設計師與大自然的對話

羅曼

為了更好地適應生存環境，聰明的生物總會為自己“量身定制”美觀低耗的外部形態：為了在游行時減少水的阻力和自身能量消耗，魚為自己“定制”了流線型身形；成熟后的蒲公英會長成白色絨球狀，便于“飛”向更多的地方播撒種子；雞之所以為自己“定制”了橢圓形蛋殼，是因為這種形狀的蛋所占空間較小，可以最大限度地儲存于腹中，然后更加順暢地完成孵化……面對大自然中這些優美動人的線條和輪廓，人類又怎會不為之心動？于是仿生物形態設計的探索與實踐就這樣開始了。

春秋時期有一位杰出的建筑工匠，名叫魯班。相傳有一天，他在山上伐木時不慎被草葉劃破了手，強烈的好奇心和探知欲驅使他摘下草葉反復觀察。他發現草葉邊緣生長著密集而鋒利的細齒。這些細齒整齊劃一、規則有序，鋒銳和尖利得足以劃傷皮膚，儼然草葉的一副戰甲。大受啟發的魯班回家后反復試驗并改進，終以鐵片做出了形如草葉細齒的鋸子。這一發明使鋸割木料成了簡單便捷的事情，大幅縮短了木料加工時長。

除此之外，他還有很多發明創造，從古代作攻城之用的云梯到以竹木為材的飛翔器械木鵲，從形如蠡狀、內設機關，用鑰匙才能打開的銅鎖到運用榫卯結構原理制作而成的古代益智玩具魯班鎖……這些影響深遠、意義非凡的發明創造不僅讓魯班被建筑工匠們奉為祖師，還使他理所當然地成為仿生設計界的前輩，雖然那時的人們還并不知道兩千多年后的仿生設計為何物。

所謂仿生設計，就是以大自然的外形、色彩、聲音、功能和結構等為原型而進行的模仿設計。那么，人們為什么要模仿大自然呢？那是因為在歷經了億萬年的繁衍進化后，自然萬物在長期的優勝劣汰、物競天擇中不僅有著無與倫比的外部形態和合理實用的功能結構，而且形成了低耗環保的節約意識和便捷有效的生存法則。例如經科學計算，規則有序的六棱柱蜂巢實則為擁有著極致的秩序之美及以最少建筑材料獲得最大、最堅固空間的優秀建筑。形似蜂窩的冰島哈爾帕音樂廳外立面和2015年米蘭世界博覽會英國館大型“蜂巢”裝置的靈感皆源自大自然中的蜂巢。

另外，相傳終年生活在冰天雪地中的因紐特人常年居住的雪屋的設計靈感，來自北極熊為冬眠和產子而筑造的洞穴。也正因為如此，人類對于向大自然探尋生存之道、破解難題之法的探索從未停歇。

中國安徽坐落著一座有著“中國畫里的鄉村”美譽的古村落——宏村。古樸雅致的百余套保存完善的明清古民居和美不勝收的湖光山色，使得宏村在2000年被聯合國教科文組織列入世界文化遺產名錄，并被聯合國考察專家稱贊為擁有著舉世無雙的小城水街景觀。這座美麗的古村落其實也是一件成功的仿生設計作品。早在800年前，古宏村人就展開了對人類和大自然關系的探索——依照牛的外部形態和消化系統對村落布局和水利網絡進行設計規劃，使宏村一舉成為建筑史上的一大奇觀。

在古宏村人繪制的“牛”形村落規劃藍圖中，巍峨俊秀的雷崗山被設計為牛首，由兩棵拔地而起的參天古樹充當牛角，錯落有致、鱗次櫛比的徽派建筑群成為清晰可見的牛軀干，依溪而建的四座小橋為牛腿。更讓人拍案叫絕的是，村民將山間涓涓泉水引流至村莊并流經家家戶戶，還把迂回彎曲的渠道設計為牛的腸道，讓引入村莊的泉水先流入“牛胃”月沼進行過濾，再排向被視作“牛肚”的南湖，經再一次過濾后最終流向河流。這種別出心裁又科學嚴謹的村落布局和水利網絡設計如神來之筆，讓本就如詩如畫的宏村宛若落入人間的仙境一般逸趣橫生，同時也解除了居民長久以來用水困難的煩惱。宏村的此番改造無疑是人類與大自然的一次生動對話。

為了更好地適應生存環境，聰明的生物總會為自己“量身定制”美觀低耗的外部形態：為了在游行時減少水的阻力和自身能量消耗，魚為自己“定制”了流線型身形；成熟后的蒲公英會長成白色絨球狀，便于“飛”向更多的地方播撒種子；雞之所以為自己“定制”了橢圓形蛋殼，是因為這種形狀的蛋所占空間較小，可以最大限度地儲存于腹中，然后更加順暢地完成孵化……面對大自然中這些優美動人的線條和輪廓，人類又怎會不為之心動？于是仿生物形態設計的探索與實踐就這樣開始了，如伴隨著2008年北京奧運會舉辦拔地而起的中國國家體育場鳥巢，形如一個巨型鳥類巢穴，錯落交織又根根分明的鋼架結構裸露于外，使建筑與周邊環境自然地融為一體，不僅將孕育與希望的主題闡釋得惟妙惟肖，也將與此鋼筋骨架形態有著異曲同工之妙的中國傳統鏤空雕刻展現在世界人民面前。

大自然中的生物還擁有足以讓自己在大自然中化險為夷、長久生存的其他強大功能，如敏感的聽覺和多變的膚色。你知道為什么貓頭鷹總能如此敏捷高效地撲向獵物嗎？這與貓頭鷹超凡的聽力有很大的關系，因為它能夠通過極其微弱的聲音來進行快速定位。對聲波超級敏感的貓頭鷹后來啟發人們發明了“聽覺監視器”。又如變色龍遇到危險變色逃生啟示人們發明出用于不同環境的特種軍服……

此外，蒼蠅的“導航儀”楫翅還啟發人們設計了振動陀螺儀，使飛機成功實現了自動駕駛；壁虎的倒掛和垂直爬行能力為研發黏合劑和繃帶產品指明了方向；隨行的候鳥在群飛時可以減少風的阻力、節省體力，人們由此獲得了飛機編隊飛行可以降低油耗的啟發……這些都還只是一篇篇序章，相信有一天從大自然得出的靈感和發現會寫滿人類史冊。但是我們在為大自然的神奇和生命的偉大發出由衷贊嘆的同時，也不得不為大自然的生存問題而憂心。在大自然用自然災害向人類發出一次又一次嚴厲的警告和勸誡之后，認真思考如何避免過度索取、盲目開發、無盡破壞和嚴重污染，成為人們必須重視和面對的生存課題。

（本刊編輯部摘自《美育》教材，人民美術出版社）