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产品特色

编辑推荐

适读人群 ：科技爱好者、生物学爱好者
☆ 精彩案例追寻仿生故事，通俗语言揭秘仿生发明。
☆ 高清标本照片 + 手绘原理图，轻松看懂仿生发明的科学基础。
☆ 丰富模块涵盖物种信息，贯穿历史文化与奇思妙想。
☆ 当自然赋予科技灵感，方知自然之智慧与慷慨。

内容简介

亿万年来，大自然中种类繁多的植物和动物经过优胜劣汰的进化过程，形成了千奇百怪的形态和功能，这些多样性中包含了大量可以帮助解决技术问题的方法。于是，懂得观察的工程师、建筑师和科学家就向慷慨的大自然学习那些简单而有效的想法，进而发展出了仿生学……
本书以精彩案例讲述植物和动物如何启发了发明家、工程师、建筑师、科学家，也讲述了仿生学如何成为现代科学研究中有前景的学科之一。在每一个对页里，左页介绍一种植物或动物启发一种或多种仿生发明的故事，另有多个小模块，向我们展示了这种植物或动物的物种信息、奇特策略以及由它们引发的“想象出的发明”；右页则是该植物或动物的标本照片，以及由插画师蒂特瓦内（Titwane）绘制的发明原理图。
日新月异的科技可能已经将书中所称的“我们或许能够发明”和“正在研究”变成了现实，而“目前已得到广泛应用”或许已经过时。但无论如何，这些仿生发明的故事依然充满趣味，我们从中看到的大自然的巧妙与慷慨，也永不过时。更多关于仿生学的妙趣有待读者朋友们在阅读过程中悉心发现。

作者简介

玛特·富尼耶（Mat Fournier），毕业于巴黎第八大学，专业为法国文学和比较文学，现为美国伊萨卡学院助理教授。童年和青年的大部分时间都在梅康图尔山林间度过，学习过动物、植物和景观方面的知识。

潘文柱，出版人、翻译。出生于广东省英德市，毕业于中山大学法语系。

内页插图

目录

020 巨藻，海底能源
022 欧洲赤松，智能服装
024 竹子，曲而不折
026 枣椰树，埃及庙宇
028 莲，从纯洁到干净
030 王莲，玻璃宫殿
032 牛蒡，征服太空
034 风滚草，数码建筑
036 臭木樟，喷泉树
038 枫树，如何在空中停留？
040 千金榆，折纸和太阳翼
042 翅葫芦，飞翼
044 海绵，从一种纤维到另一种
046 水熊，隐生
048 海参，未来医学
050 鲍鱼，比钢铁更坚硬
052 蛇尾海星，收集光线
054 硅藻，软化学
056 珊瑚虫，绿色水泥
058 水母，生物发光
060 龙虾，嗅觉探测器
062 美洲林蛙，自我冰冻的能力
064 蜘蛛，仿生学的圣杯
066 水蜘蛛，带着氧气潜水
068 扇贝，瓦楞板
070 贻贝，无敌胶水
072 鹦鹉螺，深海潜行
074 章鱼，从吸盘到人造手臂
076 乌贼，从墨汁到伪装艺术
078 蝠鲼，水下滑翔机
080 双髻鲨，奥运皮肤
082 发电鱼，生物发电
084 箱子鱼，节能汽车
086 鳟鱼，飞艇
088 金枪鱼，飞机的机身
090 壁虎，在天花板上行走
092 魔蜥，水之捕手
094 砂鱼蜥蜴，沙中遨游
096 鸽子，飞行的榜样
098 翠鸟，日本高铁
100 野鸭，如何在飞行中保持平衡？
102 啄木鸟，从冰镐到风镐
104 猫头鹰，用耳朵看
106 鹳，奥托·李林塔尔的飞行老师
108 安第斯神鹫，人力飞行
110 企鹅，节约能源
112 海豚，水下交流
114 座头鲸，突起技术
116 人，用骨架建造埃菲尔铁塔？
118 老鼠，普斯卡尔帕克斯和人造动物
120 猫，夜间反射
122 穿山甲，给建筑师的鳞片
124 斑马，障眼法
126 飞鼠，无翅飞行
128 蝙蝠，夜间狩猎和超声波定位
130 蜜蜂，六边形的秘密
132 胡蜂，造纸的秘密
134 苍蝇，抗反射的眼睛
136 蜻蜓，挑战重力
138 闪蝶，光的游戏
140 天蛾，扑翼飞行之王
142 尺蠖，微型引擎
144 蟋蟀，歌唱家
146 蜣螂，轮子的发明
148 纳米布沙漠甲虫，收集水分
150 蚂蚁，群体智慧
152 白蚁，集体居住地和零能耗空调

