㈠ 世上有哪些發明家受到大自然啟發而發明的東西比喻說牛頓看到蘋果從樹上落下來發現了萬有引力
1666年,23歲的牛頓還是劍橋大學聖三一學院三年級的學生。看到他白皙的皮膚和金色的長發,很多人以為他還是個孩子。他身體瘦小,沉默寡言,性格嚴肅,這使人們更加相信他還是個孩子。他那雙銳利的眼睛和整天寫滿怒氣的表情更是拒人於千里之外。
黑死病席捲了倫敦,奪走了很多人的生命,那確實是段可怕的日子。大學被迫關閉,像艾薩克·牛頓這樣熱衷於學術的人只好返回安全的鄉村,期待著席捲城市的病魔早日離去。
在鄉村的日子裡,牛頓一直被這樣的問題困惑:是什麼力量驅使月球圍繞地球轉,地球圍繞太陽轉?為什麼月球不會掉落到地球上?為什麼地球不會掉落到太陽上?
在隨後的幾年裡,牛頓聲稱這種事情已經發生過。坐在姐姐的果園里,牛頓聽到熟悉的聲音,「咚」的一聲,一隻蘋果落到草地上。他急忙轉頭觀察第二隻蘋果落地。第二隻蘋果從外伸的樹枝上落下,在地上反彈了一下,靜靜地躺在草地上。這只蘋果肯定不是牛頓見到的第一隻落地的蘋果,當然第二隻和第一隻沒有什麼差別。蘋果落地雖沒有給牛頓提供答案,但卻激發這位年輕的科學家思考一個新問題:蘋果會落地,而月球卻不會掉落到地球上,蘋果和月亮之間存在什麼不同呢?
第二天早晨,天氣晴朗,牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋,皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地搖擺小球,然後越來越快,最後小球就徑直拋出。
牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球,這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣,也有兩種力量作用於月球,即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下,蘋果才會落地。
牛頓首次認為,重力不僅僅是行星和恆星之間的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信煉金術,認為物質之間相互吸引,這使他斷言,相互吸引力不但適用於碩大的天體之間,而且適用於各種體積的物體之間。蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。
人們普遍認為,適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點,它告訴人們,支配自然和宇宙的法則是很簡單的。
牛頓推動了引力定律的發展,指出萬有引力不僅僅是星體的特徵,也是所有物體的特徵。作為所有最重要的科學定律之一,萬有引力定律及其數學公式已成為整個物理學的基石。
當然,當時牛頓提出了萬有引力理論,卻未能得出萬有引力的公式,因為公式中的「G」實在太小了,因此他提出:F∝mM/r^2。直到1798年英國物理學家卡文迪許利用著名的卡文迪許扭秤(即卡文迪許實驗)較精確地測出了引力恆量的數值
㈡ 有那些發明家的故事
瓦特
一個夏日的早晨,天氣 晴朗,畫眉在樹上唱著悅耳的歌。在英國格拉斯哥大學的校園里,有一個人正在散步。他邁著緩緩的步伐,在綠茵茵的草坪上踱來踱去。他時而望著廣闊的天空,時而瞧瞧乎坦的操場,時而皺起雙眉……突然,他臉上流露出笑容,心情豁然開朗,他想出來了,想出了解決蒸汽機的有效辦法。他高興地跑起來,腳步騰空。霎時間,他的身影便出現在陪伴他多年的操作台上。他就是蒸汽機的發明家瓦特。曾有人說:"瓦特發明蒸汽機,是因為他有超人的天才和智慧。"其實不然。為了說明這個問題,還是講講關於瓦特勤奮學習,刻苦鑽研;發明創造的故事吧。
水蒸汽的啟示
隨著智育的發展,瓦特對客觀存在的一些事物都發生了濃厚的興趣,產生了好奇和鑽研之心。這為他以後發明蒸汽機打下了良好的基礎。
在瓦特的故鄉--格林諾克的小鎮於上,家家戶戶都是生火燒水做飯。對這種司空見慣的事,有誰留過心呢?瓦特就留了心。有淮?他在廚房裡看祖母做飯。灶上坐著一壺開水。開水在沸騰。壺蓋啪啪啪地作響,不停地往上跳動。瓦特觀察好半天,感到很奇怪,猜不透這是什麼緣故,就問祖母說?什麼玩藝使壺蓋跳動呢"
祖母回答說:"水開了,就這樣。"
瓦特沒有滿足,又追問:"為什麼水開了壺蓋就跳動?是什麼東西推動它嗎?"
