转自：南湖晚报

　　【故事抄】

　　N（英）薇罗妮卡·卡普萨利

　　仿生学的重要性早已为人们所熟知，其目的是模仿生命的自然过程来制造材料和设计产品。在大众的印象中，尤为著名的仿生学例子莫过于牛蒡毛刺上的微型“钩子”，它启发了尼龙搭扣的设计。然而，仿生学的应用远不止于此，从模仿鲨鱼表皮制造的泳衣，到受云杉球果启发设计的可编程木材，再到模拟红火蚁群行为开发的群体机器人，仿生学正在为人类带来无限的创新灵感。

　　广西师范大学出版社新近出版的《仿生设计：设计师如何从自然中汲取灵感》的作者是一位兼具生物学家和设计师背景的专业人士，她以深入浅出的方式，详细阐述了每一种自然现象及其人工应用，并对生物学和设计背后的故事进行了通俗易懂的解释。书中列举的例子大多已经开发成具体的产品，而另一些则为有志于创新的设计师指明了可能的发展方向。作者将深奥的原理性知识讲得浅显易懂、妙趣横生，十分值得一读。

　　神话与现实中的仿生

　　大自然的美妙、力量与浩瀚广博总能激起我们心中最原始的情感，为我们提供永不枯竭的美学灵感，人类历史上的众多艺术作品都体现了这一点。然而，关于仿生创新似乎一直没有文献记载，无论在伟大的艺术作品中还是在考古发现中都没有找到与仿生学相关的确凿证据，甚至直到20世纪50年代左右，才有精确的术语来描述仿生现象。尽管如此，在古老的神话传说中，在个人记录或日记的片段中，都能找到与仿生概念相关的蛛丝马迹。下文将介绍几个可以证明仿生学存在的例子，虽然彼时甚至在神话中都还没有出现“仿生学”这个词。

　　代达罗斯

　　在希腊神话中，代达罗斯是一位才华横溢的建筑师、雕塑家和发明家，以其艺术造诣和心灵手巧而闻名。他有一个侄子叫塔卢斯（也叫佩迪克斯），在他那里做学徒。塔卢斯虽然很年轻，但他因展现了非凡的创造力而名声大噪，可与他的师傅代达罗斯相媲美。这个神话中出现了一个特定的发明：塔卢斯在海滩上散步时，发现了一条死鱼的完整脊椎，经过仔细观察，他用金属重制了这种结构，从而创造了第一把锯子。

　　代达罗斯对他的天才侄子的嫉妒与日俱增，以至于有一天，他把塔卢斯从卫城上推下致其死亡，结果，代达罗斯因罪行被流放到克里特岛，为米诺斯国王服务。他想和他的儿子伊卡洛斯一起逃离克里特岛，但米诺斯控制了陆路和海路，于是，代达罗斯想从天上找到逃跑的办法。受鸟类飞行的启发，他用蜡和羽毛制作了翅膀，在翅膀的帮助下，这对父子成功地飞离了克里特岛。尽管代达罗斯警告过儿子不要飞得太高，但伊卡洛斯并未放在心上，最终，太阳的热量熔化了蜡，导致翅膀解体，伊卡洛斯从空中坠落而亡，只有代达罗斯一人最终抵达西西里岛。

　　埃迪斯通灯塔

　　埃迪斯通灯塔位于英格兰南部德文郡海岸外，用于警告船只注意附近危险的埃迪斯通礁石。该地点承受的风浪极大，用木材建造的两座灯塔无法长久维持。18世纪中期，土木工程师约翰·斯密顿受命设计第三座灯塔，他以橡树的形状为原型，设计宽阔的底盘以增强稳定性，并以花岗岩作为主要材料。灯塔于1759年竣工，之后近100年都保持完好。该项目的成功不仅归功于优秀的建筑设计，还有两项创新也发挥了重要作用：其一是水硬性石灰的应用，这是一种特有的混凝土，最初罗马人使用过，可以在水下凝固成型；其二是使用创新的燕尾型构件将花岗岩块固定在一起，形成特别坚实耐用的砌体结构。上述所有因素结合在一起，造就了这座成功的建筑，并一直使用了一个世纪。

　　埃菲尔铁塔

　　另一个早期仿生学的例子是为1889年巴黎世博会建造的埃菲尔铁塔。法国结构工程师古斯塔夫·埃菲尔是一位才华横溢的工程师，他的专长是设计由支柱和铆钉组成的大型铁结构。他的代表作包括葡萄牙波尔图的玛丽亚·皮亚铁路桥（1877年），以及法国雕塑家弗雷德里克·奥古斯特·巴托尔迪在纽约设计的自由女神像的内部框架（1884年）。

　　据说，埃菲尔铁塔的灵感来自德国解剖学家赫尔曼·冯·迈耶和瑞士工程师卡尔·库尔曼的共同研究，前者在人类股骨的内部结构中发现了一种被称为骨小梁的交叉纤维，后者创建了这些纤维的数学模型，将其类比为建筑物中使用的支柱和支架。

　　埃菲尔铁塔的最初设计实际上是由埃菲尔的两名员工于1884年构思的，一位是曾师从于卡尔·库尔曼的瑞士工程师莫雷斯·克什兰，另一位是法国工程师艾米勒·努吉耶。古斯塔夫·埃菲尔利用他在大型金属结构方面的专业知识，计算出了抵抗风荷载所需的基础塔架的曲线，从而完善了该铁塔的设计。这样一座300多米高的铁塔是1889年世博会展览的中心建筑，现在已成为历史上最具标志性的建筑之一。

　　猫眼道钉

　　1933年，英国人珀西·肖发明的反光道钉（猫眼道钉），在道路交通安全领域可谓至关重要。肖是一位杰出的发明家和企业家，在学生时代，他就开发了一套用橡胶固定地毯的工艺流程，还设计了一种泵送汽油的方法。40岁时，他开始经营一家企业，主营业务是用柏油碎石修复道路和园林小径，为了方便开展工作，他还发明了一种机械式压路机。

　　当时，很多驾驶员在夜间依赖于车头灯在电车轨道金属表面的反光来判断行驶路线。随着汽车和公共汽车逐渐取代有轨电车，金属轨道也逐渐被拆除，但肖意识到夜间交通仍需要可以反光的表面来确保行车安全。据说，猫眼道钉的灵感部分来源于猫眼中可以穿透黑暗和浓雾的特殊结构，部分来源于在此六年前英国赫里福德郡的理查德·霍林思·默里发明的反光路标技术。在两者的基础上，肖花了很长时间设计了猫眼道钉，虽然基本原理仍是利用已知的反射透镜的光学特性，但他的贡献在于将这些产品安装在一个坚固、实用的外壳中，并创建了一种具有成本效益的批量生产方法。