發明技法——結構逆向法

小典故

現代書寫方式

清末，一些知識分子學習西方文化，經常引用外文、阿拉伯數字等，漢字豎寫就顯得很不方便了。并且，當漢字豎寫到下一列時，袖口或手腕就會碰到前一列的墨跡，人們往往提著袖子。于是，知識界開始提倡漢字改革，力主改變傳統的豎列書寫方式，就形成了現在從左到右橫寫的書寫方式。

中國古代的書寫方式一般都是從右到左豎著寫，在某種程度上是古人使用竹簡而延續的一種習慣。而現代書寫方式正好與此截然不同，它將豎寫改為橫寫，將從右到左更改為從左到右。這是采用結構逆向法的典型案例——通過書寫的“橫”“豎”轉換，“左”“右”轉換，不僅方便了書寫，而且便于閱讀。

結構逆向法

結構是指組成整體的各部分上下、左右、前后、粗細、長短等的搭配和安排。結構包括人體、植物、原子、語言、建筑、機械、經濟結構等。

結構逆向法是指從已有的事物（或系統）結構的逆向形式去設想，以尋求解決問題新途徑的發明方法。

逆向思維中“形體轉換、結構顛倒”的方法在發明創造中的應用是極其廣泛的。

自行車變速系統 變速自行車的變速系統作用，就是通過變速排檔改變鏈條和前、后大小不同齒輪盤的配合來改變車速快慢，以適應不同的路況和騎車人的體力的。其采用的“結構逆向法”，體現在前齒盤大小和后齒盤大小配比變化的可操控上。當前齒盤越大、后齒盤越小時，腳蹬時越感到費力，適合下坡加速。當前齒盤越小、后齒盤越大時，腳蹬時越感到輕松，適合上坡省力。

活字印刷 活字印刷是由北宋平民發明家畢升發明的，是我國古代四大發明之一。畢升在實踐過程中發現，雕版印刷的刻版費時費工、很難修改，版片存放占用空間大。于是，他經過反復實驗，用膠泥做成一個個規格一致的毛坯，在一端刻上像銅錢邊緣的厚度一樣的反體單字，用火燒硬，成為單個的膠泥活字。在制版時，只需將準備好的足夠單個活字進行拼版即可，大大地加快了制版時間，提高了印刷的效率。該發明從“整體”雕版向“零散”活字的轉化，充分體現了“結構逆向法”的特點。

中國算盤 在某種程度上來說，算盤對世界的貢獻要大于四大發明。 算盤起源于一種用竹簽做籌碼的“籌算”，后來又發展到一種十珠的“算盤”。到了漢代，就出現了中梁以上一珠當五、中梁以下一珠當一的現代算盤雛形。從此可以看出，中國算盤的發明即“結構逆向法”的典型案例：從算籌到算珠的“整”“零”轉變、從“一珠當一”到“一珠當五”的“多”“少”轉換等結構的變化。

兒童玩具用安全螺絲刀 我們日常所見的螺絲刀刀桿較長、手柄相對較細，適合成人使用，而對兒童來說，卻有較大的危險性。2011年3月，在第二十六屆大連市青少年科技創新大賽中獲三等獎的發明作品“兒童玩具用安全螺絲刀”，運用了“結構逆向法”，縮短了螺絲刀桿的長度，并適當加粗了螺絲刀柄，可以減少學生因使用普通螺絲刀而造成傷害的程度。

（作者：遼寧省大連市第十九中學教師）