| 壁虎腳底的高科技 | | | 太陽(yáng)底下有沒(méi)有新鮮事？在「仿生學(xué)」出現(xiàn)後，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，原來(lái)太陽(yáng)底下、大自然中還有許許多多我們不知道卻一直存在的新鮮事。現(xiàn)在奈米科學(xué)家向大自然取經(jīng)，發(fā)揮創(chuàng)意，應(yīng)用來(lái)改善人類技術(shù)。這本書完整呈現(xiàn)仿生科技發(fā)展的狀況與影響，帶來(lái)許多科學(xué)新觀念與跨領(lǐng)域的知識(shí)。
．作者：彼得?佛布茲
．譯者：張雨青
．分類：科普
．出版社：遠(yuǎn)流
．出版日期：2013/04/01 | | |
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| 文章節(jié)錄 | 太陽(yáng)底下有新鮮事
揭露原子世界，我將鄙視
哥倫布和他的大發(fā)現(xiàn)
——雷伊（Richard Leigh, 1649-1728，英國(guó)詩(shī)人），
〈渺小中的偉大〉（Greatness in Little）
「自然」實(shí)屬絕妙好詞之一。順其自然、順應(yīng)潮流、覺(jué)得自身與地球孕育生命的法則和諧共處（根據(jù)最適當(dāng)?shù)囊軠y(cè)，這個(gè)法則行之已超過(guò)三十五億年）——這些嚮往都很自然（這個(gè)詞又來(lái)了）。不過(guò)，每當(dāng)想到我們仰賴科技的生活方式，就覺(jué)得很「不自然」：我們一切作為似乎都強(qiáng)迫大自然做她原本不做的事?？峙挛覀?nèi)祟愡@種生物是一群惡棍，是第一個(gè)打破自然界限的物種。
姑且不論這些心理感受能不能反映我們的現(xiàn)實(shí)處境，但無(wú)庸置疑的是，人類科技與大自然的手法大不相同。飛機(jī)的飛行方式與鳥類或昆蟲不一樣；人類的移動(dòng)速度雖然勝過(guò)印度豹，不過(guò)單比肌力卻還是慢得多。
許多科學(xué)家現(xiàn)在相信，我們有可能縮小人類科技與大自然之間的鴻溝?！阜律鷮W(xué)」（bio-inspiration）便是這樣一門新科學(xué)，設(shè)法運(yùn)用自然法則，創(chuàng)造出自然演化未曾造就的事物。要做到這點(diǎn)，就必須從全新的層次去了解大自然——那是一方微小疆域，遠(yuǎn)非我們視覺(jué)所能及，就連最精良的光學(xué)顯微鏡也觀察不到。
歡迎來(lái)到奈米國(guó)度！
綜觀整個(gè)人類史，人類一直都懷抱著偏見(jiàn)，或許我們?cè)揪捅辉O(shè)定成這樣的生物。即便如此，我們已經(jīng)學(xué)著將狹隘的沙文主義一一摒棄，學(xué)著包容更寬廣的視野，以此看待我們?cè)谌f(wàn)物體系所處的地位。不過(guò)還是有盲點(diǎn)：人類是具有特定尺寸的生物（成年人的身高多為一百五十到一百八十公分），對(duì)於比自己大得多或小得多的事物總?cè)滩蛔≌J(rèn)為，那與我們經(jīng)歷過(guò)的事物相差甚遠(yuǎn)。很顯然，我們骨子裡有著無(wú)可救藥的「尺寸」情結(jié)。
從十七世紀(jì)起，世人多半已可接受地球只是太陽(yáng)的一顆行星，但仍有人認(rèn)為，這讓我們?nèi)祟愵伱鎾叩?。隨後人們又意識(shí)到宇宙的浩瀚無(wú)垠、恆星的不可勝數(shù)（還可能有無(wú)數(shù)的行星），甚至太陽(yáng)只是其中微不足道的小星星，這些又讓人更受傷。事實(shí)是，最接近我們的事物才是最要緊的事物。一旦感冒臥病在床，我們的眼界會(huì)縮回到自己的軀殼內(nèi)；身強(qiáng)體健的時(shí)候，則可在自身的尺度優(yōu)游自得。宇宙則自行運(yùn)轉(zhuǎn)如常。
本書探討的多半是些小東西，不是龐然大物，但它們看起來(lái)往往比宇宙深處的黑洞與超新星還遙不可及。跳蚤和蚊蚋這類微小生物擁有神經(jīng)系統(tǒng)、有腦、有心臟，還有生命所需的一切器官，麻雀雖小五臟俱全，我們發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象相當(dāng)難以理解。事實(shí)上，生命源起的方法遠(yuǎn)小於人類的視界門檻，而生命所仰賴的錯(cuò)綜複雜道具，像是DNA、蛋白質(zhì)及其他數(shù)不清的分子，甚至還要更小。
