動物帶給世界的靈感一直在模仿，總是在超越

賴承亮

海洋篇：魚類簡單的沉浮系統，啟發人類發明了潛艇。這種能夠在水下潛伏的工具，不僅改變了人類傳統的海洋作戰方式，也改變了世界的格局；

天空篇：人類通過模仿鷹、蝙蝠等飛行動物，創造出了飛機、雷達等眾多偉大的發明，書寫了人類史上偉大的一頁；

走獸篇：中國人曾創造性地將仿生學運用到城市建設，河南開封的臥牛城，龍盤虎踞的古南京城都是仿生學建造技術的典范；再如那傳奇的五禽戲，更是將仿生學運用到了醫療中……

仿生學是人類歷史上最偉大的一門學科。

自古以來，自然界總是在為人類的發明創造提供靈感來源：看到魚能在水里游，人們就模仿魚的體形制造了船，仿照魚鰭做了槳，仿照魚尾做了櫓和舵；受到鳥兒在樹上筑巢的啟發，人們開始在樹上修筑“樹屋”以躲避洪水猛獸；看到蜘蛛織網捕獵，人們于是學著編織漁網打魚……

這些源于對自然的模仿，不僅改變了社會現狀，還催生出了眾多影響人類文明進程的重大發明：如讓美國告別殖民時代的潛艇，再如那改寫大不列顛之戰戰史的雷達聲納……而本次策劃中，通過對中科院數位學者的走訪，我們不僅見識到了眾多有趣的案例與圖片，更對仿生學的未來有了更大期待：無線電技術部門在進行對于人腦的神經細胞、感覺器官和神經網絡的模擬；計算機技術對于人類大腦的模擬以及人工智能的研究也在廣泛進行……

海洋篇：魚的靈感

改變世界的武器——潛艇

在自然萬物中，人類在魚身上得到了眾多發明創造的靈感。為什么它們能自由自在地在水里穿梭呢？人類對魚的內部構造展開研究，結果發現，魚類擁有一種非常簡單的沉浮系統，它們只需一個充氣的魚鰾——依靠分泌氧氣充滿魚鰾，或重新吸收鰾內的部分氧氣，調節魚鰾中的氣體含量，就能在水中自由沉浮。

這一發現，讓改變美國歷史的武器——潛艇出現在了歷史舞臺上。

實際上，早在1578年，英國科學家威廉·伯恩就已經提出了潛艇的設想，他在《發明》一書中構思出一艘“能潛到水下，并能在水下劃行的船”。40年后，物理學家科尼利斯·德雷布爾決定把威廉·伯恩的設想變為現實——在英國國王的支持下，他很快就造出了能在水中任意沉浮，并能劃行的小艇。這種艇的外形像一個大皮囊，艇體是一個木頭架子，在架子外蒙上一層涂油的牛皮，艇內可以容納劃手和乘客。

不過，自從科尼利斯·德雷布發明了世界上最早的潛艇之后，在一個半世紀的時間里，潛艇都未能得到更多的重視，直到美國獨立戰爭時期那個叫達韋·布什內爾的技術兵士的出現。

1775年，北美獨立戰爭爆發。英軍在海上作戰的優勢遠超美國，使美軍傷亡慘重，銳氣大減，技術兵士布什內爾更是因為多名同伴的陣亡而愁眉不展。當他在海邊散步時，見到水里有一群小魚正在覓食，突然，一條大魚游到那群小魚的下方，然后猛地朝上一躍，成功捕食了小魚。

此情形讓布什內爾醍醐灌頂：如果能造一艘潛在水中的船，神不知鬼不覺地鉆到英國戰艦底下去放水雷，那該有多痛快！

就這樣，他開始仿照魚的外形制造潛艇，但成品出來后卻像烏龜——因此他為它取了個代號叫海龜艇。海龜艇底部有個類似魚鰾的水艙，水艙內安有兩個水泵，船在水面若要下沉時，就往艙里灌水；船在水下若要上浮時，就把艙里的水排出，把空氣壓進水艙。仿照魚的鰭，海龜艇外部還安裝了兩臺螺旋槳：一臺管進退，一臺管升降。此外，海龜艇尾部還有舵，可以控制航向。

這是注定要寫進歷史的一幕：1776年9月7日，布什內爾帶著幾個士兵，駕著海龜艇悄悄向英國戰艦駛去，打算在英國戰艦底下放水雷——由于海龜艇的技術還不夠完善，他們的水雷只是炸傷了英軍軍艦。雖然這場戰斗沒有取得大的戰果，卻揭開了潛艇用于海戰的序幕。

到了19世紀后期，潛艇已經成為一種非常重要的海戰工具。1898年，法國“古斯塔夫·齊德”號潛艇用魚雷擊沉了英國海軍主力戰列艦“馬琴他”號，顯示了潛艇的巨大威力，至此，各國海軍紛紛大力生產潛艇——二戰中，德國人兇猛的潛艇編隊，在英吉利海峽中讓英國海軍吃夠了苦頭……

天空篇：飛翔的夢想

鷹與蝙蝠的秘密

從人類看到天空中自由翱翔的雄鷹開始，飛翔之夢就誕生了。

早在2000多年前，中國人就曾模仿鳥的樣子發明了風箏。雖然不能把人帶上天空，可它卻被用于作戰。楚漢相爭時期，韓信曾令人制作大型風箏，在上面掛上竹笛，夜間漂浮到楚營使其發出聲響騷擾楚軍，使楚軍兵士認為“見鬼”而瓦解士氣——這稱得上是“空軍”的鼻祖。

