設(shè)計思維的突破

xiaobing86203

車輪一定是圓的嗎,？”
　　你很可能回答，車輪是圓的，這還用說,，常識嘛,！理由幾乎是標準的：圓的半徑處處相等，它保證了車輛行駛時車輪軸線距離地面的等高性,，使車輛在行駛中保持平穩(wěn),。
　　但常識未必為真，是因為在常識中往往隱含了一些“觀念”,、“假設(shè)”和“偏見”,，或因認識所限而長期沿襲，或已為約定俗成而未經(jīng)證實批判,，如假設(shè)了一些隱含的條件,、目標和默認的“公理”等。
　　現(xiàn)在我們來深入剖析“車輪一定是圓的”這一常識,，它隱含著條件：車身固定在位于車輪中心的車軸上,，且車軸到地面的高度不變，地面是光滑平整的,；隱含著目標：保持車的平穩(wěn)行駛,；隱含著“公理”：如果車軸到地面的高度不變，那么車輪一定是圓的,。
　　倘若我們不嚴格遵循上述常識中隱含的假定,，車輪還一定要做成圓的嗎？
車非尋常車：車身平放于車輪上
　　古時候,，人類就學(xué)會用圓木滾輪搬運重物（圖1）,，傳說古埃及人就是利用這種滾輪搬運建造金字塔的石塊的,。這可看成一種特殊的平板車，車的底板平放在大小均勻的輪子上,，因而底板與地面之間各處的寬度一致,，平板車可以在車輪滾動中平穩(wěn)前行。弄清楚問題的實質(zhì)和車輪設(shè)計的新目標,，我們就可將車輪做成所謂“等寬曲線”的各種形狀了,，圖2中的平板車同樣可平穩(wěn)行駛，其右輪即為除圓以外最常見的一種等寬曲線,。

　　所謂等寬曲線,，是指這樣一類平面曲線：不論從什么方向用兩條平行線去夾住它，這兩條平行線之間的距離總是一樣的,。
　　圖2中小車的右輪由三段圓弧首尾連接而成,，被稱為“萊洛三角形”，是機械學(xué)家萊洛發(fā)現(xiàn)的,。如圖3,，分別以正三角形ABC的每個頂點為圓心，以邊長為半徑,，在另兩個頂點間作一段圓弧,，三段弧圍成的圓弧三角形就是萊洛三角形。運用圓的切線知識不難證明萊洛三角形的等寬性質(zhì),，其寬度即為原正三角形的邊長或每段圓弧的半徑,。　

　　簡單而奇妙的萊洛三角形被用于設(shè)計著名的“汪克兒發(fā)動機”的轉(zhuǎn)子,，還可用來制成特殊的鉆頭,，能鉆出正方形的孔（四角呈圓狀）。

路非尋常路：不光滑平整
　　車輪做成正方形,、正三角形等形狀,，這樣的車在通常地面上自然無法平穩(wěn)行駛，原因是正方形,、正三角形中心到地面的距離是不斷變化的,。如果改變地面的形狀，或在地面上設(shè)置某種形狀的專門軌道,，能夠克服這一困難嗎,？在不少不科技館里可以看到，孩子們在一種特制軌道上歡快地騎著方輪自行車,，穩(wěn)穩(wěn)當當如履平地,，毫無顛簸之感，金屬加工真不錯我們在驚奇之余，心中或許會問：這是為什么呢,？這種軌道的形狀是經(jīng)過精心設(shè)計的“懸鏈線”（即一條鏈子自然懸掛,，在重力作用下形成的曲線），雖然凹凸不平,，但正好彌補了正方形車輪中心距離地面的高度大小不均的缺陷 ,。

用非尋常用：不求平穩(wěn)而為獵奇
　　據(jù)報道，2009年,，德國一位綽號“環(huán)法單車賽惡魔”的單車車設(shè)計師迪迪·森夫特展示了他的單車設(shè)計作品：一輛車輪是十邊形和四邊形的自行車（如圖4）,。迪迪·森夫特已擁有大約20個項目的吉尼斯世界紀錄，也是擁有自行車吉尼斯世界紀錄最多的人,。

　　如此別出心裁的多邊形自行車,，固然奪人眼球，但顯然不能平穩(wěn)行駛（網(wǎng)上可見相關(guān)視頻）,。其設(shè)計制造的目的,，并非為了實用，金屬加工真不錯而是滿足個人的好奇心或興趣,，或為了刷新吉尼斯世界紀錄,。甚至還有人設(shè)計出顛簸厲害的方輪汽車，駕駛這種汽車可謂“鍛煉心臟”,。不過,，讓人驚奇的是，它在攀爬布滿碎石的山坡時,，有著不俗的表現(xiàn)呢！
　　綜上,，車輪不一定是圓的,。生活常識有時經(jīng)不住深究和推敲，需要我們學(xué)會質(zhì)疑反思,，對生活常識“去粗取精,，去偽存真”，并充分發(fā)揮想象力,、創(chuàng)造力,，才能揭示常識所含的本質(zhì)和真諦，再加以抽象概括,，形成概念,、法則、規(guī)律等,，在此基礎(chǔ)上形成“健全的常識”,。不經(jīng)批判性思考的常識可能蘊含著謬誤，真理常常在常識之外 。
觀后感：原來車輪真的不一定非要是圓的,，數(shù)學(xué)的神奇再一次震撼了我們,！更深層次的是，數(shù)學(xué)可以培養(yǎng)一個人的理性精神,，不盲從,，不盲信，質(zhì)疑那些經(jīng)不起“深究”“推敲”的常識,、小道消息等,，可以讓我們的生活更加理性。

面壁深功

已經(jīng)經(jīng)典的要變革很難，不過時代變了那也得跟著變,，比如實心車胎

駱歡

贊

15995416516

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

五面怪

圖4是怎么傳動的呢,？動力怎么來的？

韓寒11

膜拜的實心輪胎真心不錯,，再一不用擔(dān)心輪胎被扎了

魍者歸來

現(xiàn)在齒輪業(yè)有三角形的……

淡然

可能在選擇車輪形狀的時候,，先輩們肯定也想過其它形狀，只是這種圓形最適合而已,。

jxkyw

非常有創(chuàng)意,。。,。顛覆了機械沒有創(chuàng)造性的觀念