生物與建筑師

鳥蛋給建筑師的啟發

你不要小看蛋殼，別看蛋殼薄，卻能耐受相當大的外力。這是因為蛋殼具有彎曲的表面，殼體在外力的作用下，內力是沿著整個表面擴散和分布的，因而殼體在單位面積上所受的力就小了許多。模仿蛋殼的這個特點，在建筑上出現了薄殼結構的屋頂。例如，北京的火車站、天文館、網球館和農業展覽館的屋頂，有的像圓球、鵝卵，有的如同鋸齒、半球，形式多樣。現在，我國已能用薄殼結構建造200米以上的大跨度建筑。

更有趣的是，在國外還有人模仿鳥蛋設計出了一種特殊的抗震房屋。房屋的外殼好像“蛋殼”，用鋼鐵制造。內壁好像“蛋白”，用耐高溫玻璃、石棉等制造。人住內室相當于“蛋黃”。這種房屋能抵抗強烈的地震，即使震翻了，也能像雞蛋一樣滾來滾去。屋內儲有空氣、水和食物，在與外界完全隔絕的情況下，7個人可在里面生活1個星期呢。

人體骨架與建筑

人體骨架形態結構精巧、合理、美妙，支撐起人體的堂堂七尺之軀。高聳入云的摩天大樓憑借著鋼架支撐，這和人體靠人體骨骼支撐的道理是一模一樣的。又比如，人坐著的時候，體重是依靠從骨盆側面延伸出來的骨頭來支撐的。這種簡單有效的結構，啟發了建筑師，設計出了一種空間支架模型，建筑物的重量由斜柱支撐著，再傳到幾個支持點，所有與支撐負重沒有關系的建筑材料一概去除，這樣就為建筑物提供了一種既強有力、又經濟合理的建筑支撐結構。

人體的腿骨也很有意思。大腿骨既支撐全身的重量，又能前后左右擺動，為什么能這么柔韌又結實呢？答案是：腿骨是空心的。空心減輕了腿骨的重量，增加了人體的靈敏度，圓形能使力量分散，所以人的腿骨又輕又堅固。大腿骨能承受200~400公斤的壓力呢，小腿骨就更能“吃力”啦。一些建筑師研究過高327.7米的法國埃菲爾鐵塔，最后得出一個驚人的結論，這座鐵塔的結構并不新穎，只是一座重復著人體小腿骨的建筑。瞧，埃菲爾嘔心瀝血創造出來的建筑，原來就是人體自身所固有的東西啊！

了不起的生物建筑師

另外，建筑師們在對蜘蛛、恐龍化石、蜂窩的研究中也受到啟發，創造了懸索結構、拱形結構、筒形結構、蜂窩結構等等。這些建筑結構跨度大、節省材料、成型容易，而且造型也非常美觀。

生物汲（jí）取自然界的物質元素構成自身，并不像人類研制材料那樣大動干戈，采用很多種元素，把成分和配比弄得很復雜，效果還不一定理想。生物僅僅動用了自然界一百多種元素里的幾十種，就組成了各式各樣、性能優異的材料。

例如：貝殼的擴張強度高達每平方厘米一噸之巨，而且貝殼并非特殊材料組成。它的化學成分中，百分之九十五是石灰石（碳酸鈣），百分之五是蛋白質，后者把前者粘合成一個整體。光澤絢麗的珍珠，同樣由石灰石和少量蛋白質構成。而以磷石灰為主要成分的牛大腿骨，在每平方厘米上竟可經受住兩噸載荷的重壓。

在電子顯微鏡下觀察貝殼和珍珠，它們結構精細，層次分明，這么多石灰石粉加極少量的蛋白質，竟能組合成堅硬非凡的貝殼和珍珠，這是不是也引起了你探索未知世界的興趣了呢？