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寻根溯源话仿生学——远久孕育的原始

时间:2015-03-20 10:37来源:吉林文史出版社 作者:点击:

仿生学
仿生学



 
       从原始房屋到飞机上天,这几千年的时间里,人们在生产实践中不断观察自然界,研究和模仿生物,发明创造各种工具和机器,由简单到复杂,由粗糙到精巧,适应了生产和生活的需要。

所以,在仿生学这一名词出现之前,仿生学这门科学早就在生产实践中孕育、成长了。 尽管仿生学孕育于若干世纪以前,但这门新科学的诞生,直到20世纪40年代至50年代才具备了条件。

由于自然科学的迅速发展,模仿生物创造出来的新仪器、新设备也日益增多。例如,根据蝙蝠喉头能发出超声波的原理发明了雷达;根据响尾蛇的颊窝能感知0. 0l℃的温度变化的原理,发明了可以跟踪飞机的响尾蛇导弹;此外,根据人脑模拟的电子计算机、电子脑人造神经元模型等也相继问世。

在此基础上,一些科学家从理论上提出了自己的看法。如关于动物体和电子仪器中的信息贮存传递原理的“信息论”,关于研究机器和动物中控制和通讯的科学“控制论”等。

生物学、物理学、生物化学、控制论工程学……多种科学相互关联、相互渗透,许多世纪以来发现和发明的积累和融合,使仿生学上升到了一个新层次。这时,仿生学已如“十月怀胎”,只待“一朝分娩”了。

1958年,美国空军J· E·斯梯尔少校首先提出了仿生学这个名词。1960年,在美国俄亥俄州召开了有史以来第一届仿生讨论会,共收到论文28篇。包括生物原型、生物学和物理学融会而出现的新前景、设计生物计算机师、生物学习机和语言识别机等内容。与会者有工程物理学家、数学家、病理学家理学家等。会上,美国学者J ·E·生物学家和生物物斯梯尔给这门学科正式下的定义是“仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统,或者使人造系统具有或类似于生物系统特征的科学”,取得了与会者的一致同意,仿生学遂告正式诞生。

研究仿生学的人来自各方面,研究的目的也不同,因此,对仿生学的含义就有不同的理解。广义的理解是:仿生学这门科学是研究生物系统各种各样的特征(包括物质、能量、信息等),作为模拟对象,用来改善现代技术设备并创造新的工艺技术。狭义的理解是:仿生学是研究生物体接收、传递、加工信息的方法及其机制,作为模拟对象,以便设计各种各样自控机的科学。

不管对仿生学的看法有什么不同,1960年以后,它的发展十分迅速。各种形式的讨论会越来越多,在美国有几十家大公司专门设立了仿生学实验室。许多研究机构、高校、军事部门和航天部门都相继提出了关于仿生学的各种研究课题。世界上不少国家也相继建立了仿生学机构,还出版了一些有关仿生学的书籍和杂志。我国从1960年以后也开始陆续介绍国外仿生学研究动态,并开始进行仿生学方面的专题研究。

仿生学是近二三十年发展起来的,属于边缘科学,它横跨生理学、生物物理、生物化学、物理学、数学、军事学、控制论、工程学等学科领域。仿生学把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究,希望在技术发展中能够利用这些原理和机理,最后目的是要实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。

在仿生学这个范畴里,还出现了不少分支学科,如数学仿生学、物理仿生学、化学仿生学、医学仿生学、机械仿生学、建筑仿生学、军事仿生学、体育仿生学等等。

总之,仿生学是门新兴的综合性边缘科学,它是生命科学与工程技术科学相互渗透,彼此结合而产生的。它的格言是:“生物原型—开启新技术的钥匙。”


(文章来源:《大自然的启迪》吉林文史出版社 )

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(由 wendy 编辑整理)
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