弗洛伊德

(二)動物的啟示

　　生物界是通過千百萬年的自然選擇進化而來的。生物形成了許多非常複雜而又高度自動化的器官和係統，使它們適應於所生活的環境。

　　人們從生物的機能和構造受到啟示，從過去簡單的模仿生物，朝著試圖開發超過生物原型的仿生技術努力。

　　仿生學是模仿生物係統的原理來建造技術係統，或者使人造的技術係統具有或類似於生物係統特征的科學。這門學科誕生於1960年，是一門較年輕的科學。

　　1.蛙眼的啟示蛙眼結構是眼球角膜凸出，晶狀體近似圓形而稍扁平，晶狀體與角膜之間的距離較遠，適於觀察遠處的物體。視覺調節較完善，有晶狀體牽引肌使晶狀體向前移動，以便調節焦距。這些特點，使眼的視覺範圍廣闊，既能近視，又能遠視，且白天、晚上都能看見物體，尤其是蛙眼對活動的物體非常敏感，但對靜止物體反應遲鈍。

　　經科學家研究，人類模仿蛙眼的結構特點，研製出“電子蛙眼”。

　　2.鴿眼的啟示鴿眼視網膜有6類功能專一的神經節細胞，按獲得最大反應的視覺刺激分類，可以分成亮度檢測器，普遍邊檢測器，凸邊檢測器，方邊檢測器，垂直邊檢測器和水平邊檢測器。模仿鴿眼的結構和功能特點製成的鴿眼電子模型，有助於圖像辨認方麵的研究；利用鴿眼發現定向運動的性質，可以裝備一種警戒雷達，布置在國境線上或機場邊緣，讓它監視飛進國界的飛機或導彈；還可以利用鴿子單眼便可實現運動立體感這個特點，科學家們致力於製造出具有更靈敏的三維視覺的機器人，更好地為人類服務。

　　3.響尾蛇與響尾蛇導彈生活在美洲的響尾蛇，它的眼睛並不敏銳，視覺幾乎為零，又沒有耳朵。但是這種蛇在夜間活動卻很靈活，它能準確地發現幾十米遠的獵物，迅速將其捕獲，這種本領與它的頭部有一種特殊的結構有關。響尾蛇眼睛和鼻孔之間有一小窩名頰窩，內有一層膜，由一層上皮細胞構成，其上麵分布著許多神經末梢，生有線粒體。科學家經過實驗發現，頰窩對紅外線照射敏感，紅外線能使神經的興奮性增強，由於恒溫小動物身體能不斷地向外輻射出人眼不可見的紅外線，有很弱的熱量變化，響尾蛇可以感受到，可在黑夜將小動物捕獲。

　　其實響尾蛇的頰窩相當於一個“熱定位器”，飛機和艦艇運行過程中發動機工作也會產生熱源，受響尾蛇的啟發，人們在導彈的某個部位安裝上紅外線自動跟蹤裝置，對飛機、艦艇就可準確無誤地追擊。

　　4.智慧動物—

　　—海豚海豚屬鯨目，它像魚，但不是魚類，而是一種水生的哺乳動物。從外形上來看，它的體形呈流線型，便於在水中快速遊泳，沒有外露的耳廓和鼻，頸適於水中遊泳變得很短，口鼻部長著很少的須毛，體表外的毛已退化。

　　海豚是合群的動物，時常10—30隻為一群或40隻左右的大群共同生活。群居的生活方式有利於它們共同禦敵，保障安全。夜間休息時成年海豚將群內幼小的子女圍在群體中央，免受鯊魚等動物的侵襲，年長的分布在外圍，成年的海豚能將來犯者迎頭痛擊，甚至殺死對方。

　　海豚能在水中發出“吱吱”的聲音，並以回聲判斷物體的形狀、性質、大小和位置，以回聲方式的不同去區別魚種。

　　海豚具有強烈的“同情心”，若群體中一隻海豚受傷，其他海豚並不棄之不管，而是將受傷者團團圍住，久久不忍心離去。人們曾看到過這種情形，一隻受傷或不健康的海豚被幾隻健康的同伴抬著露出水麵遊動，使受傷者或體弱者能呼吸。

　　經科學家研究表明，海豚救助同伴是一種保護本物種的本能行為。海豚是聰明的哺乳動物，它們大腦的天才及構造與人類的相似，隻不過它們是生活在水中環境。

　　美國海軍在開發海豚智能的工作中，有這樣的實驗。有一隻名叫塔菲的海豚，剛開始學習如何完成簡單動作，經過教師一段時間的強化訓練後，就可做較複雜的動作，與潛水員密切合作，在人類指導下，去完成人類所不能承受的工作，啟發人們聯想到用已被訓練的海豚，放置炸藥，襲擊敵方。

