智慧設(shè)計(jì)

Shaun Pett

懷特兄弟打造飛機(jī)時(shí)，只需從身邊尋找靈感就行了——他們靠的是研究鳥類；而當(dāng)一位瑞士工程師從衣服上摘除芒刺時(shí)，魔鬼氈便誕生了。

仿效大自然來構(gòu)想設(shè)計(jì)點(diǎn)子并非新鮮事，但過去10年來，這種做法已經(jīng)從艱澀的科學(xué)期刊里走出來，邁入主流文化。20世紀(jì)90年代末，美國自然科學(xué)作家珍妮·班亞斯推廣“模擬生物學(xué)”一詞，指的是從動(dòng)植物身上獲取創(chuàng)新靈感。倡議模擬生物學(xué)的人主張，大自然的演化歷經(jīng)了38億年之久的探索與發(fā)展，已經(jīng)解決了人類現(xiàn)在所面對(duì)的許多挑戰(zhàn)。

“我們經(jīng)常只看到大自然所蘊(yùn)藏的天然資源，但模擬生物學(xué)卻以大自然為師。”加拿大安大略藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院的助理教授卡爾·哈斯屈奇說。

以下就是6種以大自然為靈感來源的發(fā)明，有可能因此全盤改變?nèi)祟惿鐣?huì)。

芒剌

1941年的某一日，喬治·德·麥斯卓爾帶著他的愛犬去打獵，無意中發(fā)現(xiàn)自己沾到了芒刺，數(shù)百個(gè)微小的鉤子就附著在他的褲子和愛犬的毛上。此時(shí)，他腦海靈光一閃，便發(fā)明了日后的魔鬼氈(魔術(shù)貼)。

鯨魚

美國賓州的生物學(xué)家法蘭克·費(fèi)許有一天在逛街時(shí)，看到一個(gè)座頭鯨的雕像，發(fā)現(xiàn)鯨魚鰭狀肢上的隆起放“錯(cuò)”邊了!費(fèi)許大感困惑，因?yàn)槿绻裣袷菍?duì)的，那么流體力學(xué)中的一條基本法則就是錯(cuò)的——過去人們一直認(rèn)為光滑的前緣有利于減少阻力。但費(fèi)許發(fā)現(xiàn)座頭鯨鰭狀肢上稱為“突節(jié)”的隆起，能提升浮力與游泳的效能。

今天，總部設(shè)在加拿大安大略省的鯨魚動(dòng)力公司推出一種“突結(jié)增強(qiáng)型”風(fēng)扇葉片，能比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)多鼓動(dòng)25％的空氣，同時(shí)省電20％。全世界用在通風(fēng)、空調(diào)、電腦服務(wù)器和風(fēng)力發(fā)電上的，風(fēng)扇不計(jì)其數(shù)，這可是一大發(fā)現(xiàn)。

翠鳥

日本新干線的子彈列車以300公里的時(shí)速往返于各大城市之間載運(yùn)旅客，既快速又舒適。但在試車期間，工程師發(fā)現(xiàn)當(dāng)車體高速進(jìn)入狹窄的隧道時(shí)，大氣壓力會(huì)產(chǎn)生震耳欲聾的聲波。把400。米之外的窗戶震得嘎嘎直響。熱衷賞鳥的工程師中津英治希望解決這個(gè)問題，他問自己，有哪種動(dòng)物經(jīng)常得因應(yīng)空氣阻力突然產(chǎn)生的變化?

答案是：翠鳥。當(dāng)它從阻力小的空氣潛入阻力大的水里時(shí)，濺起的水花居然很小。子彈列車的前端于是模仿翠鳥鳥喙形狀重新設(shè)計(jì)，成功降低了噪音，也減少耗電量。

蟲文丘

建筑師米克·皮爾斯受聘為非洲老家津巴布韋的哈拉雷市設(shè)計(jì)一棟大樓，由于空調(diào)的零件均仰賴進(jìn)口，安裝與維護(hù)所費(fèi)不貲，他必須不用空調(diào)而能讓大樓保持涼爽。他說，白蟻丘的點(diǎn)子源于一句玩笑話，但沒被一笑置之的原因是：人們認(rèn)為白蟻運(yùn)用一套巧妙的系統(tǒng)，讓蟻丘的底部能夠保持通風(fēng)。

于是皮爾斯運(yùn)用風(fēng)扇從大樓的天井吸人冷空氣，經(jīng)由地板底下的空隙往上送，再從護(hù)墻板的通風(fēng)口吹進(jìn)辦公室。相較于使用空調(diào)的建筑物，皮爾斯所設(shè)計(jì)的大樓只需1／10的耗電量，能源消耗量比哈拉雷市6棟普通建筑物的耗能總和還要少30％。

鯊魚

附著在船體上黏糊糊的污垢非常討人厭，經(jīng)常得靠對(duì)人體有潛在危害的含銅防附著涂料來對(duì)付。美國海軍研究室委托工程教授安東尼，布倫南尋找更安全的抗污之道。他知道鯊魚是極少數(shù)能保持身體干凈的海洋動(dòng)物之一，原因是它們身上細(xì)如牙齒的鱗片能阻止海藻和藤壺的積聚。

布倫南利用這項(xiàng)知識(shí)發(fā)明了一種名為“小鯊魚”的表面涂層，能比其他涂層減少85％的污垢附著。實(shí)驗(yàn)證明，“小鯊魚”也能抑制細(xì)菌的擴(kuò)散。廠商知道每年有成千上萬的人死于醫(yī)院內(nèi)感染的傳染病，因而研發(fā)出一種包裝材料，可用于醫(yī)院的高危險(xiǎn)區(qū)域，比如病床的欄桿、調(diào)控面板和托盤桌。

藍(lán)閃蝶

中南美洲雨林所發(fā)現(xiàn)的藍(lán)閃蝶，以其光彩奪目的藍(lán)色翅膀而聞名。然而，如果碾磨它的翅膀，會(huì)得到一種淺褐色的粉末。這種蝴蝶翅膀的顏色是一種名為“結(jié)構(gòu)色”的視覺幻象，也就是隨著光線照射的方式，有的光波被吸收，而其余的被反射回來所造成的效果。

藍(lán)閃蝶的研究帶來了革命性的商業(yè)用途：電腦、平板電腦和移動(dòng)電話的顯微板屏幕，以及毋須染色便可“映照”出七彩霓虹色的聚酯和尼龍纖維服裝，就是這么來的。

(編輯，王克峰)