前言/序言

仿生学是什么？
仿生学，是代达罗斯（Daedalus），他为了带上他的儿子伊卡洛斯（Icarus）逃离囚禁他们的岛屿，而制作了飞鸟的翅膀。那双翅膀如此完美，以至于年轻的伊卡洛斯忘记了自己并非一只鸟，竟冒着生命危险飞向太阳——我们都知道结局是什么。在对这则神话的阐释中，我们常常忘记代达罗斯的天才发明，他实现了人类的梦想——飞翔，而且他是通过研究与模仿自然而实现的。
仿生学，是中国的一个村子，宏村。那儿的居民在800年前，将村子布局成了一头牛的样子。不过这并非简单的形状上的模仿，因为宏村拥有一套依照该动物的消化系统而修建的水利网络。仿照动物肠道而挖掘的水道可使净水流经居住的地方；污水则汇集来灌溉农作物。
仿生学，是一位英国园丁，他在缺少一个足够大的温室来庇护他视如掌上明珠的巨大睡莲的情况下，从睡莲的叶子中得到启发而建造了一种新型温室。这里所说的温室成为了一种新型建筑的起点，它使得玻璃护板的组合成为可能；这位园丁，约瑟夫·帕克斯顿（Joseph Paxton），出于他对建筑学的贡献，大英帝国授其为爵士。而那种睡莲叫做维多利亚睡莲（王莲），帕克斯顿是第一个成功让它在温室中生长的人。
仿生学，显而易见，就是对生命体的模仿，对自然过程的模仿，目的是创造新的技术或改良已有的技术。这本书讲述的是动物以及植物如何启发了发明家、工程师、建筑师、科学家……这些例子都发生在久远的过去或者更近一些的时期。本书也讲述了仿生学如何成为现代科学研究中最有前景的学科之一—无论是在发现还是在发明方面，它都拥有迷人的前景，尤其促进着环境无害型技术的发展，如无污染科技、可循环材料、可再生能源，以及显著减少能源消耗甚至零消耗的新技术……所有这些都像一个温柔的梦境。然而，它们的可能性——技术解决方案——都已经在大自然中呈现了。如空气调节系统和零能耗集水方案，都已经存在了。有些发明已经上市销售了，比如“天然”的抗菌外层（它由于表面的结构而变得抗菌，而非借助于化学物质）、一种不含任何有毒物质的工业木胶，以及建筑的自动清洁涂层——这三种产品分别模仿了鲨鱼、贻贝以及莲花的特性。
书中所描写的一些发明和方案会让人想到科幻小说，因为如今仿生学对尖端科技的影响显而易见。如太空探测器会像飞蛾一样飞行，太阳能板能像绿色植物一样进行“光合作用”，飞艇可以像鳟鱼游动一样推进……所有这些发明都是极其严肃的，而且，在短期和长期之内，它们都会成为我们现实生活的一部分。
不断重启的历史
仿生学这个词语是新近产生的，但它的历史却并不短暂。事实上，我们不知道最早的人类科技是如何诞生的，也对最初的发明者知之甚少……
不过，我们却能知道，人类住得离大自然越近，他们就越模仿自然——显而易见。比如，生物学及仿生学学家戈捷·沙佩勒（Gauthier Chapelle）认为，因纽特人应该是从北极熊的巢穴中学习了如何建造他们的冰屋——这些冰屋同样具有空气调节系统。一种动物教会人类某种技能或者某种生产秘诀，此类传说多不胜数。在北美洲的沙漠里，或许就是胡蜂里的工蜂教会了印第安人如何用黏土建造他们的住房——这种住房神奇地抵挡了外部的炎热。在非洲，或许就是白蚁讲授了建筑的艺术——同样是这些白蚁，使得一种零消耗空调系统在20世纪末被投入使用。
仿生学的历史是一段不断重启的历史：在每一个时期，人们都从大自然中探寻解决技术难题的方法。比如，航空技术的先驱们花费数年时间观察鸟类、蝙蝠、昆虫甚至种子的飞行。
