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1、蝠 bat 翼手目、特別是小蝙蝠亞目動物的通稱。
2、蝙蝠是唯一一類演化出真正有飛翔能力的哺乳動物,有900多種。
3、它們中的多數(shù)還具有敏銳的聽覺定向(或回聲定位)系統(tǒng)。
4、大多數(shù)蝙蝠以昆蟲為食。
5、因為蝙蝠捕食大量昆蟲,故在昆蟲繁殖的平衡中起重要作用,甚至可能有助于控制害蟲。
6、某些蝙蝠亦食果實、花粉、花蜜;熱帶美洲的吸血蝙蝠以哺乳動物及大型鳥類的血液為食。
7、這些蝙蝠有時會傳播狂犬病。
8、蝙蝠呈世界性分布。
9、在熱帶地區(qū),蝙蝠的數(shù)量極為豐富,它們會在人們的房屋和公共建筑物內(nèi)集成大群。
10、蝙蝠的體型大小差異極大。
11、最大的吸血狐蝠翼展達1.5米,而基蒂氏豬鼻蝙蝠的翼展僅有15厘米。
12、蝙蝠的顏色、皮毛質(zhì)地及臉相也千差萬別。
13、蝙蝠的翼是進化過程中由前肢演化而來。
14、除拇指外,前肢各指極度伸長,有一片飛膜從前臂、上臂向下與體側(cè)相連直至下肢的踝部。
15、拇指末端有爪。
16、多數(shù)蝙蝠于兩腿之間亦有一片兩層的膜,由深色裸露的皮膚構(gòu)成。
17、蝙蝠的吻部似嚙齒類或狐貍。
18、外耳向前突出,通常非常大,且活動靈活。
19、許多蝙蝠也有鼻葉,由皮膚和結(jié)締組織構(gòu)成,圍繞著鼻孔或在鼻孔上方拍動。
20、據(jù)認為鼻葉影響發(fā)聲及回聲定位。
21、蝙蝠的脖子短;胸及肩部寬大,胸肌發(fā)達;而髖及腿部細長。
22、除翼膜外,蝙蝠全身有毛,背部呈濃淡不同的灰色、棕黃色、褐色或黑色,而腹側(cè)色調(diào)較淺。
23、棲息于空曠地帶的蝙蝠,皮毛上常有斑點或雜色斑塊,顏色也各不相同。
24、蝙蝠的取食習性各異,或為掠食性,或有助于傳粉和散布果實,從而影響自然秩序。
25、吸血蝙蝠對人類就是一個嚴重的問題。
26、食蟲蝙蝠的糞便一直在農(nóng)業(yè)上用作肥料。
27、整個蝙蝠群的性周期是同步的,因此大部分交配活動發(fā)生于數(shù)周之內(nèi)。
28、妊娠期從6、7周到5、6月。
29、許多種類的雌體妊娠后遷到一個特別的哺育棲息地點。
30、蝙蝠通常每窩產(chǎn)1至4仔。
31、幼仔初生時無毛或少毛,常在一段時間內(nèi)不能視不能聽。
32、幼仔由親體照顧5周至5個月,按不同種類決定。
33、幾乎所有蝙蝠均于白天憩息,夜出覓食。
34、這種習性便于它們侵襲入睡的獵物,而自己不受其他動物或高溫陽光的傷害。
35、蝙蝠通常喜歡棲息于孤立的地方,如山洞、縫隙、地洞或建筑物內(nèi),也有棲于樹上、巖石上的。
36、它們總是倒掛著休息。
37、它們一般聚成群體,從幾十只到幾十萬只。
38、具有回聲定位能力的蝙蝠,能產(chǎn)生短促而頻率高的聲脈沖,這些聲波遇到附近物體便反射回來。
39、蝙蝠聽到反射回來的回聲,能夠確定獵物及障礙物的位置和大小。
40、這種本領要求高度靈敏的耳和發(fā)聲中樞與聽覺中樞的緊密結(jié)合。
41、蝙蝠個體之間也可能用聲脈沖的方式交流。
42、有少部分蝙蝠依靠嗅覺和視覺找尋食物。
43、人們常用“飛禽走獸”一詞來形容鳥類和獸類,但這種說法有時卻并不一定正確,因為有一些鳥類并不會飛,如鴕鳥、鴯鹋、幾維和企鵝等;同樣也有一些獸類并不會走,如生活在海洋中的鯨類等,而蝙蝠類不但不會像一般陸棲獸類那樣在地上行走,卻能像鳥類一樣在空中飛翔。
44、 蝙蝠類是唯一真正能夠飛翔的獸類,它們雖然沒有鳥類那樣的羽毛和翅膀,飛行本領也比鳥類差得多,但其前肢十分發(fā)達,上臂、前臂、掌骨、指骨都特別長,并由它們支撐起一層薄而多毛的,從指骨末端至肱骨、體側(cè)、后肢及尾巴之間的柔軟而堅韌的皮膜,形成蝙蝠獨特的飛行器官—翼手。
45、中國古代也有關(guān)于蝙蝠的記載說他們也生活在鐘乳洞里,名叫仙鼠,那里的蝙蝠因為能夠喝到洞里的水得到長生,千年之后他們的身體顏色也有了巨大的變化,從原來的黑暗的顏色變成了通身雪白,我想這就是他們?yōu)槭裁幢环Q為仙鼠的原因吧. 蝙蝠的胸肌十分發(fā)達,胸骨具有龍骨突起,鎖骨也很發(fā)達,這些均與其特殊的運動方式有關(guān)。
46、它非常善于飛行,但起飛時需要依靠滑翔,一旦跌落地面后就難以再飛起來。
47、飛行時把后腿向后伸,起著平衡的作用。
