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是誰先設計的?

是誰先設計的?

近年,科學家和工程師都紛紛向動植物請教。(約伯記12:7,8)他們研究並模仿生物系統的設計特色,用以研製新產品,或改進現有產品的性能。這門模仿生物設計的科學稱為仿生學。你看下面的例子時,請問問自己:「說到底,這些設計應當歸功於誰呢?」

研究鯨魚鰭肢

飛機設計師可以從座頭鯨學到什麼?學到的東西可不少呢!成年的座頭鯨約重30噸,相當於一輛滿載貨物的貨車。座頭鯨長12米(40英尺),身體不大柔軟,有翅膀似的巨大鰭肢,卻是游泳好手,動作靈活敏捷。

研究人員特別感興趣的是,座頭鯨身體不大柔軟,怎麼能靈活地轉急彎呢?他們發現,祕密藏在座頭鯨的鰭肢裡。鰭肢的前緣不是像飛機的機翼那樣平滑,而是呈鋸齒狀的,上面有一排凸塊,叫做小結節。

當座頭鯨快速向前游時,小結節能增加上升力和減低水阻力。這是怎麼一回事?《博物學》雜誌(英語)解釋,小結節能激起水流,形成穩定的渦流,滑過鰭肢上面。即使座頭鯨向上游,身軀跟水平面幾乎成直角,小結節也能發揮作用。10

誰擁有大自然的專利權?

科學家怎樣應用所發現的原理呢?證據表明,如果飛機的機翼仿照座頭鯨鰭肢的設計,就可以減少襟翼或其他用來調節氣流的裝置。這樣,機翼會更安全,也更易於保養。生物力學專家約翰·朗相信,不久「我們很可能見到,每架噴射飛機的機翼都是凹凸起伏的,就像座頭鯨的鰭肢那樣」。11

模仿海鷗翅膀

工程師早已仿照鳥類翅膀的形狀設計飛機的機翼。但最近,這種模仿工程更上一層樓。《新科學家》週刊(英語)報導:「佛羅里達大學的研究人員按海鷗的身體比例,製造了一架遙控飛機,這架飛機能像海鷗那樣盤旋、俯衝和高速爬升。」12

海鷗展翅飛翔,姿態優美,全靠肱骨兩端的關節,讓牠能屈曲和伸展翅膀。《新科學家》週刊指出,研究人員仿照海鷗靈活的翅膀,「在長24英寸[61厘米]的飛機裡安裝小型引擎,控制多條金屬杆去擺動機翼」。這麼聰明的設計,讓這小小的飛機能在高樓大廈之間盤旋俯衝。美國空軍正積極研發這類極度靈活的飛機,在大城市偵察生化武器。

參照海鷗雙腳

海鷗站在冰上卻不會凍僵,牠到底是怎樣保存體溫的呢?部分原因在於海鷗身體的奇妙構造。這個起保溫作用的設計稱為逆流交換作用,在許多生活於冰天雪地的動物當中十分常見。

熱力傳送,熱能保存在體內。只有腳掌冰冷

什麼是逆流交換作用?要了解逆流交換的原理,請想像有兩根綁在一起的管子,一根有熱水流動,另一根則有冷水流動。如果熱水和冷水都朝著相同的方向流動,那麼熱水大約一半的熱能就會傳給冷水,可是如果熱水和冷水朝相反方向走,熱水的所有熱能就差不多全都 會傳給冷水。

海鷗站在冰上,血液從冰冷的腳掌流向身體時,由於逆流交換作用,血液就變得暖和。有了這個設計,海鷗的體溫就得以保存,海鷗的熱能也不致從腳掌散失淨盡。航空兼機械工程師阿瑟·弗拉斯說:「在世上眾多交流換熱器中,這是最高效的設計之一。」13海鷗身體的設計實在巧妙,人類已把這個機制應用到工程項目中。

是誰的功勞?

這輛概念車的設計靈感來自箱魨,箱魨的身體構造能大大減低其游動時遇到的阻力

美國太空總署(美國國家航空航天局)正研製一個像蠍子般爬行的多腳機器人。另外,芬蘭的工程師製成了一個像巨型昆蟲似的爬行器,爬行器有六條腿,可以爬過障礙物。有些研究人員參照松果開合的原理,設計了一種有小瓣的布料,小瓣能隨著人的體溫改變而自動開合。汽車製造商正參照箱魨(盒子魚)的構造去研發新型汽車,因為箱魨的設計能大大減低其游動時遇到的阻力。鮑魚的甲殼具有防震的特性,研究人員正嘗試解構箇中奧妙,好製成更輕便、更堅硬的盔甲。

海豚的聲納系統遠勝人工仿製品

研究人員從大自然得到許多了不起的設計靈感,他們建立了一個資料庫,儲存巨量關乎大自然奇妙設計的檔案。《經濟學人》週刊(英語)說,科學家可以查看資料庫,向大自然請教,「解決設計上的難題」。資料庫裡的檔案稱為「生物專利」。一般而言,個人或公司為新意念或新器具正式註冊,就合法地擁有相關的專利權。《經濟學人》論及這些取得生物專利的檔案,說:「研究人員模仿生物的奇妙設計,稱這些設計為『生物專利』,這其實凸顯出大自然是『專利』的擁有者。」14

科學家正在研究鮑魚甲殼的防震特性

為什麼大自然能給人這麼多了不起的靈感呢?大自然顯然經過巧妙的設計,不少研究人員卻說一切都是千百萬年來誤打誤撞進化而成的。然而,另一些研究人員卻有截然不同的結論。微生物學家邁克爾·貝赫在2005年2月7日的《紐約時報》寫道:「[大自然]處處顯出精心的設計,說明了一個簡單而又令人信服的道理:如果有一種動物,不論外形、走路的姿態和叫聲都像鴨子一樣,又沒有充分證據證明牠不是鴨子,我們就應該下結論:牠是一隻鴨子。」他的意思是什麼呢?「設計如此明顯,我們不應該視若無睹。」15

由於分子力的作用,壁虎能黏附在最光滑的平面上

工程師設計出更安全、更靈巧的飛機翼,是值得讚賞的。同樣,發明家設計出更舒適的布料或性能更佳的汽車,也值得表揚。事實上,如果製造商採用別人的設計,卻沒有說明出處,就可能會被視為犯法。

受過嚴格訓練的研究人員粗糙地仿照大自然的設計,去解決工程學上的難題,然後將原創者精心的意念說成是來自無意識的進化,你覺得這樣公道嗎?仿製品尚且有個聰明的設計者,原創品又怎樣呢?說到底,誰更值得表揚?是設計原創品的偉大工程師?還是模仿原創品的學徒呢?

結論合乎情理

許多人仔細觀察過大自然,看出大自然經過設計,就很同意聖經一位執筆者保羅的心聲:「自從創世以來,上帝那些看不見的特質,就是他的永恆力量和神性,都已清楚可見,從他所造的東西就能看出來」。(羅馬書1:19,20