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发明与创新（下旬刊）

发明与创新（下旬刊）

2026年05期

《发明与创新?学生版》杂志是中国发明创新专业期刊，是湖南省惟一一份青少年科技创新辅导期刊。杂志以培养学生创新能力、激发学生创造发明兴趣、提高学生动脑动手能力、拓宽学生科技创造知识面、指点学生如何创新与发明、提供学生科技创新作品发表的舞台、提高学生整体素质为办刊宗旨。

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开卷有益 | “新”思启未来

开卷有益 | “新”思启未来

在办学治校过程中，我始终秉持这样一条教育理念：教育不是“填鸭式”的灌输，而是“适性化”的唤醒。科技教育正是唤醒学生好奇心、培育其创新能力的核心载体。科技教育最忌“断层”与“脱节”。我们根据学生的成长规律设计课程：一、二年级通过“机械启蒙”“初识3D打印”等课程播下创意种子；三、四年级利用“百变工程”“智慧家居编程”等课程进行创意探索；五、六年级借助“投石器设计”“土壤监测器制作”等项目强化创意
本期策划 | 量子计算“大咖说”

本期策划 | 量子计算“大咖说”

策划人语今年，我国政府工作报告明确提出：“培育壮大新兴产业和未来产业。……建立未来产业投入增长和风险分担机制，培育发展未来能源、量子科技、生物制造、具身智能、脑机接口、6G等未来产业。”量子计算作为量子科技三大支柱之一，目前正从实验室基础研究阶段加速迈向工程化、产业化新赛道。在生物医药领域，量子计算能高效模拟分子结构，让新药研发的周期大幅缩短、成本显著降低；在金融领域，量子计算可精准开展风
本期策划 | 重塑未来的量子计算

本期策划 | 重塑未来的量子计算

量子是描述微观世界最小的基本物理量，是不可再分的单位，也是能量的最基本携带者。量子计算机作为一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置，它究竟长什么样，又到底快在哪？试想一下，要在有着上万条岔路的迷宫里找出一箱宝藏，你会怎么做？即便你跑得再快，也得顺着每条路挨个寻找，找而不得又要重新出发。目前，传统计算机乃至世界上最顶尖的超级计算机在解决复杂科学难题时，运用的
本期策划 | 藏在数学里的量子“魔法”

本期策划 | 藏在数学里的量子“魔法”

都说量子计算机就像一个身怀“分身术”、爱出“组合拳”的超级玩家，它能同时探索无数条路径，再通过巧妙的数学方法把唯一的正确答案“放大”。这听起来像魔法一般。如何用数学表达物理世界的规律？身怀“分身术” 普通计算机用比特存储信息，每个比特只能是“0”或“1”，像开关只有“开”或“关”。量子比特却能同时是“0”和“1”。如何理解？可借助大家熟悉的坐标系。把（1，0）看作“0”，（0，1）看
本期策划 | 量子计算：高能物理的新引擎

本期策划 | 量子计算：高能物理的新引擎

1981年，诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼提出了一个前所未有的想法：利用量子力学的奇异特性来进行计算。这犹如一颗开创性的种子，为量子计算领域的兴起奠定了基础。量子计算如何成为驱动高能物理发展的新引擎？高能物理又称粒子物理，是探索宇宙基本构成单元及其相互作用规律的基础前沿学科。当它与飞速发展的量子计算相遇，一场科学与技术的深度融合正悄然启幕。推动高能物理理论研究在高能物理理论研究领域
科苑史话 | 柯达公司的教训

科苑史话 | 柯达公司的教训

故事综述在传统照相技术盛行的时代，胶卷扮演着不可或缺的角色。当时，全球胶卷市场基本上是两强相争，即美国的伊士曼柯达公司（简称“柯达公司”）和日本的富士胶片株式会社（简称“富士胶片”）。中国虽然后期出现了“乐凯胶卷”，但与前两者相比，在规模和影响力方面都不在一个数量级上。乔治·伊士曼于1888年推出“柯达一号”相机，此后的一个多世纪，“柯达”也随之成为与摄影、照片相伴相随的名词。该公司的市场
科技前沿 | 全球最小二维码诞生

科技前沿 | 全球最小二维码诞生

奥地利维也纳工业大学团队与数据存储公司Cerabyte合作，成功研发出面积仅为1.98平方微米的二维码。这种二维码比多数细菌还小，是当今全球最小的二维码。其存储密度同样令人惊叹：一张A4纸的面积内可容纳超2太字节的数据。更可贵的是，它被刻在陶瓷载体上，无须持续能耗即可将数据完整保存数百年，绿色环保。
科技前沿 | AI电子鼻助力鉴定假球鞋