48、 蝙蝠一般都有冬眠的習性,冬眠時新陳代謝的能力降低,呼吸和心跳每分鐘僅有幾次,血流減慢,體溫降低到與環(huán)境溫度相一致,但冬眠不深,在冬眠期有時還會排泄和進食,驚醒后能立即恢復正常。
49、它們的繁殖力不高,而且有“延遲受精”的現(xiàn)象,即冬眠前交配時并不發(fā)生受精,精子在雌獸生殖道里過冬,至翌年春天醒眠之后,經(jīng)交配的雌獸才開始排卵和受精,然后懷孕、產(chǎn)仔。
50、 蝙蝠是哺乳類中古老而十分特化的一支,因前肢特化為翼而得名,分布于除南北兩極和某些海洋島嶼之外的全球各地,以熱帶、亞熱帶的種類和數(shù)量最多。
51、它們由于奇貌不揚和夜行的習性,總是使人感到可怕,外文中名字的原意就是輕佻的老鼠的意思,不過在我國,由于“蝠”字與“?!弊滞簦栽诿耖g尚能得到人們的喜愛,將它的形象畫在年畫上。
52、 蝙蝠類動物全世界共有900多種,我國約有81種,是哺乳類中僅次于嚙齒目的第二大類群。
53、它們可以大體上分成大蝙蝠和小蝙蝠兩大類,大蝙蝠類分布于東半球熱帶和亞熱帶地區(qū),體形較大,身體結(jié)構(gòu)也較原始,包括狐蝠科1科。
54、小蝙蝠類分布于東、西半球的熱帶、溫帶地區(qū),體型較小,身體結(jié)構(gòu)更為特化,包括菊頭蝠科、蹄蝠科、葉口蝠科、吸血蝠科、蝙蝠科等十余科。
55、 蝙蝠類動物的食性相當廣泛,有些種類喜愛花蜜、果實,有的喜歡吃魚、青蛙、昆蟲,吸食動物血液,甚至吃其他蝙蝠。
56、一般來說,大蝙蝠類一般以果實或花蜜為食,而大多數(shù)小蝙蝠類則以捕食昆蟲為主。
57、 以昆蟲為食的蝙蝠在不同程度上都有回聲定位系統(tǒng),因此有“活雷達”之稱。
58、借助這一系統(tǒng),它們能在完全黑暗的環(huán)境中飛行和捕捉食物,在大量干擾下運用回聲定位,發(fā)出超聲波信號而不影響正常的呼吸。
59、它們頭部的口鼻部上長著被稱作“鼻狀葉”的結(jié)構(gòu),在周圍還有很復雜的特殊皮膚皺褶,這是一種奇特的超聲波裝置,具有發(fā)射超聲波的功能,能連續(xù)不斷地發(fā)出高頻率超聲波。
60、如果碰到障礙物或飛舞的昆蟲時,這些超聲波就能反射回來,然后由它們超凡的大耳廓所接收,使反饋的訊息在它們微細的大腦中進行分析。
61、這種超聲波探測靈敏度和分辯力極高,使它們根據(jù)回聲不僅能判別方向,為自身飛行路線定位,還能辨別不同的昆蟲或障礙物,進行有效的回避或追捕。
62、蝙蝠就是靠著準確的回聲定位和無比柔軟的皮膜,在空中盤旋自如,甚至還能運用靈巧的曲線飛行,不斷變化發(fā)出超聲波的方向,以防止昆蟲干擾它的信息系統(tǒng),乘機逃脫的企圖。
63、 同其他動物一樣,許多蝙蝠也在自然界越來越少,趨于滅絕。
64、用于消滅昆蟲的毒劑和木材保護藥劑等把它們在冬眠的時候藥死,許多錯誤的觀念也使人類大批地捕殺它們。
65、一些種類棲居的空心樹木被伐掉了,廢墟被拆除或者被重修得嚴絲無縫,使其無法生存。
66、蝙蝠在維護自然界的生態(tài)平衡中起著很重要的作用,各種食蟲類蝙蝠能消滅大量蚊子、夜蛾、金龜子、尼姑蟲等害蟲,一夜可捕食3000只以上,對人類有益。
67、蝙蝠所聚集的糞便還是很好的肥料,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有用。
68、經(jīng)過加工的蝙蝠糞被稱為“夜明砂”,是中藥的一種。
69、蝙蝠還是研究動物定向、定位及休眠的重要對象,對它們輻射技術(shù)的秘密還沒有完全搞清楚,人類僅僅只是知道了蝙蝠能夠做些什么了,但仍然不知道它們是怎樣做的,所以拯救那些瀕臨滅絕的種類勢在必行。
70、借助仿生原理,人類根據(jù)蝙蝠的回聲定位系統(tǒng)制造出了雷達。
71、小知識:1 蝙蝠種類繁多,全世界約有900種。
72、蝙蝠的種類數(shù)目在哺乳動物中居第二位,僅次于嚙齒類動物。
73、2 豬鼻小蝙蝠翼距只有14厘米,身體如小狗般大的狐蝠翼距寬達2米。
74、3 有些蝙蝠的飛行速度可達50千米每小時以上。
75、4 蝙蝠能在1秒鐘內(nèi)捕捉和分辨250組回音。
76、(注:音波往返一次算一組。
77、)5 從秋天開始,蝙蝠就在下腹部聚積了一層脂肪,至冬眠前體重變?yōu)橄奶鞎r的1.5倍以上。
78、6 有的蝙蝠會釣魚,墨西哥兔唇蝠一個晚上能捕獲30多條小魚。
