弗洛伊德

(二)动物的启示

　　生物界是通过千百万年的自然选择进化而来的。生物形成了许多非常复杂而又高度自动化的器官和系统，使它们适应于所生活的环境。

　　人们从生物的机能和构造受到启示，从过去简单的模仿生物，朝着试图开发超过生物原型的仿生技术努力。

　　仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造的技术系统具有或类似于生物系统特征的科学。这门学科诞生于1960年，是一门较年轻的科学。

　　1.蛙眼的启示蛙眼结构是眼球角膜凸出，晶状体近似圆形而稍扁平，晶状体与角膜之间的距离较远，适于观察远处的物体。视觉调节较完善，有晶状体牵引肌使晶状体向前移动，以便调节焦距。这些特点，使眼的视觉范围广阔，既能近视，又能远视，且白天、晚上都能看见物体，尤其是蛙眼对活动的物体非常敏感，但对静止物体反应迟钝。

　　经科学家研究，人类模仿蛙眼的结构特点，研制出“电子蛙眼”。

　　2.鸽眼的启示鸽眼视网膜有6类功能专一的神经节细胞，按获得最大反应的视觉刺激分类，可以分成亮度检测器，普遍边检测器，凸边检测器，方边检测器，垂直边检测器和水平边检测器。模仿鸽眼的结构和功能特点制成的鸽眼电子模型，有助于图像辨认方面的研究；利用鸽眼发现定向运动的性质，可以装备一种警戒雷达，布置在国境线上或机场边缘，让它监视飞进国界的飞机或导弹；还可以利用鸽子单眼便可实现运动立体感这个特点，科学家们致力于制造出具有更灵敏的三维视觉的机器人，更好地为人类服务。

　　3.响尾蛇与响尾蛇导弹生活在美洲的响尾蛇，它的眼睛并不敏锐，视觉几乎为零，又没有耳朵。但是这种蛇在夜间活动却很灵活，它能准确地发现几十米远的猎物，迅速将其捕获，这种本领与它的头部有一种特殊的结构有关。响尾蛇眼睛和鼻孔之间有一小窝名颊窝，内有一层膜，由一层上皮细胞构成，其上面分布着许多神经末梢，生有线粒体。科学家经过实验发现，颊窝对红外线照射敏感，红外线能使神经的兴奋性增强，由于恒温小动物身体能不断地向外辐射出人眼不可见的红外线，有很弱的热量变化，响尾蛇可以感受到，可在黑夜将小动物捕获。

　　其实响尾蛇的颊窝相当于一个“热定位器”，飞机和舰艇运行过程中发动机工作也会产生热源，受响尾蛇的启发，人们在导弹的某个部位安装上红外线自动跟踪装置，对飞机、舰艇就可准确无误地追击。

　　4.智慧动物—

　　—海豚海豚属鲸目，它像鱼，但不是鱼类，而是一种水生的哺乳动物。从外形上来看，它的体形呈流线型，便于在水中快速游泳，没有外露的耳廓和鼻，颈适于水中游泳变得很短，口鼻部长着很少的须毛，体表外的毛已退化。

　　海豚是合群的动物，时常10—30只为一群或40只左右的大群共同生活。群居的生活方式有利于它们共同御敌，保障安全。夜间休息时成年海豚将群内幼小的子女围在群体中央，免受鲨鱼等动物的侵袭，年长的分布在外围，成年的海豚能将来犯者迎头痛击，甚至杀死对方。

　　海豚能在水中发出“吱吱”的声音，并以回声判断物体的形状、性质、大小和位置，以回声方式的不同去区别鱼种。

　　海豚具有强烈的“同情心”，若群体中一只海豚受伤，其他海豚并不弃之不管，而是将受伤者团团围住，久久不忍心离去。人们曾看到过这种情形，一只受伤或不健康的海豚被几只健康的同伴抬着露出水面游动，使受伤者或体弱者能呼吸。

　　经科学家研究表明，海豚救助同伴是一种保护本物种的本能行为。海豚是聪明的哺乳动物，它们大脑的天才及构造与人类的相似，只不过它们是生活在水中环境。

　　美国海军在开发海豚智能的工作中，有这样的实验。有一只名叫塔菲的海豚，刚开始学习如何完成简单动作，经过教师一段时间的强化训练后，就可做较复杂的动作，与潜水员密切合作，在人类指导下，去完成人类所不能承受的工作，启发人们联想到用已被训练的海豚，放置炸药，袭击敌方。