科技前沿 | AI电子鼻助力鉴定假球鞋

一种被称为电子鼻的技术正在悄然成熟。它由一组化学传感器组成，能够捕捉空气中的挥发性有机化合物，再由AI对这些化学信号进行解析。美国一家名为Osmo的AI嗅觉公司利用这种技术，有效解决了二手球鞋转售市场里长期存在的假货问题。该公司曾与一家球鞋转售商进行试点合作，使用AI传感器系统分析两款鞋型的气味特征，结果显示，Osmo的技术在区分真货与假货方面达到了超过95%的准确率。
科技前沿 | 我国首款7吨级运投无人机长鹰-8亮相

科技前沿 | 我国首款7吨级运投无人机长鹰-8亮相

长鹰-8运投无人机是国内首款通过实机验证的7吨级无人运投平台，被誉为“空中重卡”。它的出现填补了我国7吨级货运无人机平台的空白，标志着我国在高端智能航空物流装备领域实现了关键自主技术的跨越。该款运投无人机可应用于远程物流运输、应急救援投送、边境物资补给、复杂地域作业等场景，为低空经济发展、应急保障体系建设提供装备支撑，最大航程超过3000千米。
科技前沿 | 820RR-RS张雪机车彰显中国制造实力

科技前沿 | 820RR-RS张雪机车彰显中国制造实力

在今年举办的世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站WorldSSP组别中，中国摩托车制造商“张雪机车”自主研发的820RR-RS在该站赛事双回合正赛中相继夺冠。这是中国摩托车在这一顶级赛事中的首个分站冠军，一举打破了欧、美、日摩托车品牌长达数十年的垄断。 WSBK赛事要求参赛车辆必须基于量产车型进行有限改装，向来被视作检验量产车极限性能的试金石。张雪机车的夺冠让更多人看到，中国企业完全有能力造
创造天地 | 电单车智能守护系统

创造天地 | 电单车智能守护系统

电单车因使用成本亲民、便捷、适应短距离通勤的特点，成为短途出行的常见工具。但部分骑行者缺乏交通规则意识，常有闯红灯、逆行、违规载人等行为。部分车主还存在非法改装车辆、使用劣质电池或充电不规范等问题，增加了车辆失控的风险。为让电单车的骑行与充电环节更安全，我们开展了电单车智能守护系统的设计与制作实践。一、设计制作本系统将国产行空板作为主控核心。该板基于微型计算机架构，集成LCD彩屏、Wi
创造天地 | 基于光伏充电的“边飞边充”四旋翼无人机

创造天地 | 基于光伏充电的“边飞边充”四旋翼无人机

不管是农业领域的作物巡检、环境监测中的数据采集，还是紧急情况下的救援，无人机都能大显身手。但无人机续航时间较短，飞一会儿就没电了。增大电池容量虽然可以延长飞行时间，却会让机身变重，增加成本；复杂的燃油或混动方案对于中学生来说难以实现。太阳能取之不尽、用之不竭，如果能让无人机在飞行时“晒太阳”，把太阳能转化成电能，自主充电，就有可能在不改变原有结构的前提下飞得更久。于是，我围绕“如何不让
探究实践 | 用环保茶袋，喝健康香茶

探究实践 | 用环保茶袋，喝健康香茶

爸爸常用茶袋泡茶，这使我对茶袋的材质产生了好奇。目前市面上的茶袋滤材主要分为两类：一类是过滤绵纸及生物降解材料聚乳酸（PLA）。但绵纸韧性差，浸泡后容易破损；PLA成本高昂、耐热性差，且降解条件苛刻。另一类是以无纺布聚丙烯（PP）、聚酯（PET）、尼龙为代表的石油基材料。它们虽具有一定的机械强度，但其耐热性普遍不足，且在高温冲泡过程中极易释放微塑料。经上网查阅得知，微塑料是指粒径小于5 m
探究实践 | 以巧思筑梦

探究实践 | 以巧思筑梦

一月下旬的长沙，寒风凛冽。临近放寒假，长沙市雅礼外国语学校的校园满是轻松的氛围，走廊里，同学们三三两两，或探讨老师刚讲解完的试题，或交流寒假规划。物理实验室中，两名学生正在整理实验器材，而在黑板前思索着电路图绘制方案的就是本次采访的主角——初三学生龙炫亦。略显腼腆的他，回头望见同学正翻阅刊登了自己创新作品的杂志，脸颊不禁微微泛红。 2025年，龙炫亦接连在2024—2025学年全球发
创新感悟 | 用钩针编织友谊之花