可能是祖母太忙了,沒有功夫答對他,便不耐煩地說:"不知道。小孩子刨根問底地問這些有什麼意思呢。"
瓦特在他祖母那裡不但沒有找到答案,反而受到了冤枉的批評,心裡很不舒服,可他並不灰心。
連續幾天,每當做飯時,他就蹲在火爐旁邊細心地觀察著。起初,壺蓋很安穩,隔了一會兒,水要開了,發出嘩嘩的響聲。摹地,壺里的水蒸汽冒出來,推動壺蓋跳動了。蒸汽不住地往上冒,壺蓋也不停地跳動著,好象里邊藏著個魔術師,在變戲法似的。瓦特高興了,幾乎叫出聲來,他把壺蓋揭開蓋上,蓋上又揭開,反復驗證。他還把杯子、調羹遮在水蒸汽噴出的地方。瓦特終於弄清楚了,是水蒸汽推動壺蓋跳動,這水蒸汽的力量還真不小呢。
就在瓦特興高采烈,歡喜若狂的時候,祖母又開腔了:"你這孩子,不知好歹,水壺有什麼好玩的,快給我走開!"她漫不經心地說。
他的祖母過於急躁和主觀了,這隨隨便便不放在心上的話,險些挫傷了瓦特的自尊心和探求科學知識的積極性。年邁的老人啊,根本不理解瓦特的心,不知?水蒸汽"對瓦特有多麼大的啟示!水蒸汽推動壺蓋跳動的物理現象,不正是瓦特發明蒸汽機的認識源泉嗎?
一七六九年,瓦特把蒸汽機改成為發動力較大的單動式發動機。後來又經過多次研究,於一七八二年,完成了新的蒸汽機的試制工作。機器上有了聯動裝置,把單式改為旋轉運動,完善的蒸汽機發明成功了。
由於蒸汽機的發明,加之英國當時煤鐵工業發達,所以英國就成為世界上最早利用蒸汽推動鐵制"海輪"的國家。十九世紀,開始海上運輸改革,一些國家進入了所謂的"汽船時代"。從此,船隻就行駛在茫茫無際的海洋上了。隨之而來,煤礦、工廠、火車也全應用了蒸汽機。體力勞動解放了,經濟發展了。這不能不說是蒸汽機發明的成果。當然也是蒸汽機的發明家瓦特的功勞。因此,瓦特在世界上享有盛名。
瓦特的一生充滿著艱苦和斗爭,他走過的道路是多麼坎坷不平啊。他在艱苦和坎坷中為人類造了福,為人類前進,開辟了新的里程。瓦特十分重視學習和實踐。學習,豐富了他的智慧;實踐,結出了豐碩的成果。諾貝爾是聞名世界的大科學家、發明家,也是一個成功的企業家。他發明的炸葯、雷管開創了人類征服自然的新紀元,以他身後龐大的基金所設的諾貝爾獎金,更使他飲譽世界。
艾爾弗雷德.伯哈德.諾貝爾於1833年10月21日出生在瑞典首都斯德哥爾摩市一個貧困潦倒的工程師兼商人家裡。他的父親英莫紐?諾貝爾(人稱老諾貝樂)是一位富有才華的發明家和商人,曾創建瑞典第一家橡膠公司。
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就在諾貝爾出生的前一年,一場大火把家業燒了個精光,老諾貝爾的生意由此開始衰落,並在諾貝爾1歲時破產。被生活所迫,老諾貝爾後來不得不隻身離家到俄國從商謀生。
諾貝爾自幼勤奮好學,好奇心很強。到俄國後,為了學好俄文,他常常挑選一些俄文名著譯成瑞典文,再翻譯成俄文。後來他又用這種方法學會了英文、法文和德文。有一次,他父親的一位叫西蒙的教授請諾貝爾父子觀看硝化甘油爆炸力的試驗。錘子落在鐵砧上,受錘地的硝化甘油立即發生爆炸。小諾貝爾被這奇妙的現象迷住了。當他得 知這種爆炸力極強的東西可以用來開礦鑿山,但危險性極大無法使用時,就萌發了發明炸葯的念頭。
