大烏龜背小烏龜：轉(zhuǎn)動炮塔的坦克.
鳥在天空飛翔：制造了各種飛行器.
蜜蜂造巢窩：各種正六邊形的蜂巢結(jié)構(gòu)板材.
每只蜻蜓的翅膀末端,都有一塊比周圍略重一些的厚斑點,這就是防止翅膀顫抖的關(guān)鍵.飛機(jī)設(shè)計師研究蒼蠅、蚊子、蜜蜂等的飛行方法,造出了許多具有各種優(yōu)良性能的新式飛機(jī).
鯨：外形是一種極為理想的“流線體”,而“流線體”在水中受到的阻力是最小的.后來工程師模仿（fǎng）鯨的形體,改進(jìn)了船體的設(shè)計,大大提高了輪船舴的速度.
蛋殼：能夠把受到的壓力均勻（yún）地分散到蛋殼的各個部分.建筑師根據(jù)這種“薄殼結(jié)構(gòu)”的特點,設(shè)計出許多既輕便又省料的建筑物.
袋鼠：會跳躍的越野汽車,
貝殼：外殼堅固的坦克……
1 蒼蠅,是細(xì)菌的傳播者,誰都討厭它.可是蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是“天然導(dǎo)航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”.這種儀器目前已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上,實現(xiàn)了自動駕駛.蒼蠅的眼睛是一種“復(fù)眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”.“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機(jī)”,一次就能照出千百張相同的相片.這種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計算機(jī)的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量.“蠅眼透鏡”是一種新型光學(xué)元件,它的用途很多.
2 魚兒在水中有自由來去的本領(lǐng),人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭.相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動、轉(zhuǎn)彎,他們就在船尾上架置木槳.通過反復(fù)的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉(zhuǎn)彎的手段.這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船只航行自如.
3 鳥兒展翅可在空中自由飛翔.據(jù)《韓非子》記載魯班用竹木作鳥“成而飛之,三日不下”.然而人們更希望仿制鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中.早在四百多年前,意大利人利奧那多·達(dá)·芬奇和他的助手對鳥類進(jìn)行仔細(xì)的解剖,研究鳥的身體結(jié)構(gòu)并認(rèn)真觀察鳥類的飛行.設(shè)計和制造了一架撲翼機(jī),這是世界上第一架人造飛行器.
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生物在漫長的年代里就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖.因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息.意大利人斯帕蘭贊尼很早以前就發(fā)現(xiàn)蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是堵塞蝙蝠的雙耳后,它們在黑暗中就寸步難行了.面對這些事實,帕蘭贊尼提出了一個使人們難以接受的結(jié)論：蝙蝠能用耳朵“看東西”.第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,1920年哈臺認(rèn)為蝙蝠發(fā)出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍.并提出蝙蝠對目標(biāo)的定位方法與第一次世界大戰(zhàn)時郎之萬發(fā)明的用超聲波回波定位的方法相同.遺憾的是,哈臺的提示并未引起人們的重視,而工程師們對于蝙蝠具有“回聲定位”的技術(shù)是難以相信的.直到1983年采用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發(fā)出超聲波來定位的.但是這對于早期雷達(dá)和聲納的發(fā)明已經(jīng)不能有所幫助了.
5 在利奧那多·達(dá)·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之后,人們經(jīng)過長期反復(fù)的實踐,終于在1903年發(fā)明了飛機(jī),使人類實現(xiàn)了飛上天空的夢想.由于不斷改進(jìn),30年后人們的飛機(jī)不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能.但是在繼續(xù)研制飛行更快更高的飛機(jī)時,設(shè)計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學(xué)中的顫振現(xiàn)象.當(dāng)飛機(jī)飛行時,機(jī)翼發(fā)生有害的振動,飛行越快,機(jī)翼的顫振越強(qiáng)烈,甚至使機(jī)翼折斷,造成飛機(jī)墜落,許多試飛的飛行員因而喪生.飛機(jī)設(shè)計師們?yōu)榇嘶ㄙM了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象,經(jīng)過長時間的努力才找到解決這一難題的方法.就在機(jī)翼前緣的遠(yuǎn)端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了.可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經(jīng)過長期的進(jìn)化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法.生物學(xué)家在研究蜻蜓翅膀時,發(fā)現(xiàn)在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質(zhì)加厚區(qū)——翼眼或稱翅痣.如果把翼眼去掉,飛行就變得蕩來蕩去.實驗證明正是翼眼的角質(zhì)組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設(shè)計師高超的發(fā)明何等相似.假如設(shè)計師們先向昆蟲學(xué)習(xí)翼眼的功用,獲得有益于解決顫振的設(shè)計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了.面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機(jī)設(shè)計師大有相見恨晚之感!
6 從螢火蟲到人工冷光
自從人類發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了.但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害于人眼.那么,有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然.
在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細(xì)菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱為“冷光”.
在眾多的發(fā)光動物中,螢火蟲是其中的一類.螢火蟲約有1 500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同.螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率,而且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強(qiáng)度也比較高.因此,生物光是一種人類理想的光.
科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲的發(fā)光器位于腹部.這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成.發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細(xì)胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì).在熒光酶的作用下,熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光.螢火蟲的發(fā)光,實質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過程.
早在40年代,人們根據(jù)對螢火蟲的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類的照明光源發(fā)生了很大變化.近年來,科學(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來又分離出了熒光酶,接著,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素.由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈.由于這種光沒有電源,不會產(chǎn)生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
現(xiàn)在,人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用.