我相信每个人都有自己的梦想,每个人都会朝着自己的梦想而努力。我的梦想是当一名优秀的生物学家。
近些天,每当我打开电视机,都会看到禽流感病毒在中国南部地区迅速蔓延,人们极具恐慌;近些天,每当我打开报纸,都会读到禽流感病毒将会变异,那就是说禽流感病毒会转给人了,那么人们将面临着病毒的威胁;近些天,都会看到有很多人买许多的感冒药,预防感冒。还有一些人一到肯德基的门口,就会跑的远远的,觉得肯德基里有禽流感病毒。你们现在还记得2003年那场悲剧吗?非典病毒突然袭击了我们中国,许多人感染上了非典病毒,被非典病毒逼到了死的边缘,白衣天使们一听到这个消息,马上赶到抗战的前线,与可怕的非典病毒进行激烈的战斗,有一部分白衣天使在抗战的前线上阵亡了,在这些阵亡的白衣天使当中,有一些就是孩子的父母。想到这里,我十分内疚,人们应该快一点发明出能杀死病毒的药品。
假如我当了生物学家,我会加入到他们的队伍当中,去学习长辈们经验和知识;我会不分昼夜地工作;我会冒着生命危险去采集病毒的标本;我还会去每天专心研究能杀死病毒的药品。如果我的药品研制出来的话,人们就不会极大的恐慌,病毒就不会迅速蔓延,就不会有许多白衣天使和人们死亡了。如果我的梦想实现了,我会为中国以及全世界做出一项巨大的贡献。
的大城市。
是啊!城市也在成长,没有一天停歇脚步,最终它获得了发展,获得了重视……
回头离去,转身的瞬间想到一个天真而幼稚的问题----那么我呢?我这个忙于,苦于,怨于,恨于学习的学子呢?刹那间,一切变地明朗起来,人们脸上不再挂着失败,不再挂着不情愿,而是洋溢着快乐的气息,那是一种生活,一种成长,一种收获的快乐气息。
回到家中,躺在床上,凝视天花板,回想自己的过去,回想那学习中的苦,学习中的挫折,不禁感到欣慰起来,感到能为战胜他它们走到今天而开心,自豪。
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青春,多麽美丽梦幻的一个词语,它如人生一样,都是幸福的,可又充满挑战和艰辛……
青春如人生一样,道路漫长,不可能都是平平坦坦,同样有坑坑洼洼,我们可以把它当做我们要挑战的对象,不畏惧,要勇敢,同样可以做得很好。在我的生活中,有着这一位这样的“阳光天使”。
他,是我的一个邻居,人长得人高马大,有些帅气,处于雨季,他喜欢跳舞,梦想是能够做一名舞者。可是,生活并不能够尽他的意:在某月某日他发生了一场车祸,在车祸中夺去了他的右腿,这意味着他的天堂毁了一个失去了右腿的舞者。再也不能够跳舞了,只能在轮椅上过着残缺的生活……刚开始,他的求生意志很低,脾气很暴躁,老是有种想要去死的冲动。可是有一天,一个小锡兵的故事彻底扭转了他的人生……他开始丢开轮椅,开始练习站立,一次又一次的跌倒,一次又一次的失败,并没有消掉他对生活的信念……终于有一天,他站立了起来,阳光照射进房间,他的脸上闪烁了胜利的笑容,张开双臂就像一个天使。有一天,我问他:你练习站立,老是跌倒,老是失败,不痛不累吗他笑了一下,随后语气坚定地说:我当然痛,当然累,可我不会放弃,我对生活充满了希望,我才多少岁啊处于雨季呢,怎么可以因为这一点小小的事浪费了我的青春正是一次一次的跌倒失败才坚定了我对未来的信心,即使不可以跳舞了,可是那又怎么样我要做阳光下的小锡兵,做命运的主人!