到了18世紀，人類關于飛翔的夢想才得以真正實現——讓這個夢得以圓滿的人是兩個技術工人：奧維爾·萊特和威爾伯·萊特，他們在世界飛行史上有個共同的名字：萊特兄弟。

當時，德國航空先驅奧托·李林達爾剛剛在一次飛行試驗中遇難，熟悉機械裝置的萊特兄弟認為，李林達爾的試驗并非完全失敗，發生意外只是因為沒發現操縱的訣竅。他們對李林達爾的失敗進行一番總結后，滿懷激情地投入到對動力飛行的專研中。同時，他們不僅學習前人的研究成果，還開始觀察“天空霸主”——鷹，經常一連幾個小時仰面朝天，仔細觀察著鷹在空中的飛行動作，研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。終于，他們發現了飛行的秘密：翅膀與氣流。

1900年，萊特兄弟成功制成了第一架滑翔機。但是，用什么動力才能把寵大的滑翔機和人運到空中呢？正當他們苦無對策之時，有人向他們借修理汽車發動機的工具，這讓兄弟倆靈機一動——為什么不試著用發動機來推動飛行？經過無數次的試驗和試飛后，他們成功把一臺改裝的大功率發動機安裝在了滑翔機上。

1903年12月17日，注定是一個不平凡的日子——萊特兄弟制成的人類歷史上第一架載人飛機順利起飛。之后兩年里，他們又相繼制造出兩架飛機，而且都試飛成功。兄弟倆的功績被世界廣泛承認，飛機的問世，也標致著人類航天事業進入了新的歷程。

除了鷹外，人類通過模仿那些飛行的動物，還產生過眾多偉大的發明。其中最為著名的，當屬蝙蝠與雷達聲納的傳奇——這項發明，曾改變整個二戰歷史與世界格局。

意大利科學家斯帕拉捷發現，蝙蝠總是夜間出來覓食，而且能在黑暗中靈巧地躲避各種障礙物。當他用布蒙住蝙蝠的雙眼，發現它們依然能在黑暗中飛行自如，直到堵住了蝙蝠的耳朵，它們才開始難以行動。通過一系列的研究他得到了答案：蝙蝠的喉頭是一個聲波發射器，耳朵則是聲納系統探測儀。

通過這項研究，一項偉大的發明登上歷史舞臺：人們通過模仿蝙蝠的回聲制作出雷達和聲納，它最初被廣泛運用到交通、通訊等方面。

第二次世界大戰期間，納粹德國占領法國后，希特勒開始著手對付海峽對岸的英國，他于1940年7月下達全面入侵英國的“海獅計劃”——此次作戰需要首先殲滅英國的空中力量，以保障登陸行動的順利。受命殲滅英國皇家空軍的德軍開始對英國本土進行了大規模的連續空襲——但令希特勒沒有想到的是，皇家空軍此時裝備了世界上最先進的雷達系統，德機來襲時，皇家空軍的“颶風”與“噴火”戰機總是可以提前列陣迎擊，最終，1700多架德機被這些“倫敦上空的鷹”阻擊，墜毀于英吉利海峽……

陸地篇：走獸的奇跡

城市傳奇與神奇的“五禽戲”

不僅只有大海與天空的動物贈予了人類靈感，那些奔跑于大地上的走獸，也在仿生學中占據了重要一翼。

中國人曾創造性地將走獸與城市建設結合起來：河南開封的臥牛城，龍盤虎踞的古南京城，都是仿生學與建筑學融合的典范。其中最為著名的，還有伍子胥修建的姑蘇古城。

春秋戰國時期戰爭不斷，最初的吳國都城很小，防御功能也不強。伍子胥接到建城任務后登高遠望，發現有一片凸起的平地，看起來就像一只搖首曳尾的山龜。平地被密布的水網分割成了大大小小的方塊，就像是龜背上的紋路——于是，他決定仿照龜背造型興建城池，中國歷史上赫赫有名的姑蘇古城——“龜城”就此誕生。

建好后的姑蘇古城由于布局復雜，易守難攻，讓別國不敢輕易圖之。得以修養生息的吳國逐漸壯大，在后來的戰爭中大敗越國，擊破楚國，蕩平齊國，成為“春秋五霸”之一。現今，那歷經了3000余年風雨的龜城仍然屹立不倒，成為眾多建筑學家研究的范本……

關于走獸的奇跡，還存在于人們的生活之間，它也被用于健身及醫療——如那流傳千年的五禽戲，就是其中的代表。

“五禽戲”是中國一種傳統的健身方法，由模仿五種動物的形態、動作和神態組成，由東漢時的名醫華佗發明。東漢末年，戰爭不斷，瘟疫流行，名醫華佗除專研醫術，救死扶傷外，還通過多年觀察，創作了一套健身戲法：模仿虎撲動前肢，鹿伸轉頭頸，熊伏倒站起，猿縱橫跳躍，鳥展翅飛翔的動作，使人體全身肌肉、關節都得到運動。《后漢書·華佗傳》中記載，這套健身之法讓華佗即使年近百歲，仍然保持著壯年時的容貌，當時的人都把他當做神仙，他的弟子吳普也因練五禽戲，活到90歲還耳聰目明……