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仿生学的终极目标是人类自己吗

2017-12-01 09:02 作者:刘园园 来源:科技日报 编辑:郑雪婧
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每次碰到什么新科技,我总会想起科幻电影《2001太空漫游》里的场景。

一群人猿受到神秘黑石碑的启发,学会把动物骨头当做工具和武器。在战胜另一群人猿后,它们兴奋地将骨头抛起。在蒙太奇手法下,这块骨头化作冲向太空的飞船。

这个场景颇具寓意。无论人类科技多么发达,在某些参照物面前,或许都只相当于人猿手中的那块骨头而已:原始而初级。

电影中启迪人类文明不断跨越发展的黑石碑来自超人类。我倒更愿意把它理解为自然,因为超人类是否存在不得而知,而自然对人类智慧的启迪却是实实在在且显而易见的。

如果你觉得这么说缺乏依据,可以翻开《当自然赋予科技灵感》这本书。它以仿生学为主题,介绍了150多种人类从自然那里“剽窃”来的创意。其中很多创意在人类发展史上产生过相当重大的作用。

按照这本书的定义,所谓仿生学,就是对生命体和自然过程的模仿,其目的是创造新技术或改进现有技术。在这个定义范围内,各种鲜活案例数不胜数。

有些仿生学案例是我们耳熟能详的。比如,是鸟的飞翔让人类萌发了在天空翱翔的欲望,这才有了前赴后继的飞翔尝试,并催生了滑翔机、飞机等。是蝙蝠利用超声波辨别物体和方向的技能,给了人类灵感,这才有了可以在黑暗中探测物体的声呐和雷达。

还有很多仿生学案例就在身边,我们却并未察觉。

经常出现在厨房洗碗池旁,而且只要你愿意挤,就可以挤出水来的人造海绵,就是直接模仿天然海绵制成的。有些建筑外墙,只需雨水冲刷就能焕然一新,有可能是学习了莲叶“出淤泥而不染”的技能。因为莲叶表面极为粗糙,水珠遇到它难以停留,只能滚动并带走莲叶表面的灰尘。这为人类制造具有抗污能力的疏水材料带来启示。

如果你觉得人类对自然的模仿太过肤浅,下面就举两个更“高级”的例子。

人类史上第一个碟型潜水器“丹尼斯”,灵感就来源于鹦鹉螺的潜水方式。鹦鹉螺的壳分为几个腔室,它的肉体只占其中一个,空置的腔室会被水和空气充满。需要移动时,鹦鹉螺就凭借一根导管将气体推进腔室,让水快速喷出并推进它移动。“丹尼斯”潜水器向鹦鹉螺学习,也搞了一个可以吸水并喷水的导管。

奥运会上,越来越多的游泳选手都会穿上模仿鲨鱼皮肤制成的泳装。其原因是,鲨鱼表面覆盖着非常小的盾鳞,这种鳞片交错排列所形成的结构可以减少水和皮肤之间的摩擦。换句话说,穿上模仿这种鳞片结构的泳装,可以提高游泳选手的速度。

揭开仿生学高大上的外衣,其背后无非是“模仿”二字。而模仿在自然世界里是无处不在的。有些鸟类在教幼鸟飞翔时,会先自己示范一番。一周岁左右的婴儿在咿呀学语时,主要方式也是模仿大人说话。在物竞天择、适者生存的背景下,模仿也许是物种进化最必要也最基础的技能,只不过人类所进行的模仿稍微复杂一些罢了。

读完《当自然赋予科技灵感》这本书,除了赞叹人类的聪慧灵巧,我更折服于自然的包罗万象、深不可测。个人愚见,人类对自然的模仿,虽然日益细致入微,但多数情况下学到的只是皮毛,仍处于相对初级的水平。正如电影《2001太空漫游》所暗示的那样。

本书没有提到的例子——人工智能,最能说明问题。这个在当下火得一塌糊涂的技术,是人类模仿自然极其典型的案例,它所模仿的对象正是人类自己。我们试图让人工智能像人一样思考并处理各种问题。它们做得不错,甚至在某些技能上足以甩人类好几条街。但从综合得分来看,目前的人工智能与人类相比还是弱得很,不然就不会任人类“程序猿”摆布调试了。

人类开始模仿自然的复杂产物,无疑是一种进步。但如果说人类是自然“鬼斧神工”的产物,那么人类的模仿品距离“巧夺天工”还差很远,并不值得沾沾自喜。当然也不必气馁。人类是地球上最高级的生命形式,从这个意义上讲,或许仿生学的终极目标就是我们自己?



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