百年难题少年破译

作者: 董琳丽;杨力(四川)

李苏苏(中)刘若愚(前)和马悦同学正在调试《驻波实验新装置》

成都锦江中学三学生获世界知识产权金奖

今年9月份,在4年一届的北京国际发明展览会上,爆出一个令人惊喜的冷门——唯一一枚世界知识产权组织颁发的金奖,竟被成都锦江中学3名年仅十六、七岁的中学生获得。

颁奖那一刻,人民大会堂小会议厅响起了热烈掌声,国家科委主任宋健,我国第一位“世界知识产权组织金奖”获得者倪志福以及著名科学家朱光亚等,都掩饰不住内心的激动和欣慰:一个存在于世界基础物理实验领域的百年难题,竟被3名中国孩子以智慧和勇气破译,这枚金奖,价值胜金啊!

是什么将这荣誉赋予了 3个十几岁的孩子呢?

3个孩子——李苏苏、刘若愚、马悦首先向我展示了他们的获奖发明“驻波实验新装置”。装置很简陋:在白色纸屏背景下两个固定的支架拉着一根特制弦线,弦线一端是由电位器、偏心块组成的自制电动设备,一端通过定滑轮连接着弹簧称。整个装置让人一眼看出完全是手工焊接组装的“成果”。然而就是这么一个不起眼的装置,用评奖委员会们的评价说:“将使关于波动理论的基础实验面目一新。”

孩子们解释道:驻波是物理现象中一种特殊的波,由于有着极其广泛的应用价值,是大学基础物理的重要内容。但其教学必备的实验演示装置却长期存在着振源频率难以连续可调、振幅小、所产生的驻波不稳定不连续等问题,因而学生根本无法通过实验直观地认识驻波的特性和规律。“我们的发明却巧妙地破解了这一难题,从而使驻波特性在实验中能够直观、定性定量地观测研究”。

几个中学生是怎么闯入这一高深领域,又是怎么样持之以恒将之破译的呢?

“其实一开始我们并没认为这是什么高深的东西,只是生活中驻波的现象引起了我们的兴趣,是兴趣将我们带进科技发明的大门。”高高个头却一脸孩子气的刘若愚给了我这样一个解释。站在一旁,戴着眼镜模样极学生气的马悦则补充说:初中时,他们3个恰巧都曾在电视上看到这样一个画面,一个珍贵的文物古盆,只要轻轻摩擦盆的双耳,其中盛满的水便会跳跃翻腾,非常奇特,大家一直不知这是什么原因。到高一参加物理兴趣组学习时,才知识这就是驻波现象。听老师介绍,驻波在机械、飞行器、声学仪器振源方面都有广泛的运用意义。

驻波到底是什么呢? 3个孩子急切地想通过实验演示对此观察。可老师却遗憾地告诉他们:这不行!目前国内外高校观察驻波的演示装置还存在着很大缺陷,人们尚无法通过实验认识驻波的特性和规律。

“我们能不能研制出克服这些缺点的实验装置?”失望之余的孩子们却提出了大胆的幻想。

在注重学生素质全面发展,拥有省、市及全国400多次学生科技发明、论文及各项科技制作获奖“战绩”的成都锦江中学,孩子们的建议得到了学校和老师的鼓励和支持。

然而困难是巨大的。高一的他们,从老师那儿找来大学物理教材,便一头扎进了“驻波”里,开始了艰苦的自学。不可怠慢课堂学习,不肯放弃“驻波”的攻关,唯一的选择是更有效地利用时间。“我们只是比别人少了一些休息时间而已。”李苏苏说得挺轻松。

初步掌握驻波知识后,他们开始动手操作。首先从分析传统的驻波演示装置,找到其不足之处,他们决定对驻波振源机构重点攻关。这可非“纸上谈兵”。别的不说,单是固定装置那些不起眼的螺丝钉都怪难人的。

他们从零件的打磨组装开始,反复试验不断比较:弦线由最初的琴弦改为拉力强的飞机模型胶线;振源装置由最初的锯片、铜片到最后选择的共振桥;张力机构从简单的定滑轮到定滑轮与弹簧称的最佳组合……在不断地发现缺点再不断地加以改进后,装置的雏形慢慢地出来了。

看到初期的成果后,三人干劲更大了,只要有空就往实验室钻,有时一干就三四个小时,天黑了才回家。可回想起这段经历,孩子们似乎只有在夜风中边骑车边讨论,街灯掠过眼帘的情景,只有快乐,没有劳累。

发明一天天成熟,孩子们心中的期望也一天天升腾。那一天,“驻波实验装置”在再一次改进后,由他们的指导老师带到北京国际发明展览会上,自信带来的希望虽强大,可毕竟不是成功,当老师在北京的那些日子,三个孩子总是牵挂、担心、盼望,9月14日中央电视台新闻联播传出“'世界知识产权金奖'由'驻波实验新装置'第一发明人李苏苏获得,她是我国第6位获此殊荣的发明家……”

没有太多的惊喜,只是感到付出的努力有了幸运的回报。孩子们冷静、自信、聪慧。当被问到得奖后有什么打算时,三个孩子都说:踏踏实实学习,考上理想大学。话虽平淡,却让人仿佛看到了清晨,一道新升的地平线!

小发明者和他们的指导老师刘明荣