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四两拨千斤

——揭开小手机吊起大冰箱的奥秘

研通社记者  张敏  于红娇

  手机中小小的震动马达能吊起60公斤重的大冰箱吗?仅在体积上的悬殊就让人捏一把汗。而清华大学的师生们通过奇思妙想赋予小手机以大力量,让它创造了一个小小的奇迹。
 
  一段名为《国人版生活大爆炸——清华怪才实现手机吊冰箱》的视频,记录了清华大学航空航天学院研究生梁斌和熊鹏飞利用手机提供的动力吊起重达60公斤的冰箱的全过程,吸引了网民的广泛关注。这段视频在主要门户的微博平台、开心网、人人网,包括天涯、猫扑等各大论坛被广泛传播,视频及相关新闻点击量超过千万次,它也引起了包括湖南卫视、北京电视台、新京报和路透-TV等媒体的关注。
 
  近日,记者采访了奇迹的创造者——清华大学航空航天学院高云峰副教授和学生梁斌,揭开了小手机吊起大冰箱的奥秘。
 
  小手机“挑战”大冰箱
 
  人才培养一直是清华大学的中心工作,建设“第二课堂”成为清华大学培养学生创新能力的一种有效途径。2003年,高云峰老师负责的“理论开放实验室”成立了。从此这里成了播种“异想”的沃土,在辛勤的耕耘之后,高云峰老师和他的学生们收获了“天开”的果实。
 
  “2010年11月中旬,我们设计策划了一个‘异想天开’的活动,带领学生把手机改造成一台世界上最小的起重机。”高云峰老师笑着说。这个看似略带游戏性质的的想法却对风力发电领域中遇到的问题产生了启发作用。“目前的风力发电需要很大的风力才能使装置开始工作,所以大部分地区不适合风力发电。而‘手机吊冰箱’的核心装置是把动力放大,如果深入研究和开发,利用微风发电,把大面积区域的微风能量收集起来,效果是可观的。”
 
  有了想法,就要开始行动。“在老师的指导下我们确立了实验方案,首先是寻找手机中的震动马达,利用它做功时产生的动力作为吊起重物的动力源,然后在手机里安装第三方智能程序(APP)保证动力的持续提供,接下来是要制造一个‘超级减速器’以达到将手机马达的动力放大10万倍的效果,最后就是‘手机吊冰箱’的实现过程。”梁斌有条不紊地介绍着他们的实验步骤。整个实验的重点是设计制造“超级减速器”,市场上没有现成的减速器产品可以供实验使用,于是高云峰老师带领着同学们自己设计“超级减速器”。“我们确立了很多种方案,通过不断地实验,最终把工业变速器和玩具变速器连接在一起,做出了我们所需要的10万倍的‘超级变速器’。”高云峰老师说。
 
  看着“超级变速器”的齿轮流利顺畅地转动,听着它有力地发出略带节奏的声响,同学们松了一口气,心中掠过了小小的成就感,他们离最终的目标又近了一步。
 
  为了赶时间,高云峰老师和他的学生在课余时间和晚上加班加点。他们在写字板上讨论实验原理、实验方法,写字板上留下的凌乱的公式和示意图记录了他们的思想;他们在机床隆隆的声响中车削、焊接,制造“超级减速器”,昏暗的灯光中有他们忙碌的身影,甚至有两次他们留宿在了办公室里。
 
 
不到两个手机尺寸大小的实验装置
 
  当所用的实验器材都准备就绪之后,最后见证奇迹的时刻到了,“3、2、1,开始”,大家屏住呼吸,只听到齿轮丝丝作响,钢丝渐渐绷紧,同学们的心也紧紧地绷着。当庞然大物的冰箱终于屈服于在小小手机面前、离地悬空时,同学们提着的心也落了地,他们微笑着击掌庆祝他们的成功。
 
  “虽然中间很辛苦,也面临失败的可能,但是最终的结果很完美。”高云峰老师欣慰地说。
 
 
梁斌和熊鹏飞在湖南卫视百度沸点节目现场做展示
 
  实践出真知
 
  “手机吊冰箱”仅是高云峰老师负责 的“理论开放实验室”中众多实验项目中的一个。其他的实验项目,还有诸如“纸桥过车”——使吉普车顺利通过用一吨废报纸做成的六米长、离地面两米高的纸桥;“弹簧秤秤大象”――用5公斤量程的弹簧秤称出几吨重大象的重量而误差只有20公斤;“纸船载人”——在用200公斤的报纸做成的纸船上进行速度和载重比赛等等。“举行这些活动的目的,是启发学生如何巧妙利用很简单的工具和材料,完成一些‘看上去不可能完成的任务’。学生经过这样的锻炼,以后如果碰到一些很困难的事情,也许通过巧妙的设计就可以完成,而不会轻易放弃。”
 
  高云峰老师认为“实践出真知”,创新不是一句悬在空中的口号,而是来自学生脚踏实地的实践。“在信息不断开放的今天,学生能自主地查阅和学习相关的文献资料、理论知识,但更重要的是理论在现实社会生产生活中的应用。面对实际问题,学生能否自主处理,这是教育需要关注的地方。在这一点上,清华大学为学生们提高了良好的环境。”
 
  多年来,清华大学积极开展覆盖全校主要学科的学术科技竞赛,并鼓励学生参加国内外的科技竞赛。同时学校逐步建立了较为完善的学生课外学术科研项目支持计划,例如大学生科研训练计划、实践调研创新平台、SRT挑战杯专项等。学校还通过举办“良师益友、学术新秀”等评选活动、校内和国际博士生论坛和学术沙龙并邀请名师名家主讲“学术人生”讲坛,为拔尖创新人才培养工作搭建起了良好的学术交流平台和创新文化。
 
   (编辑 襄桦)

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2011-03-07 14:37:03]
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