大自然揭示什么？

“请去问问动物，它们会指教你，问问天上的鸟，它们会告诉你。请去看看大地，大地会指教你，看看海里的鱼，鱼会告诉你。”——约伯记12:7,8

近年，科学家和工程师都纷纷请动植物“指教”他们。他们研究并模仿生物系统的设计特色，用以研制新产品，或改进现有机器的性能。这门模仿生物设计的科学称为仿生学。你看下面的例子时，请问问自己：“说到底，这些设计应当归功于谁呢？”

研究鲸鱼的鳍肢

飞机设计师可以从座头鲸学到什么？学到的东西可不少啊！成年的座头鲸约重30吨，等于一辆载满货物的货车。座头鲸的身体比较僵直，有翅膀似的巨大鳍肢。这种12米长的动物是游泳好手，灵巧敏捷。例如捕食时，座头鲸会在鱼或磷虾下面打圈，沿螺旋型向上游，边游边喷气，形成泡沫。于是，那些鱼或磷虾就被泡沫包围，像被网子围住一样，这样的“网子”细小得直径只有1.5米。最后，受困的鱼、磷虾被迫游到水面，座头鲸就一口把美食通通吞下。

研究人员特别感兴趣的是，身体这么僵直的生物，怎样能绕着这么狭小的圈子向上游？这件事似乎不可能。研究人员发现，秘密就藏在座头鲸的鳍肢里。鳍肢的前缘不是像飞机的机翼那样又平又滑，而是呈锯齿状的，上面有一排凸块，叫做小结节。

当座头鲸快速向前游，小结节能增加上升力和减低水阻力。这是怎么一回事？《博物学》杂志（英语）解释，有了小结节，座头鲸向上游时，即使身躯跟水平面几乎成直角，水也能流畅地聚到鳍肢前面打转。假如鳍肢的前缘是平滑的，座头鲸就不能绕着这么狭小的圈子向上游，因为水会在鳍肢后面旋转，这样就不能产生上升力了。

这个原理可以应用到什么范畴呢？证据表明，如果飞机的机翼仿照鳍肢而设计，就可以减少襟翼或其他用来调节气流的装置。这样，机翼会更为安全，也更易于保养。生物力学专家约翰·朗相信，不久“我们很可能见到，每架喷气式飞机都有凹凸的机翼，就像座头鲸一样”。

模拟海鸥的翅膀

工程师早已经仿照鸟类翅膀的形状设计飞机的机翼。但最近，这种模仿工程更上一层楼。《新科学家》周刊（英语）报导：“佛罗里达大学的研究人员按实物的比例，制造了一个遥控的无人驾驶飞机模型，这个飞机模型能像海鸥那样盘旋、俯冲和高速爬升。”

海鸥展翅飞翔，优美绝伦，全靠肱骨两端的关节，让它能弯曲翅膀。《新科学家》周刊指出，研究人员仿照海鸥灵活的翅膀，“在长24英寸的飞机模型里安装小型引擎，控制多条金属杆去摆动机翼”。这么聪明的设计，让这小小的飞机模型能在高楼大厦之间盘旋和俯冲。美国空军正积极研发这类极度灵活的飞机，在大城市侦察生化武器。

模仿壁虎的脚掌

陆上生物也是人类的学习对象。例如，一种细小的蜥蜴叫做壁虎，它们可以爬在墙上，又能倒过来在天花板爬来爬去。早在圣经时代，这种生物的神奇特性已经为人所知。（箴言30:28）壁虎能抵抗地心吸力，秘密何在？

即使平面光滑如镜，壁虎也能依附在上面，秘密在于脚掌上极纤细的毛发组织，叫做刚毛。壁虎的脚掌不会分泌黏液。壁虎能附在墙上，靠的是一种微弱的分子力，称为范德瓦耳斯力（范德华力）的微弱吸引力，使脚掌的分子和平面上的分子连结起来。通常，地心吸力很容易抵消这种吸引力的作用，所以你不能单单把手掌放在墙上，就附在墙上爬上去。然而，壁虎的一只脚掌，就有数以千计纤细的刚毛，这增加了脚掌与墙壁的接触面，互相的吸力因而大大增强，足以使壁虎附在墙上，不致掉下去。

这个发现有什么价值呢？模仿壁虎的脚掌而制造的合成物，可以代替尼龙搭扣（魔术贴）。尼龙搭扣的灵感同样是来自大自然的。 *《经济学家》周刊（英语）引述一个研究员的话，指出在有些医疗程序中不能使用化学黏合剂，模仿壁虎的刚毛而制成的条子就大派用场了。

应该归功于谁？

美国国家航空航天局（美国太空总署）正研制一个像蝎子般走路的多脚机器人（机械人）。另外，芬兰的工程师制成了一个有六条腿的爬行器，可以爬过障碍物，就像一只巨型昆虫似的。有些研究人员参照松果开合的原理，设计一种有小瓣的布料。汽车制造商正仿照箱鲀（浅水海鱼类）去研制车辆，因为箱鲀的设计能大大减低在海里游动的阻力，令人惊叹。鲍鱼的甲壳具有防震的特性，有些研究人员尝试找出其中的奥妙，希望制成更轻、更坚硬的装甲。