到16歲時,迫於生計,他不得不中斷學習,孤身遠渡重洋到了美國,在一家工廠當學徒。此後,他還曾到法國、德國、英國、義大利等國的幾家工廠當過學徒。學徒期間,他每天在勞動10多個小時之後,仍堅持學習,困了就把腦袋伸到水龍頭下沖一沖。就這樣,他憑自學學到了不少的技術和科學知識,不但在科學、文學和哲學方面奠定了一定的基礎,而且在機械方面做出了好幾項革新,表現出了很強的獨創能力。
1854年,諾貝爾回到彼得堡,和父親一起,一邊從商,一邊從事炸葯的研製工作。一次,由於公司遇到了財政困難,父親派他去倫敦、巴黎,向當地銀行磋商貸款。結果是空手而歸,家業再遭破產。不得已,全家於1859年返回瑞典。
當時為了適應開礦山、發展工業和加強軍事力量的需要,許多化學家都在致力於炸葯的研製。炸葯的應用前景很廣闊,市場很大。諾貝爾父子看準了形勢,為了實現自己的發明願望,也為了重振家業,他們從事起如何利用硝化甘油巨大爆炸力潛能的研究。但手頭上缺乏資金,無法進行規模大的試驗。諾貝爾再次奉父命前往巴黎尋求貸款。這一次,他很順利,帶回了10萬法郎。用這筆錢,他們辦起了自己的工廠。
經過反復試驗,諾貝爾認識到,要使硝化甘油發生爆炸,只須把它加熱到170攝氏度至180攝氏度。為此,必須尋找出一種安全的引爆裝置。
1862年初夏,諾貝爾進行了一次探索性試驗。這次試驗獲得了成功。但是,引爆所用的火葯多而硝化甘油少,威力小成本高,沒有實用價值。 為了找到一種量少但能引爆硝化甘油的可靠物質,諾貝爾又進行一次又一次的帶有極大危險性的實驗,但均告挫折。經過多次的失敗,諾貝爾發現了失敗的原因,並最終成功地發明了用少量的一般火葯,引爆硝化甘油的引爆物。這項"諾貝爾引爆法"的發明,使諾貝爾於1864年生平第一次獲得了由瑞典政府簽發的專利證。
這種炸葯的威力極大,在爆破工程中可以節省大量人力財力。因此,它剛一問世,就得到普遍運用。
諾貝爾的公司由此重新振興起來。 正當諾貝爾四處推廣由他發明的炸葯的時候,卻發生了一系列的意外爆炸事故,使人們對諾貝爾的新發明產生了懷疑和恐懼。瑞典政府下令禁止運輸炸葯,不準諾貝爾在陸地上試驗,法國、英國、葡萄牙等國也下令禁止製造、貯存和使用新炸葯,這使他的炸葯和公司陷入困境之中。 面對四面楚歌的形勢,諾貝爾決心走出困境。經過認真的多方思考和大量的秘密試驗,諾貝爾首先解決了硝化甘油的就地製造問題,以避免長途運輸中發生的爆炸危險。接著又集中精力研究硝化甘油的安全運輸方法。經過反復試驗,他終於找出穩定硝化甘油化學性質的方法,並且又利用硅藻土吸收硝化甘油的方法,制 成了兩種安全的硅藻土猛炸葯。為了解除人們的顧慮,挽回已經造成的不良影響,他親自到各地表演,用事實證明猛炸葯的爆破威力和安全性能。終於這種新型炸葯又一次被利用到了開礦和築路上。後來,就是這類炸葯炸穿了阿爾卑斯山,提前好幾年打通了長達14.5公里的隧道,節約開鑿費用500多萬元。諾貝爾也由此名揚天下,瑞典政府收回了當初的禁令,由驅逐變為歡迎,英國、法國、德國為他簽發了發明專利證。諾貝爾的公司終於又柳暗花明。
