創(chuàng)新為帆，向夢(mèng)想起航

張艷妮+李瑚

在第32屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽公眾開放日作品展示現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)名為“橋墩受損實(shí)時(shí)撞擊波智能警示裝置”的作品吸引了不少科技愛好者。這項(xiàng)作品歷經(jīng)層層選拔，成為湖南省唯一一個(gè)被選送參加全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽的團(tuán)體項(xiàng)目，并最終在300多個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出，一舉拿下大賽的一等獎(jiǎng)。

看著凝聚了自己與小伙伴們近一年心血的成果獲此殊榮，作為隊(duì)長(zhǎng)的湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)學(xué)生周江盟有說(shuō)不出的喜悅，這份榮譽(yù)也激發(fā)了他對(duì)科技創(chuàng)新的興趣。

物理對(duì)邏輯思維和抽象思維的能力要求較高，這導(dǎo)致許多高中生發(fā)出“物理難”的感慨，甚至想放棄對(duì)物理的學(xué)習(xí)。周江盟卻是個(gè)特例。

自初三起，周江盟便對(duì)物理產(chǎn)生了濃厚的興趣。步入高一后，他主動(dòng)競(jìng)選了班級(jí)的物理科代表，成為老師的小幫手，為同學(xué)忙前忙后，樂(lè)此不疲。此外，他對(duì)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)漸漸達(dá)到了癡迷的程度，在“怡雅杯”第12屆全國(guó)青少年教育機(jī)器人奧林匹克競(jìng)賽暨第32屆ROBO-ONE國(guó)際機(jī)器人競(jìng)賽華中區(qū)選拔賽中，他的作品還獲得了一等獎(jiǎng)。

有興趣作引導(dǎo)，周江盟探知未知世界的欲望也越來(lái)越強(qiáng)烈，他先后購(gòu)買并閱讀了許多有關(guān)物理科學(xué)方面的書籍，如《宇宙學(xué)》《原子物理學(xué)》《天體物理學(xué)》《量子力學(xué)原理》《時(shí)間專輯》《黑洞專輯》等，并找到了自己的精神偶像——霍金?；艚鹕須堉緢?jiān)、對(duì)科學(xué)永不放棄的執(zhí)著精神不僅感染了他，還為他打開了一扇探秘宇宙世界的窗戶。

智能機(jī)器人是各類科技創(chuàng)新大賽的熱門，許多人在選題時(shí)都會(huì)傾向于此。但周江盟在參加科技創(chuàng)新大賽時(shí)，沒(méi)有在自己擅長(zhǎng)的機(jī)器人領(lǐng)域施展拳腳，而是獨(dú)辟蹊徑，另起爐灶。

高二寒假，周江盟與同學(xué)一起學(xué)習(xí)討論時(shí)，突然萌生了一個(gè)想法。湘江流域長(zhǎng)沙段往來(lái)船只較多，加上湖南雨水充足，橋墩被撞擊的事件時(shí)有發(fā)生。放眼全國(guó)，橋墩撞擊事故所造成的影響也不容小覷。那么，可以為此做點(diǎn)什么呢？

周江盟與隊(duì)友調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)實(shí)時(shí)檢測(cè)橋墩受撞擊后情況的手段，橋墩受損程度一般都是通過(guò)例行檢查后，根據(jù)橋墩的形變等進(jìn)行研判，這一過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，存在一定的滯后性。

何不運(yùn)用物理學(xué)中物體相撞產(chǎn)生聲波且每次撞擊聲波不同的原理，輔以頻譜分析，設(shè)計(jì)構(gòu)建一套基于數(shù)字化音頻處理、視頻抓拍撞擊現(xiàn)場(chǎng)、監(jiān)測(cè)橋墩受船只或大型漂浮物撞擊時(shí)情況的智能化研判警示裝置？