是啊!生活中充满了挑战和坎坷,可我们不可以轻易的放弃,摔倒了就要爬起,告诉自己不许哭,我们要相信生活,鼓励青春,即使生活丢弃了我们,但是我们还是不可以放弃一丝希望……在青春前方,有更美好的事等着我们……
动感的青春刺激着身体的每个细胞,汗水与笑容把青春本身塑造。缤纷的遐想举着斑斓的向往,在热望里远足。铺张宣纸,用清浅的水彩——勾勒一个,奋斗的春天。用光阴划出美丽的弧线,告诉我们:抓住现在,蓄势未来。青春很美好,我们要给自己勇气,告诉自己:要努力地去坚强……
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树叶渐渐泛黄,冷风呼啸着吹遍大街小巷,也吹凉了她的心,她独自的坐在大街的石凳上,昏暗的路灯照射她孤独的背影,风一直吹着,叶片片的凋落,她用黯淡的眼神看了看,嘴唇抿紧,头低了下去。
现在的她只想静静的一个人,戴上耳机,仿佛与世隔绝,再也不用听那难听的责骂声,再也不用见到那恶心的嘴脸,只是这种短暂的时光很短很短。
她无神的站起身,路灯把她的身影拉的很长很长,家中,一阵阵的责骂声如期而至,女孩没有顶嘴,静静的做着她应该做的事,心里是愤怒,也是心凉的彻底,没有想到,也是自己的亲人,竟然会说出如此恶劣的话,让人心寒,女孩的手因为一直洗冷水,早已经被冻的通红,双手在抖,而他们依旧还在责骂,女孩忍气吞声的,她并不是不想离开这里,而且已经没有地方去了,那个能去的地方,早已经消失了。
房间里,经过一天的痛苦,终于换来了这片刻的宁静,她拿出包里的相片,抚摸着照片上面的笑容,露出了久违的笑容,泪水一点一点滴在了照片上,“爸妈,我很累,很苦,为什么你们走的那么早,把我送来这里,你们知道我有多难受,多痛苦吗”女孩没有向别人倾诉痛苦,因为也没有人听她倾诉,没有人知道她疼痛的身世,也没有知道她痛苦的生活,只能看着照片的父母,独自的哭泣,独自的痛苦,身上的疼痛远远比不过心里的疼痛。
当初,父母的意外身亡让女孩崩溃了,从一个活泼的女孩变得异常的冷漠,而她被送到了她的亲戚家,于是,她的噩梦开始了,亲戚非常的刻薄,经常让她干活,经常责骂她,经常不给她吃饭。
一段段痛苦的回忆在她的脑海中盘旋,她真的好恨,可是,离开了这里,她能去哪里呢她已经没有地方可去了,她就算在疼痛,也要忍下去,忍到她长大,就可以光明正大的离开了,可是,如今她快忍受不了了,责骂声一天比一天严重,看到他们那个恶心的嘴脸,好恨。
某些时候,总会想自己去死掉,死了就没有任何的顾虑了,死了,就可以解脱了,死了,还可以见自己的父母,可是,父母临死的时候对她说,要好好的活下去,她听了,好好的活了,可是生活的痛苦压的她喘不过气来,她不是不想生活,而且已经生活不下去了呀,每一天的晚上想了很多很多,可是还是听了爸妈的话努力的活下去,就算遇到什么困难,也要活下去,可是,她已经快不行了,心里承受不了那么痛苦,她已经没有办法答应那个约定了。
第二天的早晨,她房间一片寂静,没有声音,也没有呼吸,只是鲜红的血嘀嗒嘀嗒无声的流着,女孩的面容早已经没有了血色,但是竟然微笑着,或许,她应该会幸福了吧,窗外的叶子渐渐飘零,它们曾经快乐,曾经悲伤过,如今化作泥土,消失。
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我迷茫的走在渐行渐远的大街,昏暗的路灯,把我的影子拉的很长,我听着风吹的声音,却听不见你的声音了。
时间回到那时候,因为考试的失落,我来到了学校顶楼处冷静,迎面吹来徐徐凉风,心情平复了不少,突然听见一阵阵女孩子的哭泣声,我往着声源处走去,看到那个女孩趴在膝盖上哭泣,手里还拿着那张满是红色的卷子,女孩似乎意识到我走进了,快速擦擦自己脸上的眼泪,倔强的站起来,并对我说,“对不起,失态了。”