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愛迪生小時並不聰明,但善於觀察,勤於思考,喜歡追根問底.有一次,父親見他一動不動地趴在草堆里,非常奇怪地問:」你這是干什麼?」小愛迪生不慌不忙地回答:」我在孵小雞呀!」原來,他看到母雞會孵小雞,想自己也試試.父親又好氣又好笑,告訴他,人是孵不出小雞的.回家的路上,他還一個勁地盯著父親問:」為什麼母雞能孵小雞,我就不能呢?」從此,大家都說愛迪生是個」獃子」.有一次,為了想知道火的奧秘,他竟在鄰居谷倉里燃起一堆火,引起了一場火災.事後,他挨了父親一頓毒打.
愛迪生7歲時上學,當時學校課程設置十分呆板,還搞體罰.幼小的愛迪生對此十分不滿意.老師講得枯燥無味,引不起他的興趣.他功課學得不好,可腦子里卻裝著很多稀奇古怪的問題.同學們都說他笨,老師也說他是個低能兒.在學校學習不到3個月,他就被迫退學.這是他一生所受到的唯一的正規教育.
愛迪生的母親親自教孩子讀書寫字,不厭其煩地解答他所提出的各式各樣的問題.有一次,母親給他買了本《自然讀本》,他立即被書上介紹的小實驗迷住了.他在家裡搞起了小實驗室,把零花錢都用在購買實驗用品上,一有空就做實驗.
愛迪生11歲時,到火車上當了報童.在得到列車長允許以後,他在行李車的一個角落裡,布置了一個簡單的小實驗室.一次,火車的震動把一瓶黃磷震翻在地,著起了火.火舌向行李堆舔去.愛迪生急忙脫下衣服撲打,拚命地喊:」救火啊!」大家聞聲趕來,把火及時撲滅了.列車長勃然大怒,狠狠地打了愛迪生一記耳光,並把他的實驗用品統統扔出車外,愛迪生的右耳被打聾了.
後來,愛迪生當了一名夜班報務員.一天清晨三四點鍾,他下班扛起白天從舊書店買來的幾十本書回住處.巡邏的警察遠遠看見他,疑心是小偷,就大聲喊他站住.可惜他耳朵聾,聽不見,仍然急急忙忙地趕路,警察以為他要逃跑,忙舉槍射擊.當呼嘯的子彈擦著耳邊飛過,愛迪生才站住了.警察追上來,一問才知道是個聾子,扛的全是舊書,不覺抽了一口涼氣,說:」算你有運氣,要是我的槍法准,那你白送了一條命!」
由於愛迪生對人類做出了巨大的貢獻,他受到了全世界的尊重.1922年,他被評選為美國當代12大偉人中的第一名.
㈢ 說說有哪些因生活小故事啟發發明的發明家
科學家看到水壺的水來了,氣頂開壺蓋,發明了蒸汽機。科學家看到線路短路時會發光,發明了燈泡。科學家看到水車發明了水利發電。
㈣ 發明家受到啟發,發明了什麼東西的故事有沒有
瓦特看到燒開的水把壺蓋頂起,發明了蒸汽機
㈤ 哪些發明是發明家受自然界的啟發而發明
愛迪生(1847~1931),是美國科學家,著名的世界發明大王.他一生共有2000多項發明,對人類做出了重要貢獻.