研究人员从自然界得到丰富而实用的知识，还建立了一个资料库，里面储存了巨量的生物系统档案。《经济学家》周刊说，科学家可以在资料库里，找到“天然方法去解决设计上的难题”。人拥有资料库里的生物系统档案，就是拥有“生物专利权”。一般而言，个人或公司为新意念或新器具正式注册，就合法地持有相关的专利权。《经济学家》周刊论及这个生物专利资料库，说：“研究人员巧妙地模仿生物，然后说自己拥有‘生物专利权’，那么，他们其实正在强调大自然才是拥有‘生物专利权’的。”

为什么大自然能提供这么了不起的知识呢？大自然的事物显然经过巧妙的设计，不少研究人员却把功劳归于千万年来盲目的进化。然而，另一些研究人员却有截然不同的结论。2005年，微生物学家迈克尔·贝赫在《纽约时报》写道：“［大自然中的］设计显而易见，说明了一个令人信服而又简单的道理：如果有一种生物，不论外形、走路的姿势和叫声都像鸭子一样，又没有明显的证据表明它不是鸭子，那么，我们就认定它是鸭子。”他有什么结论？“设计如此显明，我们不应该视若无睹。”

当然，工程师设计更安全、更灵巧的飞机翼，的确值得赞赏。同样，发明家设计多功能的条子、更舒适的布料或性能更佳的汽车，也值得表扬。事实上，如果制造商抄袭别人的设计，却没有注明出处，可能会被视为犯法。

受过严格训练的研究人员粗糙地仿照大自然的事物，去解决工程学上的难题，然后将原创精心的意念说成是来自无意识的进化，这样，你觉得合乎逻辑吗？仿制品尚且需要设计者，原创品又怎样？艺术家教导门生，门生模仿他的技巧，哪一个更值得表扬？

结论合乎情理

仔细看过大自然设计的证据后，很多人都同意诗篇执笔者的心声：“耶和华啊，你所造的多么丰富！这一切都是你用智慧造的。你造的万物遍满大地。”（诗篇104:24）执笔写圣经的保罗也得到类似的结论，他说：“自从创世以来，上帝那些看不见的特质，就是他的永恒力量和神性，一直都清楚可见，从他所造的东西就能看出来。”（罗马书1:19,20）

很多诚恳的人尊重圣经，也相信上帝存在。可是，他们或许声称上帝运用进化的过程，造出自然界里多姿多彩的生物。圣经怎么说呢？

［脚注］

［第5页的精选语句］

为什么大自然能提供这么了不起的知识呢？

［第6页的精选语句］

谁拥有自然界的专利权？

［第7页的附栏或图片］

仿制品尚且需要设计者，原创品又怎样？

这架极度灵活的飞机是仿照海鸥的翅膀而制成的

壁虎爬行时干净利落，不留半点痕迹，就连在任何平面上（特氟隆的平面除外）也来去自如，轻松自在。研究员正研究壁虎的脚掌，加以模仿

箱鲀能大大减低在海里游动时的阻力，实在令人惊叹。这个设计提供了研制汽车的灵感

［鸣谢］

飞机：Kristen Bartlett/ University of Florida; 壁虎的脚掌：Breck P. Kent; 箱鲀和汽车：Mercedes-Benz USA

［第8页的附栏或图片］

靠本能智慧找到方向

地球上许多动物都具有“本能的智慧”，能够觅食和生存。（箴言30:24,25）让我们看看两种小动物。

◼ 蚂蚁疏导交通出外觅食的蚂蚁怎样找到回蚁穴的路呢？英国的研究员发现，除了留下引路的信息素之外，有些蚂蚁还利用几何原理找到回家的路。《新科学家》周刊（英语）说，法老蚁“在蚁穴设下向四面八方伸延的信息素网路，每条路在50～60度角就有一条岔路”。这些网路有什么特别呢？要是有一只蚂蚁想回家，它走到一个岔路时，就会本能地走距离最近的路，最后就能回到家里。文章接着说：“蚂蚁出外和回家时，这些涉及几何原理的岔路大大疏导了交通，也帮助蚂蚁不致因走错方向而多费气力。”

◼ 鸟类有内置罗盘无论天气好或坏，许多鸟类都能够飞很远路程，而且能够准确无误地抵达目的地。怎么样呢？研究人员发现，鸟类能感应地球的磁场。可是地球的“磁场曲线在各地都不同，而且不是常常直指北方”。为什么候鸟不会偏离航道呢？显然每个黄昏，鸟儿都会以日落调校自己的内置罗盘。由于日落的位置随着纬度不同、季节更替而改变，研究员认为鸟类的“生理时钟使它们知道正处于年中的什么时候”。（《科学》杂志，英语）

谁把蚂蚁设计成能够明白几何原理？鸟类的内置罗盘、生理时钟，以及能够分析这些资料的头脑又是谁赐予的呢？是盲目进化的产品？还是智慧超卓的造物主的杰作呢？

［鸣谢］

© E.J.H. Robinson 2004