“恩,没事。”我看了看她,手中的卷子早就被她折到了口袋中,“你也是来平复心情的吗据说这次测试,好多人都不好,所以……”
女孩低下了头,我 靠在了墙上,眼睛看着学校外面那高大的建筑,“恩,差不多吧。”女孩也和我一样,靠在墙上,似乎心情恢复了不少,“压力很大呢,我真怕我撑不下去。”女孩自嘲的说。
“或许是吧,别放弃。”我不知道哪来的信心,竟然说了这么动听的话,“恩,谢谢你,那你也好好考吧。”女孩说完,向我微笑了下,直接走了,我目送她离开,然后回过头来,看了看自己手中转学通知书,或许我没有办法努力了呢。
后来,从朋友的口中得知了那个女孩的名字,原来是一个成绩挺好的人,突然成绩下降,心里难免有点不好受,第二次考试,看了看那次排名,竟然看到那个女孩名列前茅,而自己还是一如既往,我照常来到就顶楼,就看到了那个女孩,似乎特地在等我,她看到了我,微微笑了一下,“谢谢你给我的鼓励。”她很诚恳的说着。
我还以为是什么事呢,“这也是自己努力的成果,也不用谢我,该感谢的是自己的努力。”,女孩并没有反驳我,点点头,“对了,你也要加油哦,说不定能考上同一所的学校。”她的声音响彻了我的脑海,微风吹起她的发丝,我竟然有些看呆了,“好。”我苦笑着,“以后你也别放弃。”,“我不会的,放心。”女孩很肯定的说着,不知道为何,心里还是有一丝丝的酸涩,想想下个星期就要离开了,很多的情绪涌出来了,不知道如何去表达,谢谢那个女孩对我的期待,我看向了远方。
那时,我已经办好了转学手续,要走了,班级里的人心情都非常的沉重,没有办法和他们一起度过这意义非凡的三年,我还特地的跑上了顶楼,还是想见见那个女孩,可是那时的顶楼空空如也,我苦笑着,带着遗憾走了,还没有来得及和她说道别呢。
我走在了另外一个城市的大街,陌生的人,陌生的街,陌生的让我害怕,我还想在听一听你的声音。
我听见了风吹的声音,却再也听不见你的声音了,在茫茫人海中,我们还可以遇见么
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与星空相遇,星空拥抱着我,眼里闪烁着泪光。
——题记
很久很久,很久都没有见过如此纯净的星空了。我走在山间的夏夜之中,缓缓抬头,就这样与星空相遇。多么纯净,不似城中的夜空,泛着或绿或红各色霓虹灯光,月光暗淡,疏稀的几颗星有气无力地浮在天空,偶尔心懒洋洋地眨眨眼睛。它是那么深远,仿佛一眼就能看到浩瀚的宇宙。或大或小,或明或暗的星星们三五成群,好像天幕像一只倒扣的碗,给人以无以言表的震撼和感动。
我的视线有些模糊,有温热的液体从脸颊划落。这就是自始至终守护着我们的星空啊!就算被乌云遮挡,被阴霾掩盖,也闪烁着自己的光芒来安慰人心。我想起了凡高的《星空》,或许因为有了更深的感受,他才能够执笔绘出那似乎在流动的星空,那摄人心魄的色调吧!
原来,这不是我与星空的第一次相遇。那我们的邂逅是从何处开始的呢?是我热衷于描绘绚烂的夜空之时,是我被几本绘本感动之时,还是儿时的我首次因看见星空而欢呼雀跃之时呢?我不清楚,但我明白,它与我同在。充满了生活的每一个角落。
属于我的星空里,我的梦想便是那缥缈闪烁的星。并不是触手可及,却未曾离开。每一个小小的心愿梦想,都是一颗星,每一处星空,都是一首歌。它们汇集在一起,就是那流潋绚丽的星夜,暗夜交响曲。它陪伴着我走过我人生的每一个漆黑的颤抖的夜,告诉我,勇敢向前。并且微笑着眨着眼睛,注视着我,我也回报给它一个灿烂的笑脸。
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17岁,一个属于书本而不属于我们的年纪17岁,一个年轻却苍老的词,17岁,是眼泪和疲累交织的日子。17岁,是否已经开始苍老?!
我从来都没有想过,一个看起来有些腼腆的女孩会这样问我,她说:姐姐,有人说16岁是花季,17岁是雨季,你信吗?
