《当自然赋予科技灵感》是一本由[法] 玛特·富尼耶著作,后浪丨江西人民出版社出版的方脊精装图书,本书定价:128.00元,页数:160,文章吧小编精心整理的一些读者的读后感,希望对大家能有帮助。
《当自然赋予科技灵感》读后感(一):小说中的仿生学
在我上初中的那会,电视没有那么多有趣的节目,手机也还没出现,漫漫暑假除了和小伙伴们一起玩耍,更多的时间我都用来看各种各样的小说了。在这些小说里有一本书给我留下了很深的印象,那就是《海底两万里》。科幻小说带着无数的奇思妙想让人沉浸其中欲罢不能,那个故事里的世界是如此精彩,真不知作者是如何想出这许多神奇的创意。然而这些曾经的疑问却在忽然间被揭开,其起源正是《当自然赋予科技灵感》这本书,当自然赋予科技灵感的时候,也同样给作家赋予了创作的灵感。
《当自然赋予科技灵感》是一本介绍仿生学的书籍,作者是法国人玛特·富尼耶。在这本书里,作者介绍了仿生学的历史与未来,展现了多种多样的植物动物以及它们带给人类的灵感。作者用那些大自然的神奇造物为我们打开了科技世界的大门,然而在这个过程中,一同被打开的还有那些让人着迷的科幻小说大门,在小说的世界里,我们同样可以见到仿生学的身影,见到大自然给予的灵感。
在小说海底两万里中,主人公阿龙纳斯教授在潜水艇鹦鹉螺号上经历一场奇幻般的考察旅行。在创作本书的年代,现代潜水艇还未被制造出来,但作者却以非凡想象力展现了在未来成为现实的事物。也许凡尔纳就是由鹦鹉螺得到的灵感,所以他才会将那艘神奇的潜艇命名为鹦鹉螺号。
在仿生学中,鹦鹉螺一直是人们研究的对象。鹦鹉螺可以生活在水下500米的海洋深处,而它的外壳又是如此纤薄。如今的科学家们正致力于复制制造鹦鹉螺外壳这种坚固的生物材料,也许在未来,我们的生活中就会出现这样的材料,轻薄抗压,比如今的陶瓷更坚固,也更美观。
《当自然赋予科技灵感》读后感(二):仿生学,向大自然学习最优秀的解决方案
绝大多数人都对自然界充满着无穷的好奇心,因为自然界中存在着许多神奇的生物和现象,让人叹为观止。虽然各种生物没有发展出人类语言这样复杂的沟通方式,但它们在自然界却用自己的实际行动,展现着各自应对复杂自然环境、勇敢斗争的生存技能。
自然界的环境千变万化,地球上的生物也丰富多样。在数亿年的进化过程中,顽强的生灵们发挥了各自的“聪明才智”,不断学习和尝试,形成了各自的“独门绝技”,能够在各种艰苦环境下生存繁衍。
当科学家们专心去研究生物的“生存绝技”时,发现人类面对的许多难题,这些“聪明”的生物们早已经巧妙地解决了。就这样,自然界的生物成了人类的老师,它们为人类提供了许多自然界中最优秀的解决方案,启发人们把这些应用到社会生产和生活中去。人类从自然界吸取灵感,向生物学习的学科,就是神奇的仿生学。
仿生学,顾名思义,就是模仿生物的科学。模仿生命体,模仿自然过程,从中学习一些生物结构和功能的工作原理,根据这些原理发展出新的科学技术,制造出新的工具、材料、设备等,解决人们实际应用中的问题。比如我们从小就知道,蝙蝠通过接收回声来判定周围物体的方位和形状,雷达就是依据蝙蝠的这一特性发明出来的。
《当自然赋予科技灵感》读后感(三):科技在自然中汲取了什么?