79、7 一只20克重的食蟲性蝙蝠一年能吃掉1.8--3.6千克昆蟲。
80、8 一窩由100只蝙蝠組成的蝙蝠群仿生學仿生學(bionics)在具有生命之意的希臘語bion上,加上有工程技術(shù)涵義的ics而組成的詞。
81、大約從1960年才開始使用。
82、生物具有的功能迄今比任何人工制造的機械都優(yōu)越得多,仿生學就是要在工程上實現(xiàn)并有效地應用生物功能的一門學科。
83、例如關(guān)于信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經(jīng)功能)、自動控制系統(tǒng)等,這種生物體的結(jié)構(gòu)與功能在機械設計方面給了很大啟發(fā)。
84、可舉出的仿生學例子,如將海豚的體形或皮膚結(jié)構(gòu)(游泳時能使身體表面不產(chǎn)生紊流)應用到潛艇設計原理上。
85、仿生學也被認為是與控制論有密切關(guān)系的一門學科,而控制論主要是將生命現(xiàn)象和機械原理加以比較,進行研究和解釋的一門學科。
86、 蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。
87、可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。
88、這種儀器目前已經(jīng)應用在火箭和高速飛機上,實現(xiàn)了自動駕駛。
89、蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。
90、“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。
91、這種照相機已經(jīng)用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量。
92、“蠅眼透鏡”是一種新型光學元件,它的用途很多。
93、 自然界形形色色的生物,都有著怎樣的奇異本領?它們的種種本領,給了人類哪些啟發(fā)?模仿這些本領,人類又可以造出什么樣的機器?這里要介紹的一門新興科學——仿生學。
94、 仿生學是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學,它是在本世紀中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學。
95、仿生學研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術(shù)之中,發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器,創(chuàng)造新技術(shù)。
96、從仿生學的誕生、發(fā)展,到現(xiàn)在短短幾十年的時間內(nèi),它的研究成果已經(jīng)非??捎^。
97、仿生學的問世開辟了獨特的技術(shù)發(fā)展道路,也就是向生物界索取藍圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強的生命力。
98、【人類仿生由來已久】 自古以來,自然界就是人類各種技術(shù)思想、工程原理及重大發(fā)明的源泉。
99、種類繁多的生物界經(jīng)過長期的進化過程,使它們能適應環(huán)境的變化,從而得到生存和發(fā)展。
100、勞動創(chuàng)造了人類。
101、人類以自己直立的身軀、能勞動的雙手、交流情感和思想的語言,在長期的生產(chǎn)實踐中,促進了神經(jīng)系統(tǒng)尤其是大腦獲得了高度發(fā)展。
102、因此,人類無與倫比的能力和智慧遠遠超過生物界的所有類群。
103、人類通過勞動運用聰明的才智和靈巧的雙手制造工具,從而在自然界里獲得更大自由。
104、人類的智慧不僅僅停留在觀察和認識生物界上,而且還運用人類所獨有的思維和設計能力模仿生物,通過創(chuàng)造性的勞動增加自己的本領。
105、魚兒在水中有自由來去的本領,人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭。
106、相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動、轉(zhuǎn)彎,他們就在船尾上架置木槳。