她的这句话,深深触动了我,也让我想起了17岁那年的多愁善感,想起了17岁那年的朦胧情怀,想起了17岁那年,总在下雨的心空。
是的,17岁,是雨季。在那个季节里,听一支伤感的歌我都会流泪,跳一曲温柔的舞我都会感动,因为我年轻。
是的,17岁,是雨季。那时候,我会莫名的伤感莫名的快乐莫名的想一个人。我总喜欢幻想一些浪漫的故事,挽留一些过去的人,却总不明白,那是难以实现的海市蜃楼。
是的,17岁,是雨季。17岁的我,总想证明自己的长大证明自己坚强,却又总是那样的幼稚那么的容易受伤。17岁的雨季里,我对什么都充满了好奇,对前方的路,却感到迷茫。
十七岁,是雨季,那年,下过那么多的心雨,记忆里却总有蓝蓝的天空,流过那么多眼泪,却记住了很多笑声。
现在,轮到你们17岁了。
您好,希望能帮到您,比如说地球妈妈,我想对你说:“我晚上昨天做了一个梦,梦见‘宇宙急诊室’里有一个病情十分严重的患者,只见医术高明的火星大夫一边急忙地朝急诊室的方向跑去,一边披上白大褂,嘴里还不停地喊着:‘请各位大夫立即前往急诊室会诊。’只见急诊室外有一位母亲正在焦急地来回走动——那就是所有星球的母亲太阳。不一会儿急诊室的灯灭了,火星大夫从里面走了出来,脸上带着几分焦虑,太阳母亲的心顿时提到了嗓子眼儿。火星大夫焦急地说:‘令爱情况不是很好,第一,容颜憔悴。第二,血液变得不新鲜了。第三,咳嗽严重。第四,也是最重要的一点,心理状况不是很好,每天生活在悲哀之中。’太阳问:‘怎么会这样子呢?她每年的‘宇宙选美赛’中可都是冠军呀!’火星大夫气愤地说;‘都是她的那些儿女干的。他们为了造纸大量砍伐树木,据统计1000张纸就需要消耗一棵大树。你想想这一年要多少大树呀!而且人类在河流边建造工厂,把废水排入清澈的河流中,把有毒气体排入空气中,使二氧化碳迅速增多,空气质量变差,年均温度正直线上升,不久的将来人类将面临严重的温室效应。温室效应会使冬天逐渐变热,赤道地区的夏天会变得更旱,秋天变得更湿,森林火险气象等级每年将有大部分地区为一级。南北两极大部分冰川融化,沿海地区将面临严重的泥石流、洪涝等自然灾害。全球大部分森林将会被烧毁,人类将面临灭绝灾难。’太阳问:‘怎么才能治好她的病呢?’火星大夫说:‘这到不难,只要人类不再排放有毒气体,不乱砍乱伐,保护好生态环境,就能治好令爱的病,也能解救人类自己将面临的危险。’惊醒后,我发现这是一个梦。地球妈妈我们人类终于觉醒了,我们再也不会伤害你了!”
2、地球母亲,您是我们的恩人,您是我们生命的摇篮。您哺育了我们,让我们千千万万代的人都生存了下来。可以说,没有您,就没有人类的存在。
从古至今,是什么让我们人类一直生存到现在?是您,是您这位地球母亲!您是慷慨的,是无私的,您把您环抱中的一切都奉献给了我们。江河湖海,是您流畅的血脉:黑色的土壤,是您健美的皮肤。地球母亲,您是多么的伟大,多么的美丽壮观,我歌颂您,我赞美您!
可我们是怎么回报您的呢?我们无情的伤害了您呀!由于人类的无知,不顾后果的砍伐树木,植被被大量破坏,空气变得郁闷起来。更可怕的是,有些地区还受到了沙漠的影响,黄沙伴着狂风咆哮的席卷而来,原来一个绿树环抱的好地方,一夜之间便黄沙滚滚,显得那样凄凉,可怕。不仅植物被破坏了,工厂排出的废气,废水也高得不得安宁。记得一次在一本书上看到一则故事:一家工厂把排放的废水全都搞到一条清澈的小河里,不但河里的鱼都死了,就连方圆几十里以外那些在这里提水的人也有的不幸中毒身亡了。可悲,可叹,可气!如果人类一再这样,屡教不改,明天他们将会自己害了自己。
地球母亲,6月22日是您的生日,相信在这一天,全世界人民一定会共同呼吁,共同保护您,不会在让您受伤,让您流泪。
让山岭更青更绿,让清水长流不息,让蓝天蓝的更透,让环境更美更优,将"自由"还给地球母亲吧!
3、地球是我们大家的母亲,他有多大了,恐怕没有多少人知道,他也许是20亿岁,也许是40亿岁,还是······地球母亲的子女遍布世界的各个角落,从北方的北极到南方的南极;从中国的长江到美国的太平洋。它的子女肤色不同,语言不同,但是大家都有一个共同的心声,那就是爱我们的地球母亲!