这同样也是一段永不完结的学习历史：人类的技术不断发展，我们对自然的认识以及对自然的观察方式也在不断革新。例如，扫描式电子显微镜使生物学家威廉·巴特洛特（Wilhelm Barthlott）通过观察最终发现了莲花效应，这项发现促成了自洁外层的产生。
仿生学的历史同样也是爱好者们创造的历史：自然学家、发明家、工程师、生物学家、建筑师……所有人都以各自的方式，为大自然的精巧和富饶着迷（不过，这并不代表他们是现代意义上的“生态学家”）。
同时，仿生学的历史还是不同学科知识相遇、共同发现和相互碰撞的历史。
飞行的先驱们
列奥纳多的扑翼机
是谁说过“鸟是一个遵照数学原理运行的工具，人类需要做的，就是造出一台足以复制它每一个动作的机器”？毋庸置疑，是列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）。正是他在15世纪开启了我们今天所了解的生物仿生学。
在列奥纳多所有的研究与工程计划中，占最重要地位的是他为之着迷的“学习飞行”。在他看来，只有以“数学的方式”，也就是科学的方式，来观察动物才能得到答案。他的素描本记录了他对鸟类、蝙蝠以及蜻蜓等动物的飞行动作和技术的细致入微的观察。在所有的飞行方式中，他特别关注的是鸟类的扑翼飞行，他对这种飞行方式从起飞到着陆做了分解观察。正是以这种方式，列奥纳多·达·芬奇将躯干中心与推力中心分离，这成为了所有飞行器研究不可或缺的一个过程。他同样致力于对鸟类翅膀的观察，观察它们的解剖学构造、羽毛分布以及羽毛的结构。
对扑翼飞行的研究促使他设计了一种由人力推进的飞行器——扑翼机（Ornithopter，在希腊语中，ornithos意为“鸟”，pteron意为“翅膀”）。列奥纳多·达·芬奇在1485年完成了扑翼机的初稿：它的两片巨型翅膀由一个滑轮装置带动，滑轮装置则由脚踏板提供动力。
不过这个飞行器存在一些显然无法解决的技术问题：首先，在那个时期能使用的材料都太重了——按照扑翼机的设计稿，它将会超过300kg；其次，即使是以强壮的腿而非手臂驱动，人类的肌肉占体重的比例依然比鸟类小得多——人类无法够快地扇动翅膀来让机器留在空中。
在扑翼机之后，列奥纳多·达·芬奇专注于研究掠食性鸟类的飞行——滑翔飞行。四百年余后，这成为了奥托·李林塔尔（Otto Lilienthal）的选择，而且正是李林塔尔促成了最初的滑翔机的顺利飞行，虽然他并非从掠食性鸟类，而是从鹳的身上汲取灵感（见第106页）。
列奥纳多·达·芬奇还绘制出了人类所知的第一个悬挂式滑翔机的模型。这是一个可操作的模型，后来的复原模型已经为此提供了证明。至于扑翼机，它所面临的问题并没有被19世纪的航空发明家们解决，而是再过一百年后由美国发明家保罗·麦卡克莱迪（Paul MacCready）解决，保罗·麦卡克莱迪首次让一架人力推动的机器成功飞行（见第108页）。而根据列奥纳多·达·芬奇的设想而制作的第一架扑翼机直到2010年秋天才出现，它由加拿大多伦多大学的师生共同制作，被称为“雪鸟（Snowbird）”。这架扑翼机有32m长的翼展（接近波音737的机翼长度），接近43kg的质量。其翅膀的长度和灵敏性使得它能够持续拍打，产生维持一定高度的动力。虽然可以说这只是一项特殊的试验，但制作了“雪鸟”的团队看中的却是在它身上蕴藏的航空发展的灵感源泉：列奥纳多·达·芬奇设计的扑翼机提供了依靠自主能源飞行的最初模型之一。


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