发明与创新是推动人类文明发展的根本动力,也是决定一个国家综合国力的基础要素。机械的发明与创新是人类创造性活动的重要组成部分之一,从原始人类的木棍、石斧、骨针,到中国古代的指南车、天文钟、木牛流马,再到今天的机器人、太空船、登月车……无不包含着机械创新设计的成果。
长期的设计实践使人们体验到,设计工作往往要求有广博的知识、足够的经验和独到的判断力,即使是经验丰富的设计师也很难做到圆满出色的设计,至于初出茅庐者就更为困难了。导致这种困难的原因之一是缺乏把我们引向好的设计的基本指导原理和准则,数学、力学等基础理论已为解决“量的设计”(如确定形状、尺寸等)提供了许多行之有效的方法,但是对于“质的设计”(如功能构建、方案拟订等)还缺乏系统的研究。
历史上许多伟大的发明家如爱迪生、法拉第、瓦特、莫兹利等,他们设计创新的成果流传至今,但当初他们完成这些发明所用的方法和思路却无从查找。爱迪生一生有1 000多件发明,大家称他为“天才”和“发明大王”。人们在想,能否从天才们的创造性思维活动中总结出格式化、实用化的理论条规,以便于常人去掌握、仿效并在设计过程中起到激发创造能动性的作用,从而也可以进行设计创新而不囿于“天才”、经验与直觉。这也是我们在创新实践过程中体验和学习的。
瓦特用30多年的时间,孜孜以求不断改进蒸汽机,如果没有坚强的毅力和强烈的事业心,没有理论的指导和实验的研究,没有设计、试验、制作等方面的动手能力,是不可能取得如此重大成就的。另外,充分运用理论研究、模型实验分析以及综合运用移植、模拟创新原理和方法,对瓦特取得重大突破起了重要的作用。
内燃机的发展过程揭示了科学与生产之间的辩证关系。科学的形成和发展是由社会生产所决定的,但往往科学又走在生产前面,对新的生产技术的诞生起着巨大的引导作用。奥托循环、狄塞尔循环理论产生之后才制造出了实现理论的内燃机,充分说明了科学研究要走在生产的前面,探索、发现新的热力学循环,才能引起内燃机技术新的突破。(www.xing528.com)
奥托煤气机、狄塞尔柴油机的发明,充分说明了“缺点分析,反向创新”原理和方法所起的重要作用。科学技术的发展是继承和创新的辩证统一,新的技术是对原有技术成果的突破,没有对前人的理论、结构、工艺、材料等方面成果的深入分析,没有对前人的继承,不分析它的缺点和弊病,不提出克服缺点和弊病的设想和解决方法,不打破固定思路的束缚,是不可能创新的。
内燃机的发明也说明,任何一种技术都不可能孤立地发展,各种技术是相互依存、相互促进的,内燃机的诞生,需要冶炼技术提供优质钢材,需要各种机床对零件进行精密加工,需要石油工业提供汽油、柴油等燃料。因此,当我们发展一种新技术时,必须认真考虑相关技术的配合。另外,对于一个国家的科技水平,先进和落后在一定的社会历史条件下也可以转化。英国是最早的工业化国家,但蒸汽机的大量使用,使得研究新型内燃机的工作受到了阻碍,而法国、德国由于发明制造出了多种内燃机,产生了许多科学家和发明家,使其科技水平超过了英国。
无论如何,发明必须服务于社会需求,才能获得勃勃生机。18世纪工业革命的技术实质在于用机器代替手工业,然而当时人们用以代替人手操作的机器却仍然是用人工的办法制造出来的。这就形成了一个尖锐的矛盾,不解决这个矛盾,工业革命便无法继续下去。车床之父莫兹利正是敏锐地看到了这一矛盾,并致力于解决这一矛盾,他的发明才会有如此重大价值。此外,创新总是在继承的基础上进行的。要善于综合利用前人的成果,要善于发现创新的主攻方向,当然这都是与经验、技能、知识、视野、洞察力等分不开的,它需要坚毅顽强的探索精神,需要科学理论和实践经验的有机结合。
在技术成为直接生产要素的今天,技术开发具有举足轻重的作用,而技术开发,离不开正确的决策,离不开管理水平和组织能力,离不开集中人力、财力、物力重点攻关,离不开团结协作。如果我们始终努力研制优质产品,取人之长,刻苦攻关就可后来居上。
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