I仿生学对人类社会发展的贡献.docVIP

仿生学对人类社会发展的贡献 一、仿生学的概念 所谓“仿生”，顾名思义就是向生物学习、模仿或取得启示，仿造各种生物的优点以用在人类科学技术的创造或改进上。仿生学一词是1960年由美国J.E.斯蒂尔提出的。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示，但仿生学的诞生，一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。 仿生学的研究范围主要包括①力学仿生：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。②分子仿生：研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。③能量仿生：研究与模仿生物电器官、生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程。④信息与控制仿生：研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人---机系统的仿生学方面。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面---生物模式识别的研究、大脑学习、记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等---是仿生学研究的主攻方面。 因此仿生学就是人类在认识自然和改善自然的过程中，通过科学的探索和研究，模仿自然界中一些生物的特殊本能的原理，来解决某些人类传统认识无法解决的一些疑难现象的一门高科技边缘科学。 二、仿生学的历史贡献 仿生学在人类历史发展过程中所做出的贡献可谓源远流长。尤其是近几个世纪，仿生学在军事、医学、生物、电子等高端技术领域的应用更是给人类的发展带来了创新革命。 在军事上，模仿野猪嘴发明的防毒面具，模仿海豚皮肤的沟槽结构，应用于船舰外壳上，可减少航行湍流，提高航速。模仿鸟类滑翔原理发明飞机；模仿“莲花效应”将其应用于飞机表层、汽车外壳达到自清洁的目的；模仿苍蝇等昆虫的视觉原理研制智能武器和仿生眼等；在医学上，根据苍蝇在细菌环境中生存的原理研制出的免疫抗菌剂，模拟人体器官设计出各种仿生器官用于医学手术中等等；在生物上，屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲、船桨模仿鱼的鳍、锯子学的是螳螂臂，根据跑行中的猫的前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性设计出的汽车轮胎等等。 因此，有专家指出：人类进化只有500万年的历史，而生命进化已经经历了约35亿年的历史，模仿人的创造固然重要，模仿自然更有无限的潜力和机会，更有可能提高原始创新的能力。而且从仿生学在各行业领域的运用结果也表明，仿生学为人类解决各种疑难现象提供了一种可能，它对人类发展的贡献是巨大的、无可替代的。 三、仿生学在现代科技领域中的重要地位 仿生学的研究与推广在中外科技领域都受到高度关注和重视，它被认为是各国在21世纪的世界市场上占有主动地位的先期条件： 1、国内：仿生学的研究在国内起步较早但直到本世纪初才逐渐受到重视，尤其是在2003年下半年，国内科学领域层次最高的研讨会香山科学会议三个月内曾两度聚焦仿生学，对于这个只有基础科学研究的前沿问题和我国重大工程技术领域中的科学问题才可以作为会议主题的研讨会，能两度关注仿生学，足以证明这个学科发展的重要性以及国内科学领域对仿生学的重视性。经过讨论与会的专家建议：将“仿生科学与技术”列入重大基础研究国家计划和国家中长期科学技术发展规划，有重点地建议一批具有国际水平的仿生科学和仿生技术实验室，将更有利于国内高端技术领域的开发与创造。 2、国外：在发达国家，早在20世纪90年代初，就已经为发展仿生学这门交叉学科的基础研究做了精心准备和长期计划。在美国，他们认为仿生学是一切创新成果的源头，所有高科技成果的85%均源于仿生学，因此设定了一项优先发展先进制造、先进材料以及先进军事装备研究等领域的长期计划。德国的研究与技术部已就“21世纪的技术”为题在自适应电子技术、纳米技术、仿生材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和物力。日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的计划。不仅如此，在许多英美著名大学如麻省理工学院、史丹佛大学、哈佛大学等，均设有：“仿生”教育课程，由此可见发达国家对仿生技术在未来发展与应用的重视。 因此，仿生学可以说在人类社会科学与发展的历史过程中，创造了一个又一个奇迹，每一个奇迹的创造都将带来人类历史上的革命。它的兴起，标志着人们对生物科学的研究进入一个崭新的阶段，也意味着人类文明程度显著提高，在不断呼吁科技跨领域整合的今天，仿生科技甚至被认为是主导未来的科技革命，同时，被誉为与克隆技术、基因治疗、DNA检测技术等高科技合称为未来人类开创更美好新世界的八大科技。 四、自然仿生疗法