大烏龜背小烏龜：轉(zhuǎn)動(dòng)炮塔的坦克.
鳥(niǎo)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(diǎn),這就是防止翅膀顫抖的關(guān)鍵.飛機(jī)設(shè)計(jì)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(lái)工程師模仿（fǎng）鯨的形體,改進(jìn)了船體的設(shè)計(jì),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(gè)部分.建筑師根據(jù)這種“薄殼結(jié)構(gòu)”的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出許多既輕便又省料的建筑物.
袋鼠：會(huì)跳躍的越野汽車,
貝殼：外殼堅(jiān)固的坦克……
1 蒼蠅,是細(xì)菌的傳播者,誰(shuí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)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?gòu)埾嗤南嗥?這種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計(jì)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(yú)兒在水中有自由來(lái)去的本領(lǐng),人們就模仿魚(yú)類的形體造船,以木槳仿鰭.相傳早在大禹時(shí)期,我國(guó)古代勞動(dòng)人民觀察魚(yú)在水中用尾巴的搖擺而游動(dòng)、轉(zhuǎn)彎,他們就在船尾上架置木槳.通過(guò)反復(fù)的觀察、模仿和實(shí)踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動(dòng)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(niǎo)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(niǎo)“成而飛之,三日不下”.然而人們更希望仿制鳥(niǎo)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(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行仔細(xì)的解剖,研究鳥(niǎo)的身體結(jié)構(gòu)并認(rèn)真觀察鳥(niǎo)類的飛行.設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(chóng),但是堵塞蝙蝠的雙耳后,它們?cè)诤诎抵芯痛绮诫y行了.面對(duì)這些事實(shí),帕蘭贊尼提出了一個(gè)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(tái)認(rèn)為蝙蝠發(fā)出聲音信號(hào)的頻率超出人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍.并提出蝙蝠對(duì)目標(biāo)的定位方法與第一次世界大戰(zhàn)時(shí)郎之萬(wàn)發(fā)明的用超聲波回波定位的方法相同.遺憾的是,哈臺(tái)的提示并未引起人們的重視,而工程師們對(duì)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(cè)量器,才完完全全證實(shí)蝙蝠就是以發(fā)出超聲波來(lái)定位的.但是這對(duì)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(niǎo)類飛行造出第一個(gè)飛行器400年之后,人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)的實(shí)踐,終于在1903年發(fā)明了飛機(jī),使人類實(shí)現(xiàn)了飛上天空的夢(mèng)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(guò)了鳥(niǎo)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(shí),設(shè)計(jì)師又碰到了一個(gè)難題,就是氣體動(dòng)力學(xué)中的顫振現(xiàn)象.當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí),機(jī)翼發(fā)生有害的振動(dòng),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(jì)師們?yōu)榇嘶ㄙM(fèi)了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)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(gè)加重裝置,這樣就把有害的振動(dòng)消除了.可是,昆蟲(chóng)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(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化,昆蟲(chóng)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(shí),發(fā)現(xiàn)在每個(gè)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(lái)蕩去.實(shí)驗(yàn)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(jì)師高超的發(fā)明何等相似.假如設(shè)計(jì)師們先向昆蟲(chóng)學(xué)習(xí)翼眼的功用,獲得有益于解決顫振的設(shè)計(jì)思想,就可似避免長(zhǎng)期的探索和人員的犧牲了.面對(duì)蜻蜓翅膀的翼眼,飛機(jī)設(shè)計(jì)師大有相見(jiàn)恨晚之感!
6 從螢火蟲(chóng)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(jiàn)光,其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了,而且電燈的熱射線有害于人眼.那么,有沒(méi)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(chóng)、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類等,而且這些動(dòng)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(dòng)物中,螢火蟲(chóng)是其中的一類.螢火蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)的發(fā)光器位于腹部.這個(gè)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(gè)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(chóng)的發(fā)光,實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程.
早在40年代,人們根據(jù)對(duì)螢火蟲(chóng)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(lái),科學(xué)家先是從螢火蟲(chóng)的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來(lái)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(méi)有電源,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),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.