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是谁先设计的?

是谁先设计的?

近年,科学家和工程师都纷纷向动植物请教。(约伯记12:7,8)他们研究并模仿生物系统的设计特色,用以研制新产品,或改进现有产品的性能。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?学到的东西可不少呢!成年的座头鲸约重30吨,相当于一辆满载货物的货车。座头鲸长12米(40英尺),身体不大柔软,有翅膀似的巨大鳍肢,却是游泳好手,动作灵活敏捷。

研究人员特别感兴趣的是,座头鲸身体不大柔软,怎么能灵活地转急弯呢?他们发现,秘密藏在座头鲸的鳍肢里。鳍肢的前缘不是像飞机的机翼那样平滑,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时,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,小结节能激起水流,形成稳定的涡流,滑过鳍肢上面。即使座头鲸向上游,身躯跟水平面几乎成直角,小结节也能发挥作用。10

谁拥有大自然的专利权?

科学家怎样应用所发现的原理呢?证据表明,如果飞机的机翼仿照座头鲸鳍肢的设计,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,每架喷射飞机的机翼都是凹凸起伏的,就像座头鲸的鳍肢那样”。11

模仿海鸥翅膀

工程师早已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)报道:“佛罗里达大学的研究人员按海鸥的身体比例,制造了一架遥控飞机,这架飞机能像海鸥那样盘旋、俯冲和高速爬升。”12

海鸥展翅飞翔,姿态优美,全靠肱骨两端的关节,让它能屈曲和伸展翅膀。《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[61厘米]的飞机里安装小型引擎,控制多条金属杆去摆动机翼”。这么聪明的设计,让这小小的飞机能在高楼大厦之间盘旋俯冲。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。

参照海鸥双脚

海鸥站在冰上却不会冻僵,它到底是怎样保存体温的呢?部分原因在于海鸥身体的奇妙构造。这个起保温作用的设计称为逆流交换作用,在许多生活于冰天雪地的动物当中十分常见。

热力传送,热能保存在体内。只有脚掌冰冷

什么是逆流交换作用?要了解逆流交换的原理,请想象有两根绑在一起的管子,一根有热水流动,另一根则有冷水流动。如果热水和冷水都朝着相同的方向流动,那么热水大约一半的热能就会传给冷水,可是如果热水和冷水朝相反方向走,热水的所有热能就差不多全都 会传给冷水。

海鸥站在冰上,血液从冰冷的脚掌流向身体时,由于逆流交换作用,血液就变得暖和。有了这个设计,海鸥的体温就得以保存,海鸥的热能也不致从脚掌散失净尽。航空兼机械工程师阿瑟·弗拉斯说:“在世上众多交流换热器中,这是最高效的设计之一。”13海鸥身体的设计实在巧妙,人类已把这个机制应用到工程项目中。

是谁的功劳?

这辆概念车的设计灵感来自箱鲀,箱鲀的身体构造能大大减低其游动时遇到的阻力

美国太空总署(美国国家航空航天局)正研制一个像蝎子般爬行的多脚机器人。另外,芬兰的工程师制成了一个像巨型昆虫似的爬行器,爬行器有六条腿,可以爬过障碍物。有些研究人员参照松果开合的原理,设计了一种有小瓣的布料,小瓣能随着人的体温改变而自动开合。汽车制造商正参照箱鲀(盒子鱼)的构造去研发新型汽车,因为箱鲀的设计能大大减低其游动时遇到的阻力。鲍鱼的甲壳具有防震的特性,研究人员正尝试解构个中奥妙,好制成更轻便、更坚硬的盔甲。

海豚的声纳系统远胜人工仿制品

研究人员从大自然得到许多了不起的设计灵感,他们建立了一个资料库,储存巨量关乎大自然奇妙设计的档案。《经济学人》周刊(英语)说,科学家可以查看资料库,向大自然请教,“解决设计上的难题”。资料库里的档案称为“生物专利”。一般而言,个人或公司为新意念或新器具正式注册,就合法地拥有相关的专利权。《经济学人》论及这些取得生物专利的档案,说:“研究人员模仿生物的奇妙设计,称这些设计为‘生物专利’,这其实凸显出大自然是‘专利’的拥有者。”14

科学家正在研究鲍鱼甲壳的防震特性

为什么大自然能给人这么多了不起的灵感呢?大自然显然经过巧妙的设计,不少研究人员却说一切都是千百万年来误打误撞进化而成的。然而,另一些研究人员却有截然不同的结论。微生物学家迈克尔·贝赫在2005年2月7日的《纽约时报》写道:“[大自然]处处显出精心的设计,说明了一个简单而又令人信服的道理:如果有一种动物,不论外形、走路的姿态和叫声都像鸭子一样,又没有充分证据证明它不是鸭子,我们就应该下结论:它是一只鸭子。”他的意思是什么呢?“设计如此明显,我们不应该视若无睹。”15

由于分子力的作用,壁虎能黏附在最光滑的平面上

工程师设计出更安全、更灵巧的飞机翼,是值得赞赏的。同样,发明家设计出更舒适的布料或性能更佳的汽车,也值得表扬。事实上,如果制造商采用别人的设计,却没有说明出处,就可能会被视为犯法。

受过严格训练的研究人员粗糙地仿照大自然的设计,去解决工程学上的难题,然后将原创者精心的意念说成是来自无意识的进化,你觉得这样公道吗?仿制品尚且有个聪明的设计者,原创品又怎样呢?说到底,谁更值得表扬?是设计原创品的伟大工程师?还是模仿原创品的学徒呢?

结论合乎情理

许多人仔细观察过大自然,看出大自然经过设计,就很同意圣经一位执笔者保罗的心声:“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,都已清楚可见,从他所造的东西就能看出来”。(罗马书1:19,20