人類自有歷史以來(lái)，用簡(jiǎn)單的材料製造出符合我們自身尺度所需的器械，尤以鐵、銅、鋅、錫之類的金屬為主。這些金屬都是化學(xué)元素，而它們基本上是由同一種材料構(gòu)成，數(shù)十億個(gè)原子堆積在一起，有如撞球框中的撞球，接著再疊上另一層，依此類推、無(wú)止無(wú)境。至於由生物而來(lái)的物質(zhì)，例如木材或棉質(zhì)，結(jié)構(gòu)就比金屬複雜得多，而且其分子結(jié)構(gòu)要到二十世紀(jì)才為人所知。不過(guò)，生物物質(zhì)呈現(xiàn)的樣子已經(jīng)大致可用，因此儘管我們對(duì)其結(jié)構(gòu)毫無(wú)所悉，還是能使用這些材料。
雖然顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡皆發(fā)明於十七世紀(jì)，但望遠(yuǎn)鏡的影響較大。望遠(yuǎn)鏡總是瞄準(zhǔn)某個(gè)重大的新領(lǐng)域，像是更大的船、更大的工廠、更雄壯威武的軍隊(duì)等，也因此，當(dāng)著名物理學(xué)家費(fèi)曼（Richard Feynman, 1918-1988）於一九五九年在美國(guó)物理學(xué)會(huì)演講、以他特有的誇張口吻喊出「下面的空間還大得很呢！」時(shí)，才會(huì)那麼驚天動(dòng)地。他用這句話表達(dá)了一個(gè)概念：即使我們?cè)谌祟惓叨鹊氖澜缪e失去個(gè)人的容身之處，還是有一塊異常遼闊的處女地可以神遊其中，那是遠(yuǎn)小於我們視覺(jué)極限的領(lǐng)域，即奈米王國(guó)，其中的物件大小都介於十億分之一至百萬(wàn)分之一公尺。費(fèi)曼提到，這個(gè)國(guó)度有充分的空間可以做許多趣味十足的事，而生命也早已身體力行這些事了，只要我們能深入了解究竟發(fā)生了什麼事：
事實(shí)是……一個(gè)極小的空間能夠裝載極大量的資訊……當(dāng)然，生物學(xué)家早就熟知這個(gè)事實(shí)……這所有資訊……包括我們是否有褐色眼睛、我們到底能不能思考，或者胚胎的下顎骨剛生成時(shí)，側(cè)邊是否會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小洞，以便往後可供一條神經(jīng)穿過(guò)去……這所有資訊全都包含在細(xì)胞內(nèi)一個(gè)非常微小的部分裡，也就是包含在長(zhǎng)鏈DNA分子的形式內(nèi)，細(xì)胞裡每一個(gè)位元的訊息大約用五十個(gè)原子來(lái)代表。
要解答許多基本的生物問(wèn)題實(shí)在很簡(jiǎn)單：直接用你的眼睛去觀察！你會(huì)觀察到長(zhǎng)鏈內(nèi)鹼基的排列順序；你會(huì)觀察到微粒體的構(gòu)造。遺憾的是，目前顯微鏡能夠觀察的尺度稍嫌粗略了點(diǎn)。只要能使顯微鏡的倍率提高一百倍，則目前生物學(xué)方面的很多難題就會(huì)變得比較簡(jiǎn)單。
當(dāng)時(shí)許多人一定覺(jué)得，這太不切實(shí)際了。費(fèi)曼還發(fā)出豪語(yǔ)，一根針的針頭可以容納一整部《大英百科全書》。但現(xiàn)在我們相信這會(huì)成真了，因?yàn)榧词惯€未能把百科全書縮成針頭，目前的電子式磁碟儲(chǔ)存系統(tǒng)也相去不遠(yuǎn)，然而微電子革命只是我們前進(jìn)微縮空間的第一步。費(fèi)曼當(dāng)時(shí)則寄望生物學(xué)來(lái)證實(shí)他的論點(diǎn)，因?yàn)樗芮宄笞匀槐闶窃谖⑿〕叨妊e完成她最複雜的作品。但費(fèi)曼也明白，大多數(shù)的細(xì)部結(jié)構(gòu)只能看得到而碰不著。 |
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