第12章
是誰首先發明的?
1.一位生物學家怎樣論及發明東西的人?
有一位生物學家說:「我們自以為是發明家,我覺得有問題;我們不過是重演故伎而已。」1 發明東西的人常常只是在重複動植物數千年來一直做著的事情。模仿生物十分流行,甚至有了專門的名目——『仿生學』。
2.另一位科學家在人類科技和自然界科技之間作了什麼比較?
2 另一位科學家說,人類科技所有基本的範疇,差不多全都「在人的腦子還未學會明白和掌握其功用之前……早由生物加以開闢、善用了」。有趣地,他補充說:「在許多方面,人類科技仍舊遠遠趕不上自然界。」2
3.在考慮仿生學的實例時,應該記住什麼問題?
3 當你仔細想想人類發明家所嘗試模仿的生物複雜機能時,你覺得認為這都是僅憑巧合發生的想法合理嗎?何況事情並非只發生一次,而是在毫無關聯的生物身上發生了許許多多次呢?根據經驗,這樣精緻的設計豈不是只有高明的設計者才能製造出來嗎?你真的認為單憑巧合就能產生出到後來只有得天獨厚的人才能模仿的東西嗎?請記住這些問題,考慮下列實例:
4.(甲)白蟻怎樣使家室涼快?(乙)有什麼問題科學家不能解答?
4 空氣調節:現代科技使許多人的家室涼快。但是很久以前,白蟻也懂得使家室涼快,到現在還是一樣。牠們的巢築在大土墩的中央。暖空氣從巢窩往上升,進入接近地面的氣道網。在那裡混濁的空氣通過多孔的土壁擴散出去;清涼、新鮮的空氣則由外面透進來,下沉到土墩底部的氣室中。然後空氣由氣室流通到巢窩。有些土墩底部有孔,可讓新鮮空氣透入。在天氣炎熱時,從地底滲上來的水蒸發使空氣冷卻。千千萬萬瞎眼的工人怎樣分工合作築成如此設計巧妙的建造物呢?生物學家劉易斯·托馬斯答道:「牠們明明顯示出類似集體智力的現象——這是個謎。」3
5-8.設計飛機的人從鳥翼學到什麼?
5 飛機:多年來研究鳥翼的成果對於飛機翼的設計大有貢獻。鳥翼彎曲提供浮力,有利於抵消向下的重力。可是如果翅膀過度傾側,就有速度減慢的危險。為了防止失速,翅膀的前端有羽毛構成襟翼或阻力板,隨著翅膀傾側度增加而突然翹起(1,2)。這些阻力板防止主要氣流與翼面分離,從而保持浮力。
6 另一種用來控制湍流和防止失速下墜的設施,就是小翼(3)。這是一小束羽毛,鳥兒可以把它像拇指般舉起來。
7 鳥類和飛機的翅膀末端都有旋渦形成而造成阻力。鳥類用兩個方法減少阻力。有些鳥,例如雨燕和信天翁,翅膀修長,翼尖細小。這種設計可以消除大部分旋渦。別的鳥,例如大鷹和兀鷹,翅膀寬闊而造成很大的旋渦,但鳥只要把翅膀末端的翼梢羽毛像手指般展開,旋渦就可以避免了。這麼一來,無鋒的末端就變成幾個狹小的尖端,減少旋渦和阻力(4)。
8 這樣的設施,設計飛機的人採納了不少。機翼彎曲提供浮力。各種阻力板和凸出物可以用來控制氣流或用作制動器。有些小型飛機裝上與翼面成直角的平板,好減少翼梢阻力。可是,飛機翼仍舊比不上鳥翼上的工程學傑作。
9.在使用防凍劑方面,哪些動物和植物比人捷足先登?這些生物的防凍劑功效有多大?
9 防凍劑:人在汽車引擎的水箱裡放入乙二醇作為防凍劑。可是某些微型植物懂得用化學作用差不多的丙三醇,避免在南極洲的湖上凍結。能在氣溫攝氏零下20度存活的昆蟲,體內也有防凍劑。有些魚自製防凍劑,以便在南極冰冷的水中生存。有些樹能抵禦攝氏零下40度的氣溫,因為樹裡含有「非常純淨的水,連一點可讓冰在上面結晶的灰塵都沒有。」4
10.某些水甲蟲怎樣自製和使用水下呼吸裝置?
10 水下呼吸:人們把一瓶瓶空氣捆在背上,可以在水中維持差不多一小時。某些水甲蟲採用更簡便的辦法,而且在水中維持更久。牠們抓住一個氣泡,然後潛入水中。氣泡的作用像肺,把甲蟲排出的二氧化碳在水中發散,又拿溶在水裡的氧給甲蟲用。
11.生物時鐘在自然界中有多普遍?有什麼例子?
