正如人类的其它劳动成果一样，发明创造也有优劣之分。评判一项发明的品质，可能有许多标准，而且常常是见仁见智，因人而异，我们今天不想就此展开，而是只探讨其中的一项：简约。
什么是简约？就是在实现设计目标的前提下，最大限度地简化你的设计思路和产品结构。设计的充分简化将会在产品的成本、体积重量、工艺性、故障率、耐用性、维修维护等方面带来诸多好处，从而使该技术成果更具生命力。所以只有简约的设计才是成熟的设计，而要达成这种境界往往更费思考、更下功夫。当然设计的简化是相对的，因功能的需要不得不复杂的另论。
我们借美国宇航局的两个设计来说明这个观点。
第一个例子是鞭状天线，要求只有在航天器进入轨道之后该天线才伸出，在这之前则处于收纳状态。
初看起来这个课题并不难，好像任何一个刚毕业的学生都可以完成。例如可以采用密封较好的拉杆天线，利用气压或液压把它们逐节顶出来；还可以把天线做成螺杆的形状，用电机驱动一个轴向被限位的螺母把它旋出来；还可以把天线做成齿条的形状，用与之啮合的齿轮把 它推出来。此外还可以提出许多种方案。
应该说这些方案都可以实现设计目标，但是仔细想想，它们离不开电机、气源、液源、泵、齿轮系等一大堆东西，犯了航天工程的大忌：太重而且占据了较多的舱位。航天器对各个机构部件的重量（质量）是锱铢必较的，所以上述这些常规的思路都不能满足航天工程的特殊要求。看来得给这个任务增加一些限制条件：不许超过一定重量或限定零件的数量，例如十件、五件、三件。能做到者恐寥寥无几了。
美国宇航局的中选方案是：把一个类似盒尺的钢带（也可能是铝合金带）卷起来并加以束缚，其外端固定在相应的接线端子上，内端为自由端。需要时，解除束缚，钢带自动弹出、伸直。就这么简单：无须动力，大约三、四个零件就够了，而且是很简单的零件。
第二个例子是空间站太阳能电池翼板的方向控制机构。因为空间站是绕地球运行的，它的方向每时每刻都在变化，而该翼板应基本朝向太阳，否则会影响功率输出。按照常规的思路，大概要采用光电传感器、控制电路和伺服电机的组合。
但是宇航局的方案更简单。首先有一个安装在空间站外壳上的轴，翼板可以绕轴自由转动。用类似电工双金属片的材料绕成圆柱螺旋形，同轴地套在该轴上，其一端固定在空间站的外壳上，另一端与翼板连接。 当这个螺旋受热时，因其内外层材料的热膨胀系数的差异，必导致螺旋旋紧，反之，降温必导致旋松。还有一个遮光板安装在翼板上，使得当翼板正对太阳时，遮光板刚好遮住螺旋的一半。如果翼板的偏斜导致遮光板遮挡螺旋的面积减少时，螺旋接受光照较多，升温，旋紧，翼板随之转向并使遮光板逐渐遮住较多阳光，直至遮住一半螺旋时，螺旋不再动作。反之亦然。其结果是只要翼板的朝向发生了偏差，就会导致螺旋做出纠正偏差的动作。这是一个非常成功的机械负反馈装置，与常规的机电伺服机构相比，实在是一个上乘之作：它轻、简单（大约三个零件即可）、工作可靠、不需电源而直接利用太阳能。
这两个案例给我们这样一些启示：
1、美国学者伯纳姆曾提出著名的三问：“能不能取消？能不能合并？能不能用更简单的东西来取代？”金玉良言！技术界的朋友如能牢记这三句话，相信会受益终生。
2、打开思路，不受任何约束。最要避免对号入座式的、程式化的、模块化的思路，这种一般化的思维虽然也可以实现设计目标，但是不出奇、不出彩。搞电的朋友用惯了电往往形成对电的依赖性，跳不出这个领域，所以更有必要多掌握一些非电的方法，形成立体化的思维，而不局限在一个层面上。
3、充分考虑并利用一切可利用的条件。就上两例来说，拿到地面上都不能用。因为地面上有重力、有风，尤其是太阳能翼板，不但很重，而且有较大的迎风面积，在地上控制它殊非易事。但在空间轨道上真空、失重的条件下，只需很小的扭矩即可控制它。看来该方案的设计者是把运行环境的特异性运用到了极致。
不繁琐、不臃肿、不落俗套，一个优秀的设计方案必是千锤百炼的产物。◆
注：本文受作者李正桐老师的委托原载于我的新浪博客，应业内朋友要求重新在头条平台上推送。
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