夜晚的實驗教學(xué)設(shè)計
科學(xué)家模仿蝙蝠探路的辦法,給飛機裝上了雷達。雷達通過天線發(fā)出無線發(fā)出無線電波,無線電波遇到障礙物就反射回來,顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上,能夠看清楚前方有沒有障礙物,所以飛機在夜里飛行也十分安全。
仿生學(xué)漫談
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”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計算機的微小電路,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。
自然界形形色色的生物,都有著怎樣的奇異本領(lǐng)?它們的種種本領(lǐng),給了人類哪些啟發(fā)?模仿這些本領(lǐng),人類又可以造出什么樣的機器?這里要介紹的一門新興科學(xué)——仿生學(xué)。
仿生學(xué)是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué),它是在本世紀(jì)中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學(xué)。仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術(shù)之中,發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器,創(chuàng)造新技術(shù)。從仿生學(xué)的誕生、發(fā)展,到現(xiàn)在短短幾十年的時間內(nèi),它的研究成果已經(jīng)非常可觀。仿生學(xué)的問世開辟了獨特的技術(shù)發(fā)展道路,也就是向生物界索取藍圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強的生命力。
人類仿生由來已久。自古以來,自然界就是人類各種技術(shù)思想、工程原理及重大發(fā)明的源泉。種類繁多的生物界經(jīng)過長期的進化過程,使它們能適應(yīng)環(huán)境的變化,從而得到生存和發(fā)展。勞動創(chuàng)造了人類。人類以自己直立的身軀、能勞動的雙手、交流情感和思想的語言,在長期的生產(chǎn)實踐中,促進了神經(jīng)系統(tǒng)尤其是大腦獲得了高度發(fā)展。因此,人類無與倫比的能力和智慧遠遠超過生物界的所有類群。人類通過勞動運用聰明的才智和靈巧的雙手制造工具,從而在自然界里獲得更大自由。人類的智慧不僅僅停留在觀察和認(rèn)識生物界上,而且還運用人類所獨有的思維和設(shè)計能力模仿生物,通過創(chuàng)造性的勞動增加自己的本領(lǐng)。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。
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·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細(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,這是世界上第一架人造飛行器。
以上這些模仿生物構(gòu)造和功能的發(fā)明與嘗試,可以認(rèn)為是人類仿生的先驅(qū),也是仿生學(xué)的萌芽。