愛迪生小時並不聰明,但善於觀察,勤於思考,喜歡追根問底.有一次,父親見他一動不動地趴在草堆里,非常奇怪地問:」你這是干什麼?」小愛迪生不慌不忙地回答:」我在孵小雞呀!」原來,他看到母雞會孵小雞,想自己也試試.父親又好氣又好笑,告訴他,人是孵不出小雞的.回家的路上,他還一個勁地盯著父親問:」為什麼母雞能孵小雞,我就不能呢?」從此,大家都說愛迪生是個」獃子」.有一次,為了想知道火的奧秘,他竟在鄰居谷倉里燃起一堆火,引起了一場火災.事後,他挨了父親一頓毒打.
愛迪生7歲時上學,當時學校課程設置十分呆板,還搞體罰.幼小的愛迪生對此十分不滿意.老師講得枯燥無味,引不起他的興趣.他功課學得不好,可腦子里卻裝著很多稀奇古怪的問題.同學們都說他笨,老師也說他是個低能兒.在學校學習不到3個月,他就被迫退學.這是他一生所受到的唯一的正規教育.
愛迪生的母親親自教孩子讀書寫字,不厭其煩地解答他所提出的各式各樣的問題.有一次,母親給他買了本《自然讀本》,他立即被書上介紹的小實驗迷住了.他在家裡搞起了小實驗室,把零花錢都用在購買實驗用品上,一有空就做實驗.
愛迪生11歲時,到火車上當了報童.在得到列車長允許以後,他在行李車的一個角落裡,布置了一個簡單的小實驗室.一次,火車的震動把一瓶黃磷震翻在地,著起了火.火舌向行李堆舔去.愛迪生急忙脫下衣服撲打,拚命地喊:」救火啊!」大家聞聲趕來,把火及時撲滅了.列車長勃然大怒,狠狠地打了愛迪生一記耳光,並把他的實驗用品統統扔出車外,愛迪生的右耳被打聾了.
後來,愛迪生當了一名夜班報務員.一天清晨三四點鍾,他下班扛起白天從舊書店買來的幾十本書回住處.巡邏的警察遠遠看見他,疑心是小偷,就大聲喊他站住.可惜他耳朵聾,聽不見,仍然急急忙忙地趕路,警察以為他要逃跑,忙舉槍射擊.當呼嘯的子彈擦著耳邊飛過,愛迪生才站住了.警察追上來,一問才知道是個聾子,扛的全是舊書,不覺抽了一口涼氣,說:」算你有運氣,要是我的槍法准,那你白送了一條命!」
由於愛迪生對人類做出了巨大的貢獻,他受到了全世界的尊重.1922年,他被評選為美國當代12大偉人中的第一名.
㈥ 什麼發明家受到大自然的啟示發明的東西
我們每天都與大自然(ran)和諧相處,它的神奇與美(mei)麗給我們留下了無限的遐想。有許多科學家都從中得到了啟示和靈感,有所發明,有所創造,使我們的生活大大改善。
青蛙的眼睛非常特別,它們看活動的東西非常敏銳,可是看靜止的東西卻非常遲鈍。人們利用青蛙眼睛這一特點,發明了「電子蛙眼」,使機場里的人員能夠准確地指揮飛機的降落。
車前草的葉子是按螺旋形狀排列的,這種排列方式能得到充足的陽光。因此,建築師依照這種形狀建造的房子也能使每間屋子享受到溫暖的陽光。
人們從大自然(ran)中得到的啟示還有很多。例如(ru)「從蘋果落地」中發現了「萬有引力定律」;從「長頸鹿的身體結構」發明了「抗荷飛行服」;從「響尾蛇」中發明了「現代夜視儀」……
由此可見,大千世界,無奇不有,只要我們仔細觀察,勇於探索,就算一株小草,也會有它的奇妙之處,也會帶給我們千百萬個靈感。所以我們在享受大自然(ran)的同時,還要去發現觀察其中的許許多多的奧秘,並合理的利用它,為人們提供更多的方便,讓人們的生活更加美(mei)好。
㈦ 哪些發明家受到啟發而發明了什麼
瓦特看見壺蓋被蒸汽沖開,發明了蒸汽火車
魯班被草劃傷,發明了鋸子
㈧ 誰根據什麼得到啟示,發明了什麼
1、達·芬奇根據鳥類飛行得到啟示發明飛行器。
達·芬奇作了鳥類飛行的詳細研究,同時策劃了數部飛行機器,包括了直升機設計圖(但因機體本身亦會旋轉故無法作用)以及輕型滑翔翼。1496年1月3日,他曾測試了一部自製飛行機器但失敗。
2、魯班根據鋸齒草得到啟示發明鋸子。
相傳有一次他進深山砍樹木時,一不小心,腳下一滑,手被一種野草的葉子劃破了,滲出血來,他摘下葉片輕輕一摸,原來葉子兩邊長著鋒利的齒,他用這些密密的小齒在手背上輕輕一劃,居然割開了一道口子。
他的手就是被這些小齒劃破的,魯班就從這件事上得到了啟發。他想,要是這樣齒狀的工具,不是也能很快地鋸斷樹木了嗎!於是,他經過多次試驗,終於發明了鋒利的鋸子,大大提高了工效。
3、愛迪生根據竹子得到啟示發明燈絲。
為了提高燈泡的質量,延長燈泡的壽命,愛迪生想盡一切辦法尋找適合制燈絲的材料。在愛迪生研製白熾燈泡燈絲材料的過程中。
曾試驗過棉線、木材的細條、稻草、紗紙、線、馬尼拉麻繩、馬鬃、釣魚線、麻栗、硬橡皮、栓木、藤條、玉蜀黍纖維,甚至人的胡須、頭發。
1880年,愛迪生又研製出碳化竹絲燈,使燈絲壽命大大提高,同年十月,愛迪生在新澤西州自行設廠,開始進行批量生產,這是世界最早的商品化白熾燈。
4、瓦特根據水開了得到啟示發明了蒸汽機。