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 。
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。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(JosephPaxton),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,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,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,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。
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。
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。
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(Leonardoda 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。
列奥纳多·达·芬奇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。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。
一只蜘蛛,一动不动地栖息在窗台的边缘。当一个阴影靠近时,它已经下落了—沿着一条它自己刚刚生产出来的丝,一条以极快的速度按需生产的丝,一条能够承受巨大重量的丝……哪一种人造物能达到这样的要求?
这并非只是在赞叹大自然,而是我们留意到,现如今,大自然所生产的材料比所有靠人类科技生产的材料都更坚固。蜘蛛丝比钢铁和凯夫拉纤维都更坚固,正如尼龙在过去的几十年间所起的作用一样,蜘蛛丝也会成为未来重要的人造材料。根据蜘蛛丝设计出来的纤维,除去巨大的市场不说,它还是生物可降解的……这些都将成为现实;而这应归功于生物化学—对细胞内部的化学反应的研究。
蜘蛛丝由蛋白质组成,大多数的自然材料也是如此,包括组成人的身体的材料。胶原蛋白—骨头、皮肤和结缔组织的重要组成部分,是一种蛋白质。角蛋白—组成头发、指甲、兽角和羽毛的成分,它也是一种蛋白质。事实上,几乎所有的生命形式都包含蛋白质—它有着难以想象的宽泛用途。从分子成分上说,蛋白质是由氨基酸链组成;不过,虽然存在着上百种氨基酸,却只有二十几种能够参与天然蛋白质的合成。
动物不仅仅生产有机材质,同样也生产矿物质—陶瓷材料。贝壳里的珍珠质、牙齿的牙釉质、鸡蛋的壳等,都是动物利用从食物、海水、土壤等中获取的矿物质合成而来。我们将这个过程称作生物矿化作用,它在动物世界中是极其普遍的,而且它也存在于某些植物身上:硅藻等微型藻类,它们利用水中的矿物质生产自身的骨骼,这种骨骼由二氧化硅(也就是玻璃的组成成分)组成。
同有机材质一样,由动物和植物生产的矿物质也是按需生产的:它们能自我更新、生长;它们能组成一种密闭的保护壳,(几乎)无法从外部破坏而内部又极其脆弱(如鸡蛋);它们可以非常锋利,而且能自我锐化(比如海胆的棘和老鼠的牙齿);它们能承受对自身比例来说十分巨大的重量(比如我们的骨头)。与有机材质一样,它们也让工程师们浮想联翩。
它们最出色的品质或许是它们的坚固。牡蛎的珍珠和鲍鱼的珍珠比凯夫拉纤维和钢铁更坚硬,原因在于它们的结构,而研究人员已经能够模仿它们的结构,创造出类似的材料,这些材料几乎能对抗任何冲击,即便它们还只是停留在实验阶段。除了坚固,珍珠质还有轻盈和美观的优点。在几十年后,我们或许能拥有一种摔不碎的陶瓷,而且这种陶瓷还能与最漂亮的贝壳媲美,并且绝对可循环—如同所有自然生产的矿物质那样。
几十年来,工程师们都从动物(或植物)的外形或身体比例上获取灵感,以改善风阻系数、减少阻力和颠簸等。在20世纪70年代,正是大型鱼类和海洋哺乳动物引导了德国人海因里希·赫特尔(Heinrich Hertel)的研究。对海洋动物的体形和身体比例的研究使他完善了流线型外形的计算,并研制出了更节能的飞机。最近,另一种鱼,箱子鱼启发了一种新型汽车的设计:这种新型汽车并非赛车,而是一种能减少三分之一燃料消耗的运载工具。
除了能够教会人类节约能源,动物还掌握着工程师们的许多问题的答案(对一些仿生学家来说则是所有问题的答案)。猫头鹰的静音飞行的方法被模仿用于战斗机,但同时也能让某些高速列车更加安静和舒适。更令人意外的是,翠鸟以其潜水技巧,启发日本高速列车建造者解决了一个难题:如何让列车不颠簸地进入隧道?
