littlebird
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以造化为师＿向大自然学习
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[转文]
昆虫个体小，种类和数量庞大，占现存动物的75%以上，遍布全世界。它们有各自的生存绝技，连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛，特别是仿生学方面的任何成就，都来自生物的某种特性。
蝴蝶与仿生学
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
萤火虫与仿生
萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生学
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
苍蝇与仿生学
家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术，这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。它设想到了每一种情况，非常小心，并能快速移动。那么，它是怎么做到的呢？
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，科学家据此原理研制成一代新型振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329片小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪。
蜂类与仿生学
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28’，锐角70°32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生学
跳蚤的跳跃本领十分好，航空专家对此进行了大量研究，英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发，成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。根据某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理，制成的侧抑制电子模型，用于各类摄影系统，还有利用昆虫形态及特性开发研制了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
昆虫在亿万年的进化过程中，随着环境的变迁而逐渐演化，都在不同程度地发展着各自的生存本领。随着人们对昆虫的各种生命活动进一步了解，越来越意识到昆虫对人类的重要性．真没想到，小小的昆虫在未来会为人类增添如此的惊奇。
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| 发表时间：2006-07-22, 02:25:49 |
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Re: 以造化为师＿向大自然学习
建筑艺术是人类文明发展的重要标志，动物王国里也有许多天才的建筑大师。它们既能修建隔离墙，又能用浆果汁粉刷大门；它们既能为自己的女王设计宫殿，也能为后代建造带有阳台和儿童间的公寓套间，甚至能建造壮观的"高层公寓"……它们用的建筑材料都取自大自然：粘土、小石子、树叶、草秆等，而密封材料往往就是它们自己的唾液。甚至空调和精巧的安全装置也不是人类的专利，动物界也有优秀的气象学家、静力学家、乃至室内装潢专家。
以下介绍的是这些大师们的作品：
1、球型宫殿：非洲文鸟用喙和脚巧妙编织而成的圆巢，它从一个圆支架做起，形成一个圆球最后再将其悬挂在树枝上。
2、稳定的轻质结构：田蜂筑造的纸盒型巢十分精巧，它虽然是一种轻质结构，但有令人难以置信的稳定性。
3、完美的胶合：织网蚁的巢是用树叶粘合而成。它们的幼虫能够吐出粘合剂，是理想的"胶水瓶"。
4、树上圆塔住宅：楼群居雀的居所看起来就像架在树上的一个摇摇欲坠的柴草堆，但其结构十分牢固，能够维持几十年，经常是到树不堪重负被压断为止。
5、树杈上的"灶"灶：鸟的巢是用粘土砌成的，一般选在较为安稳的树杈上。一个巢大约需要2500粒粘土，都是灶鸟用喙衔来的。
6、平台建筑群：热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢，层层叠叠结合在一起，通常有40层，能够安置10万户"居民"。
7、带空调的古堡：白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况，白天制冷，夜里供暖。
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| 发表时间：2006-07-24, 09:25:10 |
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Re: 以造化为师＿向大自然学习
在世界著名的建筑中，有许多仿照植物外形建造的独特建筑，成为令人瞩目的新奇景观。
旋转房屋：德国建筑学家设计制造成功一种向日葵式的旋转房屋。它装有如同雷达一样的红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太阳能，保证房屋的日常供热和用电，又能将光能储存起来，供阴雨天和夜晚使用，构思十分巧妙，设计独具匠心。
王莲展厅：南美洲亚马逊河流域生长的王莲，叶子直径可达2至3米。这种叶子的背面有粗大的叶脉和相互交错的小叶脉，支撑力很强。英国著名建筑师约瑟根据王莲叶片结构，设计建筑了一座顶棚跨度很大的展览大厅。整个结构很有特点，既轻巧、雄伟又经济耐用。
麦穗建筑：英国有一幢名叫“穗上颗粒”的建筑物，它的每一套房间都是用轻质、高强度塑料制成的。中间是一个用钢筋混凝土浇筑的井筒，四周悬挂许多支臂。房间环绕井筒悬挂，从远处看就像一个硕大的麦穗。
采光建筑：路边生长的车前草，对仿生建筑也很有作用。它的叶片排列十分规则，每两片之间的夹角都是137度。所以，每片叶子都能够得到充足的阳光。于是，建筑师根据车前草的排列结构，设计建筑了螺旋式楼房，使每间房屋在一年四季中都可以得到阳光的照射，成为深受人们欢迎的“采光”建筑。
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| 发表时间：2006-07-24, 09:28:20 |
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Re: 以造化为师＿向大自然学习
从蝴蝶翅膀到防伪纸币
在一般人看来，蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡本是南其辕北其辙互不着边的两个事物，根本没有什么联系，可是，只要你耐心读完这不到千字的小文，你就会明白这其中确有某些因缘，而且，你还会看到仿生学这个学科的又一个妙用。
所谓仿生学，它是研究如何模仿生物的结构和功能，来制造设备或物件以造福人类的学科。日前发表在英国《自然》上的关于一种生活在印度尼西亚的蝴蝶翅膀的颜色的形成问题的报告，不仅向我们展示了大自然的奥妙，也为我们研制更新的、坏人再也无法伪造的防伪纸币打开了一条仿生学的思路。
英国埃克塞特（Exeter）大学薄膜光子实验室的物理学家乌维西克（Vuvisic）和另外两名同事，由于一个偶然的机遇，在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀，这个蝴蝶的翅膀颜色本来是有黄有蓝，但是在人眼里就成为闪闪发光的绿色。他们用显微镜观察大凤蝶翅膀发现，蝴蝶翅膀上竟然布满了下凹的小坑，这些小坑太小，尺寸只有大约万分之四厘米，小坑底是黄色，而坑的斜坡是兰色的。乌维西克用如下方式来解释为什么在人看来大凤蝶的翅膀是绿色的：当光线照射到坑底时，它被反射而呈黄色，而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射，但此反射光线又入射到另一斜坡再被反射，此时，由于小坑太小，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区分开来，从而感觉到的是绿色。另外，他们还发现，这两次反射也改变了光的极化方向，人眼无法区别这一改变，但是蜜蜂等昆虫却能察觉。要解释光的极化方向还真需要点专门知识，浅显但不太精确的解释就是光子在电磁场中振动的方向。
换了我们常人，发现这些奥妙，大概也无非是击掌赞叹造化的神奇，此外就不在做什么了。然而乌维西克等人却想到假币。他们目前正在研究如何仿照大凤蝶翅膀的结构，在纸币或信用卡上也不满小坑，这样无论制造伪钞者将假币印制得在外表上多么与真币相似，他们绝没有技术也在假币上布满分布和大小都与真币一样的小坑，只要用专门的光学设备发出极化光一照，看看反射光的极化方向，就会真假立现，我们辛辛苦苦挣来的那点血汗钱也就再不会被骗子骗走了。你看，蝴蝶翅膀与防伪纸币有没有关系？
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| 发表时间：2006-07-24, 09:30:30 |
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