絕大多數(shù)人都對自然界充滿著無窮的好奇心,因?yàn)樽匀唤缰写嬖谥S多神奇的生物和現(xiàn)象测秸,讓人嘆為觀止疤估。雖然各種生物沒有發(fā)展出人類語言這樣復(fù)雜的溝通方式,但它們在自然界卻用自己的實(shí)際行動(dòng)霎冯,展現(xiàn)著各自應(yīng)對復(fù)雜自然環(huán)境铃拇、勇敢斗爭的生存技能。
自然界的環(huán)境千變?nèi)f化沈撞,地球上的生物也豐富多樣慷荔。在數(shù)億年的進(jìn)化過程中,頑強(qiáng)的生靈們發(fā)揮了各自的“聰明才智”关串,不斷學(xué)習(xí)和嘗試拧廊,形成了各自的“獨(dú)門絕技”,能夠在各種艱苦環(huán)境下生存繁衍晋修。
當(dāng)科學(xué)家們專心去研究生物的“生存絕技”時(shí)吧碾,發(fā)現(xiàn)人類面對的許多難題,這些“聰明”的生物們早已經(jīng)巧妙地解決了墓卦。就這樣倦春,自然界的生物成了人類的老師,它們?yōu)槿祟愄峁┝嗽S多自然界中最優(yōu)秀的解決方案落剪,啟發(fā)人們把這些應(yīng)用到社會生產(chǎn)和生活中去睁本。人類從自然界吸取靈感,向生物學(xué)習(xí)的學(xué)科忠怖,就是神奇的仿生學(xué)呢堰。
仿生學(xué),顧名思義凡泣,就是模仿生物的科學(xué)枉疼。模仿生命體皮假,模仿自然過程,從中學(xué)習(xí)一些生物結(jié)構(gòu)和功能的工作原理骂维,根據(jù)這些原理發(fā)展出新的科學(xué)技術(shù)惹资,制造出新的工具、材料航闺、設(shè)備等褪测,解決人們實(shí)際應(yīng)用中的問題。比如我們從小就知道潦刃,蝙蝠通過接收回聲來判定周圍物體的方位和形狀侮措,雷達(dá)就是依據(jù)蝙蝠的這一特性發(fā)明出來的。
《當(dāng)自然賦予科技靈感》就是一本介紹仿生學(xué)優(yōu)秀案例的科普書籍乖杠。書中介紹了許多仿生學(xué)的應(yīng)用實(shí)例萝毛。
每一種生物分兩頁介紹:一頁主要通過文字內(nèi)容,介紹生物本身的特點(diǎn)滑黔、在自然界形成的巧妙地生物策略、在仿生學(xué)上的應(yīng)用以及前景展望环揽;另一頁略荡,以圖片的形式,展示生物的標(biāo)本歉胶,以及根據(jù)該生物的獨(dú)特策略手繪的原理解析圖汛兜。
這些珍貴的生物標(biāo)本,主要來自圖盧茲自然歷史博物館和蒙彼利埃第二大學(xué)植物標(biāo)本館通今。
圖文結(jié)合粥谬,非常直觀,適合仿生學(xué)知識的愛好者和青少年閱讀辫塌。
我們說自然界的生物提供了最優(yōu)秀的解決方案漏策,不僅僅是因?yàn)椋@些生物在多變的自然環(huán)境下能夠巧妙地應(yīng)對臼氨,進(jìn)化出許多“聰明”的解決策略掺喻;更是因?yàn)椋羞@些生物過程储矩,都是天然實(shí)現(xiàn)感耙、可循環(huán)的過程。這是非吵炙恚可貴的即硼。
人類進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的許多加工過程,需要進(jìn)行高溫屡拨、高壓只酥、添加人工材料甚至化學(xué)成分等操作褥实,這會導(dǎo)致許多污染后果,產(chǎn)生附加垃圾层皱,不但耗費(fèi)能源性锭,還會破壞環(huán)境。
相對于工業(yè)加工過程來說叫胖,自然界的生物過程基本不產(chǎn)生污染和垃圾物質(zhì)草冈,過程可循環(huán),與生態(tài)環(huán)境融為一體瓮增,對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展有著不可估量的作用怎棱。