在节能方面,仿生学的潜力超乎人们的想象。证据就是格雷(Gray)提出的疑问。在20世纪30年代,这位生物学家明确说到,像金枪鱼和海豚这一类游速极高的海洋生物,它们的肌肉组织并不足以解释它们的移动速度。这对于水母也是成立的:水母为何在高水压下,依然能如此快速地移动呢?今天我们知道格雷的计算是错误的,这一疑问的真正答案在于涡旋。涡旋,是指在水中(或者空气中)由于一个大体积硬物(比如鱼或飞机)的移动而产生的旋转。金枪鱼和海豚的秘密,在于利用这一个涡旋的能量来作为它们肌肉力量的补充。这一切都在完美的节奏中完成:金枪鱼尾部的拍打节奏让它能够在最大程度上利用上一次身体摆动所产生的力;水母收缩肌肉的节奏,让它正好能够借助它制造的前后两个涡旋相撞产生的推力。这些动物的策略不仅启发了某些机器人的移动方式,而且在新运输工具的发明中扮演着越来越重要的角色。
这正是如今众多仿生学家所呼吁的,在他们当中有美国人雅尼娜·拜纽什(Janine Benyus),生物模仿运动(Biomimicry)的发起人。这个新名词让拜纽什能够为仿生学贴上不一样的标签,这样的标签有别于不以创造与环境和谐的科技为特定目的的仿生学。正相反,生物模仿运动希望能够从大自然中学习,进而开发一种环境无害型的工业、农业、建筑业或者生活模式—它们如同大自然本身那样,是可循环且能源自给的。
例如草原和森林,它们是持久的生态系统,能够在不使土壤退化的情况下生产水果和种子。我们能够想象一座以同样模式运作的花园吗?答案是肯定的。生物模仿运动组织中的一些成员从北美的草原模式中得到灵感,成功地开发了一种与目前通行的粗放式农业具有同等产出的农业系统,不过这种新型农业系统是可持续的。方法在于:放弃单一作物种植,让至少五六种作物共存,将土壤好的地块让给扎根很深的多年生植物和豆科植物,优先培育生长期相错的作物。
另一个例子是循环利用。大自然能将一切循环利用;而且与人类不同,大自然的循环不求助于不可循环的有害化学品,我们也能这么做吗?同样,答案是肯定的。现在已经出现了多种从大自然中学来的用微生物处理污水的方法:这些方法通过复制河岸或者森林土壤的环境使污水中的有机物转化成腐殖土—这种腐殖土又再担任过滤的角色。这一切都比我们现在常用的处理方式节省90%甚至100%的能源。当然,自然的循环方式不能处理有害物质,不过仿生学还能使工业生产避免使用大多数的有害材料。
最后一个例子,也许是最炫目的一个,即光合作用。植物每年能转换多达人类能源需求十倍的光能,受此启发,人类才发明了用于太阳能板的太阳能电池—但这比植物还差很多。它们的不足之处在于效率低下,并且无法长时间储存它们获取的能量。目前的解决方案是,越来越高效、能储存更多能量的电池正在有规律地更新换代。在短期和长期内,对植物的观察或许能让我们更有效地模仿光合作用—从而利用一种不仅可再生而且免费的能源。
如果说仿生学(尤其是生物模仿运动)吸引了越来越多的研究者和工业家的兴趣,那么这是因为大自然部分地解答了—或者能够解答—目前最为关键的两个问题:环境保护和能源短缺。如果大自然与科学技术是不可分离的;如果它们并不是不可兼容甚至敌对的;如果它们在最好的情况下,并不是要互相消灭的话;如果……那么许多事情就有可能成功。因此,我们就能够瞥见一个不全然是玫瑰色,而是绿色的未来。未来是属于仿生学的吗?很难不这么期盼。
《当自然赋予科技灵感》读后感(四):大自然告诉你:成长进化才是自我认知迭代的必经之路。
