在人类发明降落伞之前千万个世纪,大自然已经发明了自己的降落伞。蒲公英的果实就像一个小小的降落伞,它能带着种子随风飘**。
在意大利物理学家伏特发明电流之前,电鳐早就有了效率很高的发电器官,它产生的高压电流,足可以击倒一条水牛。
在鲁班师傅发明锯子之前,大自然也发明了锯子,茅草就有了锯子似的叶片。
蝙蝠在人类发明超声波之前,就使用超声波来探测事物。
在20世纪初美国的莱特兄弟发明了飞机之前,飞鸟们就在长空展翅飞翔了。候鸟们南来北往,飞行万里,只消耗很少的一点能量,它的飞行效率,使现代的飞机设计师惊叹不已,如果飞机也像候鸟那样节能,那么高效,那将节约多少燃料啊!
大自然中的生物,是我们无声的老师。从生物界寻找发现和发明的启示,模仿生物器官的功能和行为,是启发思路、获得发明和创造契机的一种重要的方法。
这种方法,就是仿生方法。
苍蝇的眼睛是由12万个小眼睛组成,这种眼睛,称为复眼。他们自成体系,各自成像,又能组合起来,发挥更大的功能。
科学家们仿照苍蝇的复眼,用千百块小透镜做成了蝇眼透镜,用它制造的照相机,一次能拍出千百张同样的像来,这种发明在制造电子计算机的微电路和印刷中发挥了独特的功效,一次就能复制出千百个电路,拍成千百幅同样的图像。
青蛙有一对大眼睛。它对静止的物体视而不见,而对运动中的目标却十分敏感,能迅速地判断它的位置、方向和速度,敏捷地捕捉飞虫。
仿照青蛙的眼睛,科学家们研制了电子蛙眼,它能像蛙眼一样迅速地捕捉到飞机、导弹等目标。它的很强的抗干扰的能力,阿波罗奔月的大量清晰的月球照片,就是利用蛙眼的抗干扰原理拍摄的。
仿生方法不仅是指模仿生物器官,而且还可以模仿生物的行为。
奥运会的百米赛跑是激动人心的项目之一。20世纪初,在奥运会的百米比赛中,运动员们都是直立着起跑的。用这种方式起跑,速度不够快。
有位运动员为百米成绩不理想而苦恼。有一次,他来到澳大利亚,看到袋鼠蹦跳的速度很快,心中猛然一动。他看到袋鼠起跳的时候弯着身子,起步时仿佛一张弓,每起跳一次,就收腹弯腰,非常矫健有力。他感悟到,这样收腹弯腰,能使身体增加弹性,有了张力,能提高起跑的速度。在一次奥运会上,他采用了下蹲式的起跑方式,创造了新的世界纪录。对袋鼠起跑姿势的模仿,使运动员创造了新的好成绩。
医生们也对袋鼠的行为进行仿生。不过,他们仿的不是运动方式,而育儿方式。
袋鼠都是早产儿,一头几百克的大袋鼠,生下的小袋鼠只有几十克。虽然幼袋鼠非常弱小,但是,母袋鼠却有办法把它养大。它的办法是把小袋鼠放在胸口的袋里,这里能获得母亲的体温,能听到母袋鼠的心跳,对小袋鼠的成长很有利。
医生们从袋鼠的育儿袋得到启示,发明了早产妇用的育儿袋。她们生下早产儿以后,医生就让她们像袋鼠带着育儿袋一样抚育早产的孩子,这种办法使婴儿的成活率大大提高。
动物的某些在进化中产生的行为,也是科学家们进行仿生学研究的对象,这些行为常常有着内在的意义。
英国灵长类学家古多儿等在坦桑尼亚哥姆自然保持区的密林中考察黑猩猩的时候,发现黑猩猩常常在吃饱以后吃一种名叫阿斯辟里亚树的树叶,不停地把树叶放在嘴巴里咀嚼。有时候,黑猩猩所活动的地区没有这种树,他们也会走上好一段路程,到有阿斯辟里亚树的地方去采这种树的叶子吃。一些有病的黑猩猩,更是经常地吃这种树叶。古多儿和一些科学家们认为,黑猩猩青睐这种树叶,可能不是偶然的,其中另有意义。当地的一些土著居民们,他们也吃这种树的树叶,如果身体不舒服,也会采一点树叶煮茶吃,对一些疾病很有效。看起来,这些原始居民不自觉地运用了仿生的方法,从自然界寻找启示,模仿自然,从黑猩猩的行为中,发现了一种治病的良药。
科学家们采集了一些树叶,加以萃取、提纯、进行生物学研究,发现这种树叶中有一些抗菌能力很强的物质,它能治疗好几种疾病,能减少体内的寄生虫。用它对金黄色葡萄球菌、肺炎杆菌等病菌进行实验,发现它有很强的杀菌能力,即使稀释几百倍,抗菌能力还很强。原来,黑猩猩在长期的进化过程中,无意识地发现了这种树叶的治疗功能,养成了吃这种树叶进行保健、治疗的习惯。
向生物学习,拜生物为师,几乎能在各个领域获得启示,提供发现、发明的契机,提供新思想的种子。
海豚的皮下组织中的脂肪能消除湍流引起的阻力,它向船舶设计师们提供了设计高速轮船的启示。
鸽子能在几千里外安全地返回故乡,它的导航功能对航海家和航天工程师有着多么巨大的吸引力啊!
蚂蚁的信息素、飞蛾的性激素,有着出色的传递信息的本领,对于信息工作者有多么大的借鉴啊!
仿生方法正在向微观领域深入。生物膜、生物遗传分子、生物酶的结构和功能,正在成为仿生学研究和模仿的对象。
仿生方法已经取得了令人惊奇的成就,有意识地向生物学习,将激发更多的创造性思维,萌发创造性思维的胚胎,产生更辉煌的思维成果。