向大自然要設(shè)計(jì)

事實(shí)上，許多人類工程師百思不得其解的設(shè)計(jì)在大自然中已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)。在科學(xué)家們窺視著物質(zhì)細(xì)胞和分子運(yùn)動(dòng)作用的同時(shí)，工程師們也開始發(fā)現(xiàn)并利用大自然的偉大成果，并創(chuàng)造出一個(gè)新的領(lǐng)域——生物擬態(tài)學(xué)。加州大學(xué)圣巴巴拉分校的生物化學(xué)家Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｗａｉｔｅ就提出了“超級珠蚌英雄”這個(gè)概念。與蝙蝠俠和蜘蛛人不同，珠蚌分泌的一種黏合劑能讓它們固定在礁石上，即使被海水沖刷也穩(wěn)如泰山。有了這種牢固的膠水，或許有一天我們能把粉碎的骨頭粘好。

這就是大自然，從淡化海水到流線型汽車，人類在大自然身上學(xué)習(xí)到許多新的方法，畢竟它已經(jīng)有３８億年的歷史了。現(xiàn)在的大自然儼然成為一個(gè)巨大的思想源泉，人類從中受益良多。一種玉蟲常常把蛋放在剛剛燒毀的大樹上孵化，因此它們能察覺到數(shù)英里之外的火災(zāi)，國防工業(yè)由此受到啟發(fā)，打算設(shè)計(jì)一種新型且造價(jià)低廉的軍用紅外線監(jiān)測器；沃爾沃汽車公司正計(jì)劃研發(fā)一種汽車防撞擊裝置，這是受到了蝗蟲的啟發(fā)：蝗蟲群在飛行中從來不會(huì)互相發(fā)生碰撞；在美國國家航空和航天局的資助下，普林斯頓的研究員正分析鮑魚殼的獨(dú)特功能，希望制造出一種能抗沖擊力的保溫涂層。最近，美國軍用高級研究項(xiàng)目部（Ｄｅｆｅｎｓｅ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎｃｙ）開始了一項(xiàng)開發(fā)機(jī)器人的工程，根據(jù)在天花板上的壁虎漫步的基本原理，讓機(jī)器人能攀登垂直的平面。“試想一下，火星探測者不再限制于平坦的地形，可以隨意進(jìn)行探索，這是多么奇妙的事情啊！”生物學(xué)家科拉·奧坦說。

大自然的啟示可不僅僅局限于大型科技產(chǎn)品的研制，它也極大方便了人們的日常生活。許多人都發(fā)現(xiàn)，液晶顯示屏在強(qiáng)光下會(huì)變暗。問題的解決起源于孔雀的羽毛，色彩斑斕的孔雀身上的藍(lán)色和綠色并不是因?yàn)樯兀兹赣鹈旧淼念伾呛稚谖⒂^結(jié)構(gòu)下觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，羽毛會(huì)反射出某種波長的光線，形成某種色彩。利用相同的原理，通信業(yè)巨頭高通（Ｑｕａｌｃｏｍｍ）公司正研制一種利用可調(diào)節(jié)的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顏色的顯示器。由于亮度是由周圍環(huán)境的光線決定的，而不是顯示器本身發(fā)出的光線，所以顏色會(huì)隨著室外的光線強(qiáng)度而變化。同時(shí)顯示器所耗的電量也相對減少了許多。產(chǎn)品開發(fā)主管邁爾斯·科斯比認(rèn)為，“像這樣的屏幕運(yùn)用在手機(jī)上，即使不間斷地開著，電池也能支持相當(dāng)長的時(shí)間。”

其實(shí)，仿照大自然的設(shè)計(jì)只是手段，發(fā)明出最終的產(chǎn)品才是生物擬態(tài)學(xué)最終的發(fā)展目標(biāo)。貝類可以把混合物按既定的方式過濾沉淀，形成貝殼。美國桑地亞國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們受到啟發(fā)，正發(fā)明一種小孔直徑只有微毫米的水過濾設(shè)備：“在水蒸發(fā)后，物質(zhì)能自己按層排列，就像貝殼一樣。你不需要特殊的器具或是微毫米的鑷子幫忙，整個(gè)分離過程可以在室溫下進(jìn)行，不必使用工業(yè)用的熔爐和有毒溶劑。”

桑地亞國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家杰福瑞·布林克說：“事實(shí)上，大自然已經(jīng)可以幫助我們完成我們所能想到的事情，因此我們不必消耗大量的礦物燃料，既解決了現(xiàn)在的問題，也為后世子孫造福。”

（周永靜譯自美《新聞周刊》）