107、通過反復的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉(zhuǎn)彎的手段。
108、這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船只航行自如。
109、 鳥兒展翅可在空中自由飛翔。
110、據(jù)《韓非子》記載魯班用竹木作鳥“成而飛之,三日不下”。
111、然而人們更希望仿制鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。
112、早在四百多年前,意大利人利奧那多·達·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結(jié)構(gòu)并認真觀察鳥類的飛行。
113、設計和制造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。
114、 以上這些模仿生物構(gòu)造和功能的發(fā)明與嘗試,可以認為是人類仿生的先驅(qū),也是仿生學的萌芽。
115、【發(fā)人深省的對比】 人類仿生的行為雖然早有雛型,但是在20世紀40年代以前,人們并沒有自覺地把生物作為設計思想和創(chuàng)造發(fā)明的源泉。
116、科學家對于生物學的研究也只停留在描述生物體精巧的結(jié)構(gòu)和完美的功能上。
117、而工程技術(shù)人員更多的依賴于他們卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,進行著人工發(fā)明。
118、他們很少有意識的向生物界學習。
119、但是,以下幾個事實可以說明:人們在技術(shù)上遇到的某些難題,生物界早在千百萬年前就曾出現(xiàn),而且在進化過程中就已解決了,然而人類卻沒有從生物界得到應有的啟示。
120、 在第一次世界大戰(zhàn)時期,出于軍事上的需要,為使艦艇在水下隱蔽航行而制造出潛水艇。
121、當工程技術(shù)人員在設計原始的潛艇時,是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉,如果需要升至水面,就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉,使艇身回到水面來。
122、以后經(jīng)過改進,在潛艇上采用浮箱交替充水和排水的方法來改變潛艇的重量。
123、以后又改成壓載水艙,在水艙的上部設放氣閥,下面設注水閥,當水艙灌滿海水時,艇身重量增加使可它潛入水中。
124、需要緊急下潛時,還有速潛水艙,待艇身潛入水中后,再把速潛水艙內(nèi)的海水排出。
125、如果一部分壓載水艙充水,另一部分空著,潛水艇可處于半潛狀態(tài)。
126、潛艇要起浮時,將壓縮空氣通入水艙排出海水,艇內(nèi)海水重量減輕后潛艇就可以上浮。
127、如此優(yōu)越的機械裝置實現(xiàn)了潛艇的自由沉浮。
128、但是后來發(fā)現(xiàn)魚類的沉浮系統(tǒng)比人們的發(fā)明要簡單得多,魚的沉浮系統(tǒng)僅僅是充氣的魚鰾。
129、鰾內(nèi)不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內(nèi)或是重新吸收鰾內(nèi)一部分氧氣來調(diào)節(jié)魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮。
130、然而魚類如此巧妙的沉浮系統(tǒng),對于潛艇設計師的啟發(fā)和幫助已經(jīng)為時過遲了。
131、 聲音是人們生活中不可缺少的要素。
132、通過語言,人們交流思想和感情,優(yōu)美的音樂使人們獲得藝術(shù)的享受,工程技術(shù)人員還把聲學系統(tǒng)應用在工業(yè)生產(chǎn)和軍事技術(shù)中,成為頗為重要的信息之一。
133、自從潛水艇問世以來,隨之而來的就是水面的艦船如何發(fā)現(xiàn)潛艇的位置以防偷襲;而潛艇沉入水中后,也須準確測定敵船方位和距離以利攻擊。
134、因此,在第一次世界大戰(zhàn)期間,在海洋上,水面與水中敵對雙方的斗爭采用了各種手段。