地球母亲就像个藏宝库一样,他给我们提供了丰富的矿产资源,比如:铁,钛,钢,金,矿,煤等。地球母亲的钢,铁,钛能制造出眼镜架,文具盒,电线,窗户架,门······地球母亲的煤能生火。地球母亲的石油能使汽车,火车,船,飞机行驶。
地球母亲还有大片大片的森林。森林的作用可大了:森林是人类的资源宝库;森林是天然的隔音墙;森林可以挡住沙尘和洪水。
地球母亲的江,河也有很多,其中,长江和黄河是世界上的江和河。长江被称为父亲河,黄河被称为母亲河。这些江河不但可以成为我们用的自来水,还可以用来发电。
地球母亲赐予了人类很多朋友,有金丝猴,大熊猫,东北虎和家中养的小猫,小狗,小鸭等。地球母亲让这些动物陪我们玩耍,嬉戏,给我们提供丰富的肉类食物。
我们爱我们的地球母亲,更应该保护它,因为地球母亲只有一个,就像我们只有一个妈妈一样
从小妈妈就经常给我讲生物学家的故事,我就想如果我是生物学家,我就要研究海里、陆地、空中还不为人知的秘密,以便让这些秘密为人所利用。
如果我是生物学家,我就要研究海洋中鱼儿之间的秘密,知道它们的语言怎么表达的,怎样交流思想感情,研究为什么有的鱼能生活在3000多米深的海底,研究有的鱼为什么会放电,研究鱼儿们怎样和谐相处,研究珊瑚为什么那么的美丽,将来让我们的军舰像鱼儿一样快,在水中能上能下,比潜艇还高级,让大洋更好地为人类做贡献。
如果我研究陆地上的各种生物的语言,做一个能翻译动物语言的机器,以便和各种生物交流。研究为什么那么小的蚂蚁能够把比自己大十几倍的东西抗起来,研究狗的鼻子为什么那么灵敏,研究老虎为什么不会爬树,还要研究鸵鸟为什么不会飞,研究百灵鸟为什么唱歌那么好听,研究鹰的眼睛为什么看的那么准,飞的那么快,像离弦的箭,研究鸽子为什么能从很远的地方归巢,研究火鸡为什么不会飞,研究海鸥为什么能看见海里10米以下的鱼儿,研究有的鸟为什么能潜水,这都有利于我们仿生学也有利于人与动物和谐相处,人类需要这些科学知识。
我真的好想好想当一位生物学家,可以天天研究各种生物,虽然我现在年龄还小,才是小学生,但我有决心一定能当上生物学家,因为这是我的理想,我现在就朝着我的理想努力奋斗,我的理想一定能实现。
仿生学是研究生物系统的结构和性质以及工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios”(生命方式的意思)和字尾“nlc”(“具有……的性质”的意思)构成的
仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词大约从1960年才开始使用生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领它们的种种本领,给了人类哪些启发模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器这里要介绍的一门新兴科学——仿生学
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力
[编辑本段]人类仿生学由来已久
自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展劳动创造了人类人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如
鸟儿展翅可在空中自由飞翔据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生学的先驱,也是仿生学的萌芽
[编辑本段]发人深省的对比
人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明他们很少有意识的向生物界学习但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示
在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了
声音是人们生活中不可缺少的要素通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了
生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息意大利科学家斯帕兰捷很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后,它们在黑暗中就寸步难行了面对这些事实,斯帕兰捷提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”它们能够用嘴发出超声波后,在超声波接触到障碍物反射回来时,用双耳接收到第一次世界大战结束后,1920年,哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了
另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!
以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力生物界具有许多卓有成效的本领如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已
[编辑本段]连接生物与技术的桥梁
自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进
20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换利用和控制信息的问题因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾如何解决这个矛盾呢生物界给人类提供了有益的启示
人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了
控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起
控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础成为沟通生物系统与技术系统的桥梁
生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识
[编辑本段]仿生学的诞生
随着生产的需要和科学技术的发展,从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究,促进了生物学的极大发展,对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展此时模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实生物学家和工程师们积极合作,开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列,而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功于是生物学和工程技术学科结合在一起,互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学
作为一门独立的学科,仿生学正式诞生于1960年9月由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”,希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”简言之,仿生学就是模仿生物的科学确切地说,仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,并把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学从生物学的角度来说,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;从工程技术方面来看,仿生学根据对生物系统的研究,为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福
[编辑本段]仿生学的研究方法与内容
仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径
仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备
仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟其研究程序大致有以下三个阶段:
首先是对生物原型的研究根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果因此,仿生学的研究方法必须着重于整体
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展因此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献
[编辑本段]仿生学的研究范围
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等
◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,
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