11 時鐘:遠在人類會用日規之前很久,生物體內的時鐘已在準確地計時了。有一種微型植物叫硅藻,落潮的時候在海邊的濕沙裡冒出來,漲潮的時候就再次鑽進沙裡。可是在實驗室中沒有潮汐漲退的沙堆裡,牠們的時鐘仍舊使牠們配合潮汐的時間上來下去。招潮蟹在低潮時變深色出來,高潮時則變淺色退回洞穴裡。在離開海洋的實驗室中,牠們仍然按著潮汐漲退的時間分別變淺變深。飛鳥能利用太陽和星宿的位置航行,而這些天體的位置是按時轉變的。飛鳥一定有內在時鐘去抵消這種轉變。(耶利米書8:7)由微型植物到人,有千千萬萬的內在時鐘在運轉。
12.人類從何時起使用粗製的羅盤?可是羅盤如何老早就有生物使用?
12 羅盤:在13世紀左右,人開始懂得把一枚磁針浮在一盤水上——成了一個粗製的羅盤。但是這並不算新。細菌內有一串串磁鐵礦的微粒,大小剛好能構成指南針。這些微粒指導細菌找到合適的環境。許多別的生物體內都含有磁鐵礦——飛鳥、蜜蜂、海豚、軟體動物等。實驗顯示通信鴿能藉著感覺地球的磁場而飛回家去。現在一般研究者都同意,移棲鳥找尋方向的一個方法就是利用腦袋裡的磁性羅盤。
13.(甲)紅樹怎麼能在鹹水中存活?(乙)哪些動物能喝海水?怎麼能夠?
13 脫鹽:人要建築龐大的工廠把海水的鹽分去掉。紅樹有汲海水的根,而利用薄膜把海水的鹽分過濾出去。有一種紅樹——海欖——利用藏於葉子隱蔽面的腺排除多餘的鹽分。有些海鳥,例如鷗、鵜鶘、鸕鶿、信天翁和海燕,能喝海水而利用頭部的腺除掉流入血液的多餘鹽分。此外,企鵝、海龜和海鬣蜥都能喝鹹水而去掉過量的鹽。
14.能發電的生物有什麼例子?
14 發電:有500種電魚具備電池。非洲鯰魚能產生350伏特的電壓。北大西洋的巨型電鷂魚能發出電壓達到60伏特的50安培脈衝。南美洲電鰻發出的電震,根據測計高達886伏特。一位化學家說:「在魚類當中,現在已知的有屬於十一科的魚種具有電器官。」5
15.動物從事哪幾種耕作活動?
15 耕作:自古以來人一直種田、畜牧。可是遠早於此,能切葉的螞蟻已懂園藝了。牠們把樹葉和糞肥混合起來,種植真菌為食。有些螞蟻飼養蚜蟲,從牠們身上擠取甘甜的蜜露,甚至築棚子掩護牠們。會收穫的螞蟻把種子貯藏在地下糧倉裡。(箴言6:6-8)一種甲蟲能修剪含羞草。鼠兔和土撥鼠能把草剪下來、曬乾、收藏。
16.(甲)海龜、某些鳥和鱷魚怎樣孵卵?(乙)為什麼雄性矮桉鳥的任務極具挑戰性?牠用的是什麼方法?
16 孵卵:人能製造孵卵器孵化鳥蛋,但在這方面人是遲來者。海龜和某些鳥在暖和的沙裡生蛋,以便孵化。別的鳥在溫暖的火山灰裡下蛋而有利於孵化。有時鱷魚用腐朽的植物覆蓋卵子,因為腐物能生熱。可是在這方面,雄性的矮桉鳥堪稱專家。牠先挖一個大洞,用植物填滿,然後蓋上沙。草木發酵生熱,使土堆暖和,雌鳥於是每星期在土堆裡下一隻蛋,前後延續六個月光景;雄鳥則不時把喙探進土堆裡測試溫度。牠藉著增減沙量,不論天氣在零度以下抑或非常炎熱,都能使這個孵卵器保持攝氏33度的溫度。
17.章魚和魷魚怎樣應用噴射推進?哪些毫無關聯的動物也會使用噴射推進?
17 噴射推進:今天乘坐飛機,很可能就是經歷噴射推進了。許多種動物也利用噴射推進的原理,而且自古已然。章魚、魷魚在這方面特別擅長。牠們把水吸進一個特別的腔子裡,然後用強有力的肌肉把水射出來而迅速推進。利用噴射推進的生物還有:鸚鵡螺、扇貝、海蜇、蜻蜓幼蟲,連某些深海浮游生物也有這種本事。
18.在許多發光的動植物中,這裡舉出哪幾樣?從哪方面說來,牠們的燈比人的燈效率更高?
