兄弟的发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活。从煽动翅膀的飞机到固定翼飞机中间有个重要的转折点，那就是伯努力方程的出现。(伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程，这个理论是由瑞士数学家丹尼尔第一·伯努利在1738年提出的，当时被称为伯努利原理。后人又将重力场中欧拉方程在定常流动时沿流线的积分称为伯努利积分，将重力场中无粘性流体定常绝热流动的能量方程称为伯努利定理。这些统称为伯努利方程，是流体动力学基本方程之。)想要理解伯努力方程并不难，想一想飞机是怎么飞上天的？先加速对不对？飞机速度越快，吹向飞机的风就越大。当速度足够快时，飞机抬起头，风吹着飞机的翅膀将飞机托起。因为飞机的机翼是给飞机提供升力的，也叫做升力面。

 人类模仿鸟类飞翔虽然没有成功，却发现鸟类的翅膀不仅提供动力，还提供升力。英国的乔治·凯利从中国的竹蜻蜓上受到启发，提出通过固定翼提供升力的想法。1849年凯利制造了一架三翼滑翔机，让一名10岁小孩乘坐它从山顶滑下，实现了人类历史上第一次载人滑翔飞行。由于当时没有轻质量的发动机，凯利无法实现自带动力的飞行梦想。凯利去世半个世纪以后，莱特兄弟实现了他的遗愿。莱特兄弟是研制飞机的先驱中最幸运的两个人，为什么真么说呢？因为他们出生的足够早，飞机还没有被发明出来，当然，他们也出生的足够晚，以至于凯利的理论和奥托的内燃机都已经为他们准备好了，还有比他们更有希望制造出，自带动力的固定翼飞机的德国发明家奥托·李林塔尔，在一次试验中不幸丧生了。至今依然有很多德国人认为是李林塔尔最先发明的飞机。所以同学们，当你们遇到德国人就不要说莱特兄弟发明了飞机，免得打起来。李林塔尔的飞机摔下来是因为多计算了60%的升力，这是莱特兄弟发现的并且修正了过来。并且两兄弟有系统的研究方法，非常注重空气动力学的学习。他们进行大量的风洞试验。与其说莱特兄弟生逢其时，不如说他们具备了专业的科研人员该具备的科学素养。根据莱特兄弟的事迹，我们总结成一句话，那就是：一项大的发明往往包含很多领域的科技成果，创新要根据现有的技术条件才有可能实现，当所有的条件都具备的时候要像莱特兄弟一样，严谨专业的对待科研才能成为科技的领航者。

 最后再来谈谈创新的第三点：“为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为”。说的直白一点就是创新的东西要具有实用性。我们接着用飞机举例，固定翼飞机发明以后，逐渐进化到我们现在用的喷气式飞机、螺旋桨飞机、还有最近几年很火的无人机。三种飞机都有不同的特点、用途。喷气式飞机借助风的力量，因此载重量大，飞行距离远，缺点是需要跑道，起飞降落时对条件要求较高。直升机载重量适中，起降方便。无人机飞行稳定性好，容易控制，缺点是载重量飞行距离都很小。假如我们要往灾区运送物资，请问那种飞机会更适合呢？如果婚礼拍照，需要那种飞机呢？当你出国旅行时乘坐哪种飞机呢？我相信同学们都知道答案。实用性是创新成为现实的最后一步。看似简单其实并不简单，否则就不会有那么多的发明专利石沉大海，不被市场接受了。

 我们总结一下创新的三要素：美好的创意—能在客观世界中实现—并且具有很强实用性。

 同学们，你们有没有想当发明家的愿望呢？如果有，那就从现在开始学好每一个理论知识，要将它们理解透彻，这些都是你的台阶，踏着前人智慧的结晶才能到达更远的地方，才能实现心中梦想。创新绝不是只有想法就可以的，将想法变成现实，并且得到应用的人才是真正的牛人。