　　另有實驗，工作人員訓練海豚塔菲學會了在水下為自己拍攝，人們可根據圖像上塔菲在深水下皮膚的變形程度，來判斷水壓對它身體的影響。

　　海豚不但聰明，而且也是遊泳能手，遊泳既快又持久，能一連幾天在海中以50—75公裏的時速遊泳，不停地遊，不知疲倦。通過研究人們發現了其中的奧妙。海豚的大腦二半球處於明顯不同的狀態，能一個半球處於睡眠狀態，另一個半球處於清醒狀態。每間隔十幾分鍾更換一次。所以它能長時間遊泳不知疲倦。

　　海豚遊泳快，給人類很大啟發，它快速遊泳除與身體呈流線有關外，還與它特殊的皮膚構造有關。它的皮膚分五層，表皮、真皮、密質脂肪層、疏質脂肪層和盤腱。表皮薄而有彈性，真皮層中有無數個細的“管狀突起”，“管狀突起”中貯藏有特殊液體，液體可隨外界水的衝擊而流動，形成與外界水波相應的波浪起伏，使皮膚具有伸縮性，皮膚隨時與外界水的波浪狀態保持一致，減少了摩擦力，所以能夠在水中遊動很快。

　　5.昆蟲對人類的啟示聲名狼藉的蒼蠅人人都想置之死地而後快，然而它在仿生學家眼中卻頗有幾點“可愛”之處。

　　首先，科學家們注意到了它的平衡棒。作為雙翅目昆蟲，蒼蠅隻有一對，即前翅，後翅已退化成兩根短短棍狀，起名平衡棒。人們發現即使蒼蠅前翅完好，若剪掉平衡棒，它便像醉漢一樣，四處亂撞。為什麽呢？進一步研究發現，蒼蠅飛行時，平衡棒也以極快的頻率振動著，當它的身體傾斜時，平穩的振動平麵就會發生改變，這種振動平麵的偏離立即傳給腦，調整身體迅速複位。人們根據這個原理，設計出一種新式的導航儀，裝備在高速飛行的飛機和火箭上，可自動維持飛行器的平衡，並自動阻止飛行器出現的危險的翻滾動作。

　　其次，科學家還發現蒼蠅嗅覺異常靈敏，能聞到500米外的異味，能同時對數千種物質的氣味進行快速分析。奧妙就在它那對小得可憐的具芒觸角上。科學家通過研究它的這對器官，仿製一種新的儀器——氣體快速分析儀，用於礦井、潛艇甚至宇宙飛船座艙中的氣體分析，可迅速查出有毒氣體並自動示警，為工作人員的安全提供保障。

　　科學還深入研究了蒼蠅複眼的結構，在此基礎上，設計的“蠅眼”照相機，分辨力大大提高了。

　　蜜蜂不僅是辛勤的釀蜜者，而且還是卓越的建築家，它那六角形的巢房充滿著神奇。人們很早以前已證明正六棱柱狀體是在其他條件相同情況下，容積最大，建築材料最少的幾何結構，而巢房的形狀恰恰正是這樣。人們從中得到啟發，把它廣泛應用在宇航事業上。

　　螢火蟲一直被人們看作神奇的小甲蟲，它尾巴上發出的點點光亮是孩子們常問的話題。科學研究發現，發光器官在螢的腹部，由數千個發光細胞組成的發光層和能反射光的反光層構成的。發光物質有兩種，一種是熒光素，一種是熒光素酶，它們隻存在於發光細胞中。當熒光素、熒光素酶、水，氧氣在一起時，便發生生物化學反應，把化學能變成可見的光能。它發出的光稱作冷光，因為熱度隻有四十萬分之一攝氏度，說明螢火蟲的發光器是效率極高的能量轉換器。更神奇的是，它的發光裝置體積少，發光物質能反複利用，這是人望塵莫及的。人們在研究了螢燭的發光原理和發光物質後，已可以人工合成熒光素這個冷光源，並研製出光線柔和、放熱小，省電又不傷眼睛的新光源——目光燈，使人類進入嶄新的冷光源時代。

　　飛機高速飛行時，機翼往往會產生一種強烈的有害振動。以前，人們不知其中原因，許多設計速度很快的新式飛機因這種不正常的振動而損壞，甚至機翼折斷，機毀人亡。經過空氣動力學家的苦心鑽研，終於找到一個有效的方法，即在每個機翼末端的前緣，焊一個重物，這樣改進後，高速飛行的有害振動便圓滿解決了。使這些科學家驚訝的是蜻蜓，這種三億年前就出現在地球上的古老昆蟲，在翅的前緣上方，也有這麽一個加重物，即角質的加厚區——翅痣。科學家在讚歎之餘，不得不佩服自然的偉大力量。