18 照明:托馬斯·愛迪生被人譽為燈泡的發明者。可是燈泡的效率並不很高,因為它會發熱,從而失掉能量。螢火蟲那一閃一滅的燈卻勝人一籌。牠們發出冷光,一點能量也不會散失掉。許多海綿動物、真菌、細菌和蠕蟲都爍爍放光。其中一種叫火車蟲,貌似一列小型火車在前進,裝有紅色的「前燈」和11對白色或淡綠色的「窗子」。許多種魚都有燈:閃光魚、鮟鱇、燈籠魚、蝰魚和星群魚,此外還有很多。在海洋浪花裡發亮閃耀的微生物數以百萬計。
19.人會造紙之前很久,誰已有這個本領?一種會造紙的生物怎樣給家室安上隔熱裝置?
19 造紙:數千年前埃及人會造紙。儘管如此,他們遠遠比黃蜂、黃色胡蜂和大黃蜂落後。這些有翼工人嚼碎朽木,製造出一種灰色的紙,用以築巢。大黃蜂把自己的大圓巢掛在樹上。巢的外牆是由許多重堅韌的紙構成的,層與層之間有密封的氣隙。蜂巢於是能抗熱禦寒,效用及得上厚40釐米的磚牆。
20.有一種細菌是怎樣移動的?科學家對此有什麼感想?
20 輪轉機器:在製造輪轉機器方面,細菌比人類早了許多個千載。有一種細菌生出毛髮似的細絲,扭捻成堅硬的螺旋,好像拔瓶塞用的螺絲錐。細菌使這個螺絲錐旋轉起來,像汽船的螺旋槳一般向前推進。它甚至能倒轉機器旋轉的方向呢!可是,科學家不能完全明白它的運作。一份報告聲稱這種細菌前進時能達到相等於每小時48公里的速度,並且說「車輪其實是大自然發明的」。6 一位研究者下結論說:「生物學上最離奇的構思之一竟然成了事實:大自然果真製造了一台輪轉機器,聯軸器、旋轉軸、軸承、旋轉傳動系統式式俱備。」7
21.幾種完全沒有關聯的動物怎樣應用聲納?
21 聲納:蝙蝠和海豚所用的聲納(聲波導航測距系統)比人類仿製出來的系統優越。在黑暗的房間裡,儘管有很多細線由一邊掛到另一邊,蝙蝠也可以飛來飛去而從不觸到線條。牠們發出的超聲頻訊號在這些物體上反射回到蝙蝠那裡,牠們就利用回響定位法避開物件。海豚和鯨在水中使用同樣的原理。油鴟在進出棲息的黑洞時,發出尖銳的唧唧聲去領路。
22.幾種完全不同、毫無關聯的動物怎樣應用潛艇所用的壓艙物原理?
22 潛艇:在人還沒有發明潛艇之前,已經有很多潛艇存在了。微細的放射目在原生質裡有小滴的油,用來調節重量,從而在海洋里上升下沉。魚使魚鰾裡的氣體透出透入而改變浮力。鸚鵡螺的殼中有室或者浮艙。螺藉著改變這些浮艙裡水和氣的比例而控制牠在水中的深淺。烏賊的骨(鈣化的內殼)滿是孔穴。為了控制浮力,這種貌似章魚的生物把骨骼中的水抽出來,讓空氣充滿空出來的洞穴。這樣烏賊骨裡的孔穴用起來正像潛艇中的水艙。
23.哪些動物運用感熱器官?這些器官有多準確?
23 溫度計:人類由17世紀起研製溫度計,可是這些溫度計與大自然中所發現的比較起來,只算粗製濫造而已。蚊子的觸角可以感受攝氏1/500度的轉變。響尾蛇頭部兩邊有凹痕,可以用來感受攝氏1/1000度的轉變。蟒蛇對於熱量上不及一度的轉變,竟能在35毫秒之內發生反應。矮桉鳥和灌叢火雞的喙可以測辨溫度,而差誤只在攝氏0.5度以內。
24.這些實例使我們想起什麼話?
24 人類模仿動物的這一切情況使人聯想到聖經的話:「你去請教走獸,牠們會教導你;你去詢問空中的飛鳥,牠們會告訴你。地上的生物會教導你;海中的魚類也會給你說明。」——約伯記12:7,8,現代中文譯本。
[第152頁的精選語句]
模仿生物十分流行,甚至有了專門的名目
[第153頁的圖解]
(排版後的式樣,見出版物)
蒸發作用冷卻巢窩
用過的空氣
外來空氣
地下水
[第154頁的圖解]
(排版後的式樣,見出版物)
1 2 3 4
1 2 3
[第155頁的圖片]
氣泡
[第159頁的圖片]
有室鸚鵡螺的橫截面