　　另有实验，工作人员训练海豚塔菲学会了在水下为自己拍摄，人们可根据图像上塔菲在深水下皮肤的变形程度，来判断水压对它身体的影响。

　　海豚不但聪明，而且也是游泳能手，游泳既快又持久，能一连几天在海中以50—75公里的时速游泳，不停地游，不知疲倦。通过研究人们发现了其中的奥妙。海豚的大脑二半球处于明显不同的状态，能一个半球处于睡眠状态，另一个半球处于清醒状态。每间隔十几分钟更换一次。所以它能长时间游泳不知疲倦。

　　海豚游泳快，给人类很大启发，它快速游泳除与身体呈流线有关外，还与它特殊的皮肤构造有关。它的皮肤分五层，表皮、真皮、密质脂肪层、疏质脂肪层和盘腱。表皮薄而有弹性，真皮层中有无数个细的“管状突起”，“管状突起”中贮藏有特殊液体，液体可随外界水的冲击而流动，形成与外界水波相应的波浪起伏，使皮肤具有伸缩性，皮肤随时与外界水的波浪状态保持一致，减少了摩擦力，所以能够在水中游动很快。

　　5.昆虫对人类的启示声名狼藉的苍蝇人人都想置之死地而后快，然而它在仿生学家眼中却颇有几点“可爱”之处。

　　首先，科学家们注意到了它的平衡棒。作为双翅目昆虫，苍蝇只有一对，即前翅，后翅已退化成两根短短棍状，起名平衡棒。人们发现即使苍蝇前翅完好，若剪掉平衡棒，它便像醉汉一样，四处乱撞。为什么呢？进一步研究发现，苍蝇飞行时，平衡棒也以极快的频率振动着，当它的身体倾斜时，平稳的振动平面就会发生改变，这种振动平面的偏离立即传给脑，调整身体迅速复位。人们根据这个原理，设计出一种新式的导航仪，装备在高速飞行的飞机和火箭上，可自动维持飞行器的平衡，并自动阻止飞行器出现的危险的翻滚动作。

　　其次，科学家还发现苍蝇嗅觉异常灵敏，能闻到500米外的异味，能同时对数千种物质的气味进行快速分析。奥妙就在它那对小得可怜的具芒触角上。科学家通过研究它的这对器官，仿制一种新的仪器——气体快速分析仪，用于矿井、潜艇甚至宇宙飞船座舱中的气体分析，可迅速查出有毒气体并自动示警，为工作人员的安全提供保障。

　　科学还深入研究了苍蝇复眼的结构，在此基础上，设计的“蝇眼”照相机，分辨力大大提高了。

　　蜜蜂不仅是辛勤的酿蜜者，而且还是卓越的建筑家，它那六角形的巢房充满着神奇。人们很早以前已证明正六棱柱状体是在其他条件相同情况下，容积最大，建筑材料最少的几何结构，而巢房的形状恰恰正是这样。人们从中得到启发，把它广泛应用在宇航事业上。

　　萤火虫一直被人们看作神奇的小甲虫，它尾巴上发出的点点光亮是孩子们常问的话题。科学研究发现，发光器官在萤的腹部，由数千个发光细胞组成的发光层和能反射光的反光层构成的。发光物质有两种，一种是荧光素，一种是荧光素酶，它们只存在于发光细胞中。当荧光素、荧光素酶、水，氧气在一起时，便发生生物化学反应，把化学能变成可见的光能。它发出的光称作冷光，因为热度只有四十万分之一摄氏度，说明萤火虫的发光器是效率极高的能量转换器。更神奇的是，它的发光装置体积少，发光物质能反复利用，这是人望尘莫及的。人们在研究了萤烛的发光原理和发光物质后，已可以人工合成荧光素这个冷光源，并研制出光线柔和、放热小，省电又不伤眼睛的新光源——目光灯，使人类进入崭新的冷光源时代。

　　飞机高速飞行时，机翼往往会产生一种强烈的有害振动。以前，人们不知其中原因，许多设计速度很快的新式飞机因这种不正常的振动而损坏，甚至机翼折断，机毁人亡。经过空气动力学家的苦心钻研，终于找到一个有效的方法，即在每个机翼末端的前缘，焊一个重物，这样改进后，高速飞行的有害振动便圆满解决了。使这些科学家惊讶的是蜻蜓，这种三亿年前就出现在地球上的古老昆虫，在翅的前缘上方，也有这么一个加重物，即角质的加厚区——翅痣。科学家在赞叹之余，不得不佩服自然的伟大力量。