如果科學(xué)家們能夠從自然界獲取足夠的靈感,設(shè)計(jì)出自然環(huán)保的新科技绷跑,逐步替代那些產(chǎn)生污染的加工方法拳恋,這將是造福全人類的好事。即使只是日常的小物件砸捏,只要能夠幫助人們解決問題谬运,也都是有益的。所以說垦藏,仿生學(xué)不僅是有趣的科學(xué)梆暖,更是有益的科學(xué),未來的發(fā)展前景非常好掂骏。
翻開《當(dāng)自然賦予科技靈感》轰驳,我們就會發(fā)現(xiàn),仿生學(xué)的應(yīng)用早已經(jīng)深入到我們身邊弟灼。
比如說牛蒡级解,是一種很普通的菊科植物。為了傳播自己的種子田绑,它在種子上長出了許多小掛鉤勤哗。當(dāng)動(dòng)物經(jīng)過時(shí),種子就通過這些小掛鉤掩驱,掛到動(dòng)物的毛發(fā)上俺陋,讓動(dòng)物幫助自己傳播。這在自然界是個(gè)很普通的過程昙篙。
我們?nèi)粘I钪蟹浅J煜さ木S可牢尼龍搭扣腊状,就是參考牛蒡設(shè)計(jì)的。在戶外服裝苔可、鞋子缴挖、腕帶中,這種方便的尼龍扣很常見焚辅。當(dāng)我們順手撕開這種尼龍扣時(shí)映屋,仿生學(xué)已經(jīng)在為我們服務(wù)了苟鸯。
我們都知道,尼龍扣撕開的時(shí)候棚点,會有“呲”的一聲響早处。在軍方的設(shè)計(jì)上,這種惱人的聲音已經(jīng)被成功消除了瘫析,不過砌梆,這可是軍事秘密啊。
深海中有許多自身能夠發(fā)光的海洋生物贬循,比如說維多利亞多管發(fā)光水母咸包,是它幫助人們發(fā)現(xiàn)了海洋生物發(fā)光的原理。
日本生物學(xué)家下村修從維多利亞多管發(fā)光水母身上分離出了一種神秘的發(fā)光物質(zhì)杖虾,一種特殊的蛋白質(zhì)——綠色熒光蛋白烂瘫,它能夠吸收水母體內(nèi)的水母素與鈣離子結(jié)合時(shí)所發(fā)出的藍(lán)色光,并發(fā)出綠色的熒光奇适。
現(xiàn)在坟比,這種蛋白質(zhì)被稱為“綠色標(biāo)識”,并長期被用于化學(xué)嚷往、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究温算,在跟蹤癌癥進(jìn)展以及基因?qū)W上,都有重大貢獻(xiàn)间影。2008年,下村修還因此被授予了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)茄茁。
《當(dāng)自然賦予科技靈感》中還有很多生動(dòng)的例子魂贬。比如蓮花的自潔能力和疏水能力——“蓮花效應(yīng)”,引導(dǎo)人們設(shè)計(jì)出防水的建筑圖層裙顽、玻璃材料等付燥;扇貝的貝殼波紋,啟發(fā)人們設(shè)計(jì)出輕結(jié)構(gòu)愈犹、承重力強(qiáng)的瓦楞板键科;箱子魚符合流體力學(xué)的外形結(jié)構(gòu),讓奔馳的工程師設(shè)計(jì)出節(jié)能的仿生概念車漩怎。
自然界這些巧妙的生物形態(tài)和過程勋颖,通過仿生學(xué),進(jìn)入到科技領(lǐng)域勋锤,幫助科學(xué)家研發(fā)出環(huán)保饭玲、好用的新材料、新設(shè)計(jì)叁执,給人類帶來了極大幫助茄厘。在未來矮冬,仿生學(xué)能夠從自然界中造就的生命奇跡中汲取更多靈感,創(chuàng)造出更多可能次哈。
2017.10.02霧凇