135、海軍工程師們也利用聲學系統(tǒng)作為一個重要的偵察手段。
136、首先采用的是水聽器,也稱噪聲測向儀,通過聽測敵艦航行中所發(fā)出的噪聲來發(fā)現(xiàn)敵艦。
137、只要周圍水域中有敵艦在航行,機器與螺旋槳推進器便發(fā)出噪聲,通過水聽器就能聽到,能及時發(fā)現(xiàn)敵人。
138、但那時的水聽器很不完善,一般只能收到本身艦只的噪聲,要偵聽敵艦,必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音,這樣很不利于戰(zhàn)斗行動。
139、不久,法國科學家郎之萬(1872~1946)研究成功利用超聲波反射的性質(zhì)來探測水下艦艇。
140、用一個超聲波發(fā)生器,向水中發(fā)出超聲波后,如果遇到目標便反射回來,由接收器收到。
141、根據(jù)接收回波的時間間隔和方位,便可測出目標的方位和距離,這就是所謂的聲納系統(tǒng)。
142、人造聲納系統(tǒng)的發(fā)明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果,曾使人們?yōu)橹@嘆不已。
143、豈不知遠在地球上出現(xiàn)人類之前,蝙蝠、海豚早已對“回聲定位”聲納系統(tǒng)應用自如了。
144、 生物在漫長的年代里就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖。
145、因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息。
146、意大利人斯帕蘭贊尼很早以前就發(fā)現(xiàn)蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是堵塞蝙蝠的雙耳后,它們在黑暗中就寸步難行了。
147、面對這些事實,帕蘭贊尼提出了一個使人們難以接受的結(jié)論:蝙蝠能用耳朵“看東西”。
148、第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,1920年哈臺認為蝙蝠發(fā)出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。
149、并提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰(zhàn)時郎之萬發(fā)明的用超聲波回波定位的方法相同。
150、遺憾的是,哈臺的提示并未引起人們的重視,而工程師們對于蝙蝠具有“回聲定位”的技術(shù)是難以相信的。
151、直到1983年采用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發(fā)出超聲波來定位的。
152、但是這對于早期雷達和聲納的發(fā)明已經(jīng)不能有所幫助了。
153、 另一個事例是人們對于昆蟲行為為時過晚的研究。
154、在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之后,人們經(jīng)過長期反復的實踐,終于在1903年發(fā)明了飛機,使人類實現(xiàn)了飛上天空的夢想。
155、由于不斷改進,30年后人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能。
156、但是在繼續(xù)研制飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現(xiàn)象。
157、當飛機飛行時,機翼發(fā)生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生。
158、飛機設計師們?yōu)榇嘶ㄙM了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象,經(jīng)過長時間的努力才找到解決這一難題的方法。
159、就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了。
160、可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經(jīng)過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法。