这个夏天会安庆老家时感觉我把一辈子的莲蓬都吃了,水嫩清香,每次吃的起劲时,我总会不由自主的想为什么莲花总是出淤泥而不染呢?念头一闪过,也没做太多的探索,今天收到《当自然赋予科技灵感》这本书,忽然在这本书里就找到了答案,感觉就像收到上帝的礼物一般妙不可言。
《当自然赋予科技灵感》读后感(五):关于自然的三个意外
对自然有一些喜欢或了解的人,终究还是少数。大部分人的生活和自然没什么交集,对自然也没有什么兴趣。大家对自然的印象,总归不是什么“时髦”或者“酷炫”的东西。因为这种不了解,许多人对自然的各方各面似乎是太想当然了。
一
我说到大自然的时候,常常用到“原始”这个形容词。固然是因为自然默默地在地球上生息了很久,也因为对自然有一种荒蛮和远离文明的印象。仿佛一个人要亲近自然的话,就一定要远离文明。
从生物分类的角度来说,我们人类(智人)似乎确实站到了顶点。我们有着其他任何生物都远远不及的智慧和思维。似乎人类是上级的,其他一层层生物都是下级的。我关于自然的第一个意外,就是所谓“上级文明”的许多智慧,究竟有多少是来自“下级”的启发。
自然界中居然有那么多动植物是人类的老师。就拿两个经常被用来进行负面比喻的两个事物来说——藻屑和苍蝇。一个象征着卑微和渺小,另一个伴随着鄙夷和厌恶。然而前有海底巨藻启发了水底发电机的设计,后有苍蝇的复眼的结构(在这一物种诞生3500万年之后)帮助了太阳能电池板提高能量转化效率。从某种程度上来说,今后家里飞进了苍蝇,我们怕不是该叫一声“苍老师”才对。
二
在参加一次团体郊野活动的时候,我曾听一位带着孩子的妈妈说,她觉得大自然离现代人的生活太远了。我听后默默想了想,不管是对于生活在城镇还是生活在农村的人来说,大自然离我们的生活确实是越来越远,不是指物理上的距离,而是心理上的距离。
许多人对自己和自然之间关系的认识,意外地非常唯心主义。就像只看到麻雀就认为城市里的动物只有麻雀一样,眼中没有大自然,便认为大自然只存在于遥远的远方。
我关于自然的第二个意外,就是看到人的生活文明与自然是怎样通过科技产生了联系。自然科学不是只属于科学家的东西,它们有的很高端很前沿,也有很多就在我们生活中触手可及的地方。
我想起去北海道第一次坐上JR特快列车“游隼号”的时候,印象最深的是车头非常细长,我当时竟然没有联想到,这种形状就像某种鸟的嘴一样。许多个周末我躲在乡下小池塘边,在苇丛的掩护下看着塘边一只翠鸟反反复复入水出水,感叹它动作的迅捷和悄声无息,却从来没意料过眼前的翠色小家伙和铁轨上的特快列车有什么联系。后来,我终于在书里看到日本高铁车头的灵感来自翠鸟长却不会激起水花的鸟喙的时候,才感受到了自然和科技的一种似曾相识。
自然启发的科技其实早就渗透了人的生活。万万没想到车轮的诞生居然会和屎壳郎有关。最初的车轮出现在美索不达米亚,公元前3500年。人们学会用轮子搬运物体,这个主意竟然可能来自蜣螂(就是屎壳郎)的启发。蜣螂能推动相当于自重50倍的物体,这种强大的力量,让它至今仍然是人类已知最强壮的昆虫。它推动的不止是粪球,还有人类文明史的车轮呢。书中一句话说得再恰当不过:“不要错误地低估动物在技术历史上的角色”。
三
随着人类生活范围的扩张和对原始大自然的破坏,自然在地球上扮演的角色越来越像是一个弱者,越来越像是一个需要人类保护和关怀的脆弱存在。这或许是一个误解,自然远远比我们想象的要强大。
