我们把物理学中的一些规律、发现和发明进行归纳和总结,会发现在中国古人的经典论述中已经有所预示,这些预示可以贯穿物理学发展的始终,充分理解和使用这些预示,将对科学的持续发展起到至关重要的作用。两仪:做功与不做功的两种状态发动机的诞生大大方便了我们的生活,无论是蒸汽机还是内燃机,都有太极两仪四象的思想贯穿其中。以内燃机为例,内燃机做功和不做功的活塞的两种状态我们可以称之为两仪,内燃机的四个冲程我们可以称之为四象。吸气、压缩、做功、排气这四个冲程还可以类比春夏秋冬四季,春种,类比吸气冲程,夏育,类比压缩冲程,秋收,类比做功冲程,冬藏,类比排气冲程。农作物种与收是为了维持人类社会持续发展的需求,内燃机的功与休是为了维持动力机械的能源需求,在这里,功与休,种与收,都是两种状态,是两仪,从哲学上讲,也是对立统一、相辅相成、互为因果的两个矛盾体。电动机的设计也与内燃机有相似之处,也分为做功和不做功的状态。有人觉得内燃机和电动机是持续输出能源的,那是因为机械工程师让这种断断续续的状态改变了。另外,人的一生也有类似的经历,我们把人生分为四个阶段:少年、青年、中年、老年。少年类比于春种或者吸气冲程阶段,是做准备的,青年类比于夏育或者压缩冲程阶段,是做出成就前的磨练阶段,中年类比于秋收或者做功冲程阶段,是成果和成就的辉煌时期,老年类比于冬藏或者排气阶段,是静思反省觉悟的良好时机,当然,这里的年龄区分并非绝对,劳动类型不同,智力水平不同,际遇环境不同,这些类比都会发生变化。风力发电机和水力发电机是常见的能源利用机械,风力发电机的叶轮和水力发电机的叶轮设计时也有相似之处,我们可以统称为流体叶轮。通常我们所见到的风力发电机的叶轮都类似于电风扇的结构,并且是一个很大的风扇。从能量的转化的方向来说,风力发电机是电风扇的逆向应用。风力发电机在利用风能时,正面做功,背面不做功,甚至于背面做负功,我们可以把叶片的正面和负面看做两仪。到目前为止,把风能完全利用起来的叶轮还没发明出来,也就是说,即使不考虑摩擦阻力,风能的利用率也不可能百分之百。既然这样,何不仿照内燃机的结构,把叶轮设计成完全做功和完全不做功的两部分?我在指导学生科技创新的过程中,设计出了这种叶轮,并且从理论上证明了这种叶轮效率很高。比如说,中国古代的水车,在上个世纪的农村很常见,这种水车用木质链条将叶片固定,形成一个类似于自行车中连接前后轮的链式结构,下方的叶片在水槽里,在人力的驱动下,水槽里的水不断向上运动,上方的叶片持续归位等待做功,从而将低处的水运送送至高处。在这里,我们将做功的叶片和不做功的叶片看做两仪,做功和不做功分得很清楚,如同内燃机做功和不做功的活塞分得很清楚一般。通过上面所举的例子,我们发现所有的发动机或者说动力机械都可以分为做功和不做功两种情况,也就是两仪。在对动力机械机械进行归纳和总结后,我们发现提高机械效率或者发明新机械的方法只能通过如下途径:1、大其正,小其负。做功的时候正正当当、热情洋溢、斗志昂扬,以风力发电机叶轮举例,叶片做正功时全面做正功,不及其它,叶片做负功时减小受力面,将受力面降至最低,让叶片所做负功趋近于零。以内燃机为例,活塞做正功时全力做正功,不拖泥带水,不犹犹豫豫。活塞不做功时,快速隐藏其影响力,不添堵不添乱,安安静静地等待时机。2、循环往复,相辅相成。要持续稳定地获得能源,绝大多数机械都设计成圆形的结构,圆有始有终,终是始,始是终,犹如太极。太极分两仪,两仪图就像两条相互旋转的鱼,假如我们在两仪图上建立一个平面直角坐标系,我们发现两仪图在旋转过程中,从坐标轴划过的截面与做功的大小正相关。总结:本文通过对蒸汽机、内燃机、风力发电机、水力发电机等做功过程的描述,归纳出做功的过程可以分为两种状态,也就是两仪。太极两仪学说对机械制造、机械效率的提高、新机器的发明有着指导意义。
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