创客的乐趣:DIY爱好者将灵感转化为各种事物,从竹制自行车到城市屋顶宇宙射线探测器

在世界创客嘉年华上,一场小组讨论强调了科学家如何依赖非科学家及其校外创新

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在过去十年中稳步发展的DIY(自己动手)运动,本周末在纽约市得到了充分展示。在纽约科学馆举办的纽约世界创客嘉年华是对创客们的庆祝——他们是体现DIY文化中坚韧不拔的创造力的个人和团队。

创客创造事物,这显而易见。但更重要的是,创客们善于变通。他们可能没有资源进行昂贵的项目,但他们会利用自身条件,最大限度地利用现有资源来实现目标。创客会进行修补、协作和即兴创作。

以纽约大学(N.Y.U.)研究宇宙射线的博士生杰夫·艾伦所在的实验室为例。艾伦在一个名为“科学家-创客在行动”的小组讨论中描述了他实验室最新的项目之一——构建一个利用纽约市屋顶水箱密集的网络化粒子探测器阵列。该讨论由《大众科学》组织,于9月25日星期六在创客嘉年华的中心舞台举行。

地球不断受到来自各个方向的超高能宇宙射线的轰击。它们主要由原子核粒子组成,如质子和中子,所含能量比科学家在现代粒子加速器(如大型强子对撞机)中产生的能量高数亿倍。人们对它们也知之甚少。但事实证明,配备光敏电子元件的网络化水箱系列是理想的宇宙射线探测器。

艾伦说:“如果你想建造一个宇宙射线簇射探测器,人类想出的最好的办法是在地面上创建一个大型探测器阵列。” 但这种装置成本不菲。当艾伦的导师,纽约大学物理学教授格伦尼斯·法拉尔考虑建造一个探测器阵列时,她考察了阿根廷的皮埃尔·奥杰宇宙射线天文台,这是一个50公里乘50公里的水箱探测器网络。艾伦说:“他们不得不建造所有的水箱并分发它们,这占了他们预算的很大一部分。” 他说,有一天,法拉尔看着她的办公室窗外,“她说,‘哦,那儿就有一个水箱!’”

最初的灵感发展成了纽约学校宇宙粒子望远镜项目,该项目利用了当地学校可以为宇宙射线研究提供的两个重要资源:水箱和学生。学生们有机会通过帮助将学校的水箱变成粒子探测器来参与实践科学——而艾伦和法拉尔的实验室则获得了研究帮助,同时避免了探测器阵列的巨额费用。艾伦说:“我们的预算非常有限,我们所有的设备要么是现成的,要么很便宜,要么是借来的,所以我们正在想办法如何以低成本建造探测器。”

另一位小组成员和科学家-创客,哥伦比亚大学的约翰·穆特,希望赋予非洲国家的人民成为交通工具的制造者——特别是竹制自行车。


穆特说,自行车交通在非洲至关重要,因为这是大多数非洲人去看医生、找工作以及将货物运到当地和区域市场出售的唯一方式。但是,非洲几乎所有的自行车都来自中国,都是廉价制造的,并且基于过时的设计。他补充说:“自行车技术已经把非洲抛在了后面,他们需要更好的自行车。”

穆特认为,竹子是解决这个问题的现成方案。“它在当地生长,比大多数形式的钢铁更坚固、更轻便,不需要焊接,而且是管状生长。” 因此,哥伦比亚大学地球研究所的一个团队已与竹制自行车设计师联手开发一个项目,以便在非洲大规模生产竹制自行车,并培训非洲人制造它们。该团队已在加纳扎根,他们计划在那里建造他们的第一家工厂——他们希望这家工厂每年能够生产20,000辆自行车。

尽管周末的庆祝活动非常强调业余发明家和DIY爱好者,但小组成员迅速提醒听众,制造事物对于科学研究和进步至关重要,即使这些事物不是实物。“我们创造知识,”纽约西奈山医疗中心的比较解剖学家和小组讨论成员乔伊·雷登伯格说,“而且我们免费赠送知识。”

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