師法自然
沈致遠
師法自然就是向大自然學習。
大自然曆經了億萬年的發展和進化。積累了無數“天機”。值得我們好好學習。科學家在進行研究中越來越認識到師法自然的重要性。下麵是信手拈來的幾個例子。
做衣服的衣料，除了極少數天然本色的以外，都需要加以染色。科學家看到繁花萬紫幹紅的色彩皆為天然生成，根本不需要另外染色，忽發奇想：能否變“繁花似錦”為“錦似繁花”，做出毋須染色的天然彩色纖維來。科學家經過努力，已經培育出幾種彩色的棉花，這種天然彩色纖維不會褪色，又省去了染色工序，不僅省錢省工，而且避免了染色工業的汙染。一舉數得，皆為師法自然之所賜。
鋼是非常堅強的材料，但蜘蛛用來織網的蜘蛛絲比同樣粗細的鋼絲還要堅強十倍以上！科學家正在研究如何模仿蜘蛛，造出被稱為“生物鋼”的人造蜘蛛絲來，一旦成功，不僅可以用來做成合成材料，造出輕巧而又堅固的飛機、車輛、橋梁、房屋、家具等等；而且還可以用來織出超級織物，製成薄如蟬翼、輕若鴻毛的工作服和防彈衣，以及收在掌中不盈握的降落傘……看來，小小蜘蛛中蘊藏的“天機”就夠我們學一輩子的了。
能源一直是人類所麵臨的大問題，目前應用的煤、石油等“化石燃料”，不僅汙染環境，而且遲早總有用完之日。尋找替代的能源是科學家麵臨的重大課題之一，其中太陽能的利用占有重要的地位。太陽能取之不盡，而且完全沒有汙染，是理想的能源。利用光電池可以將太陽能直接轉換為電能。目前使用的光電池是用矽做成的，轉換效率還不錯（約16%），但成本太高難以普及。科學家一直在探索如何降低成本，除了繼續改進傳統的矽光電池外，有人將目光轉向大自然：所有的綠色植物都能通過光合作用吸收太陽能，雖然效率不高（還不到1%），但滿山遍野，以多取勝。於是“異想天開”：是否可以模擬植物的光合作用做出廉價的光電池來？“異想”果然“天開”！最近據英國的《新科學家》雜誌報道：科學家現在已研製出一種模擬光合作用的新型光電池，這種光電池可以做得很薄，成為透明的。瑞士的一家手表廠即將推出一種太陽能手表，就是將這種透明的光電池覆蓋在表麵上以取得動力。將來擴大生產以後，可以將之覆蓋在玻璃窗上，利用太陽能為建築物供電，妙的是這種新型光電池不僅價廉，而且其轉換效率竟與矽光電池的差不多，遠遠超過了光合作用的效率。由此可見，師法自然也能青出於藍而勝於藍。
模仿植物的光合作用不僅可以造出新型的光電池，還可能有更重要的應用。美國及歐洲的一些科學家們正在研究一種“人造葉”，它模擬綠葉的作用將吸收的太陽能轉換為化學能，用以促進化學反應。天然的葉子中的葉綠體就是這樣利用太陽光能以水和二氧化碳作原料，合成碳水化合物等有機物的。但師法自然的科學家的野心更大，想用類似的方法製造多種化合物：這是化工生產的新方向，是新興的“生命科學”的一個重要分支。除“人造葉”以外，還有利用微生物和基因工程等生物學方法進行化學反應的，這些方法與傳統的化工生產根本不同，毋須采用高溫，高壓、強酸、強堿等極端手段，而且可以做到高效率、低成本，更重要的是可以完全免除對環境的汙染、不妨設想：未來的化工廠沒有隆隆的機器聲和熊熊的烈焰，沒有高聳的煙囪和龐大的高溫高壓容器，也不排出有毒的汙水及廢氣，就像一個美麗的大花園。師法自然能使人類回歸自然。