有了想法后，周江盟和隊(duì)友們馬上行動(dòng)起來(lái)，于是實(shí)驗(yàn)室、圖書館、大橋下等地方都出現(xiàn)了他們的身影。從構(gòu)思到設(shè)計(jì)，再到制作模型，整個(gè)過(guò)程并不順利——比如頻譜分析要運(yùn)用到電子技術(shù)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他們現(xiàn)階段的知識(shí)范圍，于是他們虛心向指導(dǎo)老師請(qǐng)教、利用各種途徑查詢資料，然后集體討論，不懂再請(qǐng)教、再查詢。

當(dāng)然，他們的付出也得到了回報(bào)。橋墩受損實(shí)時(shí)撞擊波智能警示裝置不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋墩狀態(tài)，準(zhǔn)確判斷受撞橋墩的損傷程度，還實(shí)現(xiàn)了定量分析與定性分析的融合，即通過(guò)對(duì)撞擊波頻譜分析既能判斷撞擊破壞的強(qiáng)弱程度，又能分辨撞擊物是何種材質(zhì)制成的。

周江盟與隊(duì)友們帶著橋墩受損實(shí)時(shí)撞擊波智能警示裝置從市賽到省賽，再到國(guó)賽，一路前行，不斷改進(jìn)，將精益求精的精神發(fā)揮到了極致。

參加市賽時(shí)，橋墩受損實(shí)時(shí)撞擊波智能警示裝置還只是一個(gè)用塑料材料做成的模型。在展評(píng)時(shí)，有人提出質(zhì)疑：“你們這個(gè)作品是假家伙！” 面對(duì)如此犀利的評(píng)價(jià)，周江盟從中聽到的不是挑剔與否認(rèn)，而是誠(chéng)懇與建議。因此，市賽后他與小伙伴協(xié)同合作，加緊趕制，終于在省賽中拿出了“真家伙”。此時(shí)的裝置不僅在材質(zhì)上有了很大改觀，由原來(lái)的塑料變成了水泥，而且撞擊模塊、監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊之間的劃分也更加精準(zhǔn)。

在裝置的優(yōu)化過(guò)程中，大大小小的改進(jìn)不計(jì)其數(shù)，比如外觀的美化，材質(zhì)的改變，從而使裝置模擬更加仿真，數(shù)據(jù)更加可靠。再如頻譜分析的精細(xì)化，更加強(qiáng)了定性分析能力。

沒(méi)有最好，只有更好。在周江盟的心里，任何一項(xiàng)事物都是在不斷摸索中逐步完善的，作品的改進(jìn)本身就是一個(gè)無(wú)止境的探索過(guò)程。

周江盟在小組分工中主要負(fù)責(zé)硬件組裝及演示，在各級(jí)比賽的答辯中，面對(duì)評(píng)委犀利的提問(wèn)，他始終能做到臨危不亂，彬彬有禮地回答，虛心聽取建議，并在后期與隊(duì)友們一起根據(jù)意見對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)。

在高手如云的全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽中，周江盟又從其他人的作品中尋找到新的靈感。激發(fā)他靈感的是一臺(tái)能實(shí)時(shí)測(cè)量土壤濕度的裝置，這臺(tái)裝置的獨(dú)特之處在于，它將傳感器放置在土壤中以測(cè)量土壤濕度，并將數(shù)據(jù)傳輸至App，達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤的效果。周江盟說(shuō)，這種縱向延伸、有機(jī)聯(lián)系可以成為橋墩受損實(shí)時(shí)撞擊波智能警示裝置改進(jìn)的新方向。

思想的產(chǎn)生和深入，來(lái)源于人們對(duì)樸素世界、簡(jiǎn)單問(wèn)題的深入思考。17歲的周江盟覺得自己的思想漸漸變得成熟，尤其是通過(guò)參加科技創(chuàng)新大賽，他更加明確了自己要成為一名物理學(xué)家的終極人生目標(biāo)。endprint