自然界中的动植物在各自的生境(有些是非常极端的环境)中进化出了超强的适应性,超乎一般人的想象,有的甚至超出现代科学的理解范围。我们对世界上许多生物的认识,还停留在“所知甚少”的阶段。
人类从自然中获得的启发,是常见常新的。贝壳表面的花纹曾经启发了瓦楞板的波浪结构,如今它们仍然被作为新型复合材料的模仿对象而被今天的人们继续研究。如果以为人类已经了解、掌握、甚至是控制了哪种生物或者自然,都是非常自大而且不自量力的行为。
作为一个渺小的人类,常怀敬畏自然之心。
很高兴看到了这样一本书,内容结合了自然与科技,博物馆摄影和手写笔记的部分又融合了科学与艺术。看作者简介感觉是一位很跨界的人,这本书也感觉是一本很跨界的书。无论是否对自然或科技感兴趣,这本书都可以一看。就像自然赋予了科技许多灵感一样,一双观察、发现的眼睛和灵活的联想、思考,才是灵感的来源吧。
《当自然赋予科技灵感》读后感(六):当科学和酷赋予父母灵感,我会毫不犹豫的出手
自从当了父母,对一本书选择就不再完全从自我兴趣出发——我必须承认我个人在这个年龄对科普和百科类书并不是最高兴趣所在,但我现在会选择一些可以和孩子建立共同语言的书——而对这类书的判断也有了当父母职业病——它是否值得他们看。
我的孩子处于中小阶段,正是对科技和生物产生兴趣的时候,他不再单纯停留在描述科学,而经常会希望寻求这些技术是如何被发明的,人类的创造力来源是什么——这很让我吃惊,因为我无法满足他,我在这方面几乎也是没有研究,仿生学正好就完美的连接了这两个领域,并给与了他答案。这部书讲的就是仿生学。
书里一共介绍了67种生物以及它们所产生的仿生学技术。翻开页面,手边是生物高清大图,辅以及抓人眼球的图纸和图解,左侧则是对仿生技术的科学描述、对生物本身的介绍、动植物策略(主要是被人类发现和利用生物优势)以及该技术的一些实际应用项目和产品。
说实话,我先阅读完这本书后,发现自己对大多数内容一无所知(当然这是我自己学识的原因),比如潜水装备是来源于对水蜘蛛的发现——我一直认为可能来自于是某种鱼类的启发。
《当自然赋予科技灵感》读后感(七):大自然背后的秘密
已值仲秋,只要站在夜里21:00的窗口,就能感受到一股清凉、通透、收获的味道。不禁感叹:这定是一个让人难忘的秋天!
告别夏季的闷热,终于可以迎来良眠!然若是半夜突然醒来,或许就不会这么想了,就是那一只蚊子豪情的索血,这个秋天也就不那么美好了。半路杀出个索血蚊,经历过的人都想抓狂,恨不能就其碎尸万段!但是抓又抓不到,想睡又不敢睡。
如果告诉你有这样一种动物,它们能分泌一种覆盖皮肤的物质可以避免蚊虫叮咬。你会相信吗?它就是一类澳大利亚蟾蜍,它所分泌的覆盖皮肤的物质-真正的超级胶水。能封住昆虫的嘴,使昆虫无法对自己造成伤害,还有一个优点是会将昆虫黏在皮肤上,在需要时可以食用它们。
看清楚了吧,人家不仅能防咬,还能防饿呢!不知道比我们人类高明多少了。
当然,澳大利亚的研究者们不像我想的这么庸俗,他们研究开发了一种结合蟾蜍所分泌的胶水的特质的人造物质,用于外科手术。它的多孔结构使它能够在不阻碍营养物质流动的情况下缝合骨头软骨。
这就是《当自然赋予科技灵感》里所讲述的仿生学,充分证明了大自然的神秘与智慧。是我们通向大自然的一扇门,一旦推开,精彩无限!
《当自然赋予科技灵感》读后感(八):很棒的仿生学科普,非常适合青少年阅读
补:后来又写了一个动图版:戳我!戳我!!!