创新感悟 | 用钩针编织友谊之花

我们制作的科学微电影《永不凋谢的花》获得2023年福建省青少年科学影像节一等奖。每当回忆起这段创作历程，我的心中依然涌动着温暖与感动。一场矛盾，开启非遗探索之旅故事的灵感来源于生活中的一幕：两个好朋友因意外损坏的一束鲜花产生了隔阂。如何让友谊重归于好？我和队友想到了中华民族传统手工技艺——钩针编织。作为我国非物质文化遗产，钩针编织技艺有着悠久的历史。一根钩针，一团毛线，融入细腻与柔情，
创新感悟 | 巧用漫射光

创新感悟 | 巧用漫射光

阅读一些科普书刊时，许多同学都会遇到一个困扰：铜版纸页面在灯光照射下容易产生强烈反光，形成刺眼的光斑。这不仅影响阅读体验，长期观看还容易造成视觉疲劳。调整角度、移动台灯等方法往往治标不治本。其实，这个问题可以利用我们学过的光学原理轻松解决。铜版纸为何易反光从光学角度看，反光的本质是光的反射。光在传播过程中遇到物体表面，会改变方向返回原介质，这一现象被称为反射。光反射主要分两种：其一是镜面反
创新感悟 | 四维科创“渔场”培育创新基因

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当下，基础教育以“立德树人”为根本目标，全面培育学生的核心素养。长沙市长郡芙蓉中学落实拔尖创新人才的早期发现、识别与个性化的培养过程中，探索以知识产权为纽带、科技创新为手段、学科融合为路径、实践平台为保障、项目研究为载体的育人模式，构建了四维科创生态“渔场”，通过对学生创新基因的植入、激活、表达、保护的四级进阶培育，实现学校“育有创新基因的中国少年”的目标。一、开发特色课程“渔场”，植入创
大科学家 | 魏江春院士的地衣人生

大科学家 | 魏江春院士的地衣人生

1951年，魏江春考入西北农学院植物病虫害系。1955年大学毕业后，他被分配到中国科学院工作。彼时，中国地衣学科仍是一片无人涉足的荒原。之后，27岁的魏江春被派往苏联学习地衣学。初到莫斯科，他曾写信给单位询问能否转学抗菌素专业，然而著名真菌学家戴芳澜的一席话让他改变了主意。“戴老主张要填补空白，这是一个任务，从那以后我就‘死心塌地’了。”魏江春说，四年留学生活，他的轨迹简单到只有宿舍、课堂
科普万象 | 钢铁长龙穿华夏百年铁道载荣光

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作为以铁路为主题的国家级专业博物馆，地处北京的中国铁道博物馆，以“一馆三地”的布局串联起中国铁路的发展脉络：市中心的正阳门馆重在讲述铁路发展历史，京张铁道线上的詹天佑纪念馆旨在纪念中国铁路先驱，而位于朝阳区的东郊馆则以满馆的各类铁路机车实物，成为触摸铁路工业记忆的最佳之地。走进中国铁道博物馆，游人仿佛穿越时光长廊，从轰鸣的蒸汽机车到飞驰的高铁，中国铁路的百年征程在眼前鲜活展开。东郊馆占地面
科普万象 | 小火箭里的大学问

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在国防科技大学的操场上，一阵倒计时后，学员们自主设计的梦天一号科普模型火箭（以下简称“梦天一号”）裹挟着白烟直冲云霄，精准抵达预定高度后，降落伞缓缓打开，火箭平稳落地，现场响起阵阵欢呼。这枚小小的模型火箭，有着与大型火箭一样的飞行奥秘。本期，我们就从梦天一号的原理说起，展现火箭动力、姿态与回收的底层逻辑。梦天一号：科普模型火箭中的“明星” 梦天一号整体采用模块化设计，总长约900 mm，
科普万象 | 水调歌头·丹霞与地洼学说

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科学求真，诗词求美。诗词能以意象承载逻辑，以韵律揭示规律，让深奥的知识变得可感、可触、可想象。从本期起，我们邀请湖南大学教授李玉平开设“诗词说科普”专栏，将科学藏于优美的诗词中，边读诗词边学习科学知识。你会发现，那些看似枯燥的公式背后，藏着动人的故事；那些冰冷的符号之中，流淌着诗意的温度。南国丹霞[1]赤，千里映红峦。风霜侵蚀[2]万劫，砂骨[3]自巍然。探破层岩[4]玄奥，独创新论范
科普万象 | AI世界来了“新物种”

