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閒情絮語
師法自然

在希臘神話中,戴達羅斯(Daedalus)為了脫困,以蜂蠟黏貼羽毛造出雙翼,與兒子伊卡洛斯(Icarus)飛離囚禁二人的克里特島。展翅高飛的感覺太美妙,伊卡洛斯忘記了父親的告誡,愈飛愈高,翅膀上的蠟被太陽熔化,結果墜海身亡。折翼的伊卡洛斯到底是追求突破的英雄,還是不自量力的狂妄少年,見仁見智。重要的是,戴達羅斯以凡人之身,通過觀察、模仿鳥兒,突破人類局限,實現了在天空翱翔的夢想,堪稱以自然為師的範例。這雖然是虛構的故事,但在現實生活中,不少設計師和發明家的天才點子,的確源自大自然。

“黐頭芒”與魔術貼

有些植物的種子或果實帶有倒鈎,藉依附人類衣物或動物身體而傳播,例如牛蒡、蒼耳。廣東人統稱這類植物為“黐頭芒”。一九四一年,瑞士工程師梅斯倬(George de Mestral)狩獵歸來,衣服和獵犬的毛上沾滿了牛蒡小刺果。梅斯倬“芒刺在背”,非但沒有惶恐不安,反而感到好奇。他用顯微鏡仔細觀察,發現刺果表面布滿微小的刺鈎,所以能鈎住衣物纖維。梅斯倬靈機一動,如果把一片布滿鈎子的布料和一片布滿環圈的布料疊壓在一起,不就可以牢牢緊扣,發揮和鈕扣、拉鏈一般的功能嗎?從物色合適材料到機械加工,經近廿載努力,梅斯倬終於設計出能大量生產的魔術貼。魔術貼在上世紀六十年代問世,起初無人問津,大家都不知道這種古怪東西有何用途。美國太空總署獨具慧眼,率先把魔術貼用於太空任務,在無重環境中固定物件。魔術貼從此打出名堂,逐漸廣泛應用於各行各業,更成為我們生活上的好幫手。

貓頭鷹、翠鳥與子彈列車

日本JR新幹線500 系子彈列車車頭線條修長,外型帥氣,車速又快,曾奪最佳設計獎,是許多鐵路迷的心頭好。然而,當初測試時,噪音問題曾令研發人員一籌莫展。子彈列車在高速行駛時,車頂的集電弓與氣流碰撞,發出巨大的氣動噪音。工程師仲津英治(Eiji Nakatsu)熱愛觀鳥,後來從鳥類身上取得靈感。他想起貓頭鷹是鳥類的潛行狙擊好手,能悄無聲息地飛近獵物,然後施以致命一擊。他率領的團隊參考貓頭鷹翅膀上獨特的鋸齒狀羽毛和其他消音特徵,經過數年研究,終於開發出翼型集電弓,大大降低氣動噪音。

研發人員當時還面對一個難題:列車駛出隧道時產生轟隆隆的巨響。仲津英治這次想到翠鳥從空中俯衝入水中捕魚時同樣經歷阻力遽變,但這些色彩鮮豔的鳥兒喙部特別細長,入水時所產生的阻力很小,幾乎不會激起漣漪。他於是仿照翠鳥的喙部設計出新型子彈火車頭。這個設計不但減輕了噪音問題,還提升了車速,節省耗電量,新幹線最酷最炫的車型亦由此誕生。

蓮花效應

蓮花“出淤泥而不染,濯清漣而不妖”,自古以來是高潔的象徵。荷葉上輕盈滾動的露珠,晶瑩可愛,也引來文人墨客寫下不少名言佳句。韋應物詠道:“秋荷一滴露,清夜墜玄天。將來玉盤上,不定始知圓。”蘇軾卻嘆“曲港跳魚,圓荷瀉露,寂寞無人見。”乾隆帝則別出心裁,喜用荷露烹茶,認為水質“輕於玉泉者唯雪水及荷露”。

德國植物學家巴斯洛特(Wilhelm Barthlott)也為蓮花深深着迷,但他感興趣的卻是蓮葉表面何以總是潔淨亮麗。他用掃描式電子顯微鏡觀察,發現蓮葉表面原來布滿數不清的微小凸塊,而且具有疏水的蠟質層,因此水很難附在其上,只會聚結成水珠。每當風吹葉搖珠落,就帶走了荷葉上的灰塵。巴斯洛特把蓮葉這種自潔功能稱為“蓮花效應”,並用這個原理研製出一把用來舀蜂蜜而沒有半點殘留的湯匙。隨後,研究機構研發出更多應用方法,例如建築外牆塗料、自潔玻璃等,以後說不定還會有自潔餐具、自潔衣物呢。

地球誕生已有四十五億年之久,蘊藏無盡奧秘。天地萬物,花鳥蟲魚,莫非良師。《莊子》有云:“天地有大美而不言,四時有明法而不議,萬物有成理而不說。”人類苦苦思索的難題,大自然可能早有答案,只等待心懷謙卑、觀察入微、刻苦鑽研的人去發現。

遭一蹶者得一便,經一事者長一智。
《新編五代史平話 • 漢史》