1776年製造出第一台有實用價值的蒸汽機。以後又經過一系列重大改進,使之成為「萬能的原動機」,在工業上得到廣泛應用。
他開辟了人類利用能源新時代,使人類進入「蒸汽時代」。後人為了紀念這位偉大的發明家,把功率的單位定為「瓦特」。
5、萊特兄弟根據鳥兒飛行得到啟示發明了飛機。
萊特兄弟(Wright Brothers)是美國著名的發明家,哥哥是威爾伯·萊特(Wilbur Wright,1867年4月16日—1912年5月12日),弟弟是奧維爾·萊特(Orville Wright,1871年8月19日—1948年1月30日)。
1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,也就是世界上第一架飛機「飛行者一號」。
㈨ 有什麼發明家是受到了動物的啟發性400字的作文
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿製成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就以經在海水裡生活了."但是,水母跟順風耳又有什麼關系呢?"人們肯定會問這樣一個問題.因為,水母在風暴來臨之前,就會成群結隊地游向大海,就預示風暴既將來臨.但是,這又與"順風耳"有什麼關系呢?原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波(頻率為8~13赫),是風暴來臨之前的預告.這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌.科學家經過研究發現,水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石.
科學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官.
技能訓練長頸鹿與宇航員失重現象
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高。據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什麼不會使長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這與長頸鹿身體的結構有關。首先,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量;同時長頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜綳得很緊,利於下肢的血液向上迴流。科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服——「抗荷服」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常。同時,宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利於身體上部的血液向下肢輸送。
烏龜的龜殼與薄殼建築
龜殼的背甲呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2 mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建築學家模仿它進行了薄殼建築設計。這類建築有許多優點:用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建築也並非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。
-- 結構構件
對於構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動植物的組織中也體現了這個結論。例如:「疾風知勁草」,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內腔。在建築結構中常被採用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來的。
-- 斑馬
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什麼兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共外,以抵禦天敵。人類將斑馬條紋應用到軍事上是一個是很成功仿生學例子。