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AI“新物种”名为“龙虾”，它可不是大排档里的美食，而是一个名为OpenClaw的开源AI智能体（AI Agent）。如果说传统的AI是一个待在对话框里能思考、会说话的“大脑”，那么OpenClaw就像是有“手”有“脚”的全能“数字员工”。它不光能听懂指令，还能独立完成规划任务、调用工具、跨软件干活等复杂工作。但由于部署和运行OpenClaw都需要高系统级权限，安装它后可能因指令诱导、配置
科普万象 | 越王勾践剑千年不锈的奥秘

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铁锈的主要成分是水合氧化铁，其结构疏松多孔，无法隔绝外界的空气和水分，会导致腐蚀深入直至金属器物彻底瓦解。越王勾践剑是青铜剑身，表面锈层名为碱式碳酸铜，俗称“铜绿”。这种化合物结构致密均匀，能紧密附着于剑身，有效隔离外界腐蚀环境，从而减缓金属的腐蚀。此外，越王勾践剑出土时的内部环境密封完整，更有利于铜器表面形成致密的“铜绿”保护膜。该剑的剑身主要为铜、锡、铅合金，含量较高的锡能显著提高铜合金的
科普万象 | 脑机接口能把知识“拷”进大脑吗

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当前，脑机接口的核心能力主要是捕捉大脑特定区域产生的电信号，尤其是控制运动的脑区信号。而知识并非静态文件，是大脑亿万神经元动态编织的网络，每个知识点的诞生，都依赖多个脑区协同工作，是一个从感知、理解到灵活调用的完整回路。人类大脑学习知识的本质是突触重塑与神经回路持续优化的过程，这是当前技术完全无法“拷贝”的。未来，脑机接口或许无法让我们一秒成为天才，却可能帮助每个人更从容地进入那个属于知识
科普万象 | 别让冰箱贴“赖”在一个地方

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市面上99%的冰箱贴都离不开软磁材料，若不注意冰箱贴的摆放位置，可能给冰箱带来损坏。在日常使用中，冰箱门会反复经历“开门失冷—关门制冷”的冷热循环，环境湿度会随厨房油烟、水汽变化而波动，这使得冰箱贴上软磁材料的磁性分布会发生细微的改变。若冰箱贴长期被固定在同一个位置，冰箱局部区域的磁性会逐渐增强，导致冰箱贴越来越紧，还可能留下难以恢复的印痕。此外，冰箱门属于多层复合结构，整体刚性依赖各层材
悦读书吧 | 悦读书吧

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书籍：《开课了！博物馆》系列作者：安迪斯晨风瑶华推荐理由：本书以博物馆的文物为线索，串联起历史、科学、数学、艺术等多学科知识，是一套专为青少年打造的博物馆主题通识读物。全书共有四册，精选全球20余家博物馆的42件重磅文物，并搭配420余幅手绘插图。书中将大块文字分解为小块内容，分别从不同的学科视角解读文物，生动有趣。本书的独特之处在于它是用文物串联知识，而非堆砌信息。例如，“岳麓秦简
悦读书吧 | 在阅读中遇见创新

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大家好！我是湖南省武冈市第一中学的科技辅导员沈勇兵，也是《发明与创新》科创导师团的成员之一。2025年上学期开学以来，我组织学校初、高中年级的学生，开展了研读《发明与创新》的活动。一起来看看学生们都有哪些阅读心得吧。高一566班肖立国通过阅读《发明与创新》，我了解到许多同龄人都有自己的发明作品，这些作品正是他们善用创新思维的结果。这让我明白，发明并非遥不可及，只要我们意识到自身蕴藏的无
悦读书吧 | 金光穿洞

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如果你去北京旅游，一定要去颐和园看十七孔桥“金光穿洞”这一奇观。冬至前后太阳高度角最小，日落方位最偏西南，恰好与西北—东南走向的桥身形成特定夹角。傍晚时分，阳光几乎与昆明湖水面平行，射入桥洞内壁。同时，阳光穿过厚厚的大气层，蓝紫光被散射，留下穿透力强的红橙黄光，形成“金光”。这一景观是自然规律与古人建筑智慧的完美体现。

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