161、生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發(fā)現(xiàn)在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質(zhì)加厚區(qū)——翼眼或稱翅痣。
162、如果把翼眼去掉,飛行就變得蕩來蕩去。
163、實驗證明正是翼眼的角質(zhì)組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發(fā)明何等相似。
164、假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益于解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了。
165、面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感! 以上這三個事例發(fā)人深省,也使人們受到了很大啟發(fā)。
166、早在地球上出現(xiàn)人類之前,各種生物已在大自然中生活了億萬年,在它們?yōu)樯娑窢幍拈L期進化中,獲得了與大自然相適應的能力。
167、生物學的研究可以說明,生物在進化過程中形成的極其精確和完善的機制,使它們具備了適應內(nèi)外環(huán)境變化的能力。
168、生物界具有許多卓有成效的本領。
169、如體內(nèi)的生物合成、能量轉(zhuǎn)換、信息的接受和傳遞、對外界的識別、導航、定向計算和綜合等,顯示出許多機器所不可比擬的優(yōu)越之處。
170、生物的小巧、靈敏、快速、高效、可靠和抗干擾性實在令人驚嘆不已。
171、【連接生物與技術(shù)的橋梁】 自從瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年發(fā)明蒸汽機以后,人們在生產(chǎn)斗爭中獲得了強大的動力。
172、在工業(yè)技術(shù)方面基本上解決了能量的轉(zhuǎn)換、控制和利用等問題,從而引起了第一次工業(yè)革命,各式各樣的機器如雨后春筍般的出現(xiàn),工業(yè)技術(shù)的發(fā)展極大地擴大和增強了人的體能,使人們從繁重的體力勞動解脫出來。
173、隨著技術(shù)的發(fā)展,人們在蒸汽機以后又經(jīng)歷了電氣時代并向自動化時代邁進。
174、 20世紀40年代電子計算機的問世,更是給人類科學技術(shù)的寶庫增添了可貴的財富,它以可靠和高效的本領處理著人們手頭上數(shù)以萬計的各種信息,使人們從汪洋大海般的數(shù)字、信息中解放出來,使用計算機和自動裝置可以使人們在繁雜的生產(chǎn)工序面前變得輕松省力,它們準確地調(diào)整、控制著生產(chǎn)程序,使產(chǎn)品規(guī)格精確。
175、但是,自動控制裝置是按人們制定的固定程序進行工作的,這就使它的控制能力具有很大的局限性。
176、自動裝置對外界缺乏分析和進行靈活反應的能力,如果發(fā)生任何意外的情況,自動裝置就要停止工作,甚至發(fā)生意外事故,這就是自動裝置本身所具有的嚴重缺點。
177、要克服這種缺點,無非是使機器各部件之間,機器與環(huán)境之間能夠“通訊”,也就是使自動控制裝置具有適應內(nèi)外環(huán)境變化的能力。
178、要解決這一難題,在工程技術(shù)中就要解決如何接受、轉(zhuǎn)換。
179、利用和控制信息的問題。
180、因此,信息的利用和控制就成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要矛盾。
181、如何解決這個矛盾呢?生物界給人類提供了有益的啟示。
182、 人類要從生物系統(tǒng)中獲得啟示,首先需要研究生物和技術(shù)裝置是否存在著共同的特性。
183、1940年出現(xiàn)的調(diào)節(jié)理論,將生物與機器在一般意義上進行對比。
184、到1944年,一些科學家已經(jīng)明確了機器和生物體內(nèi)的通訊、自動控制與統(tǒng)計力學等一系列的問題上都是一致的。
185、在這樣的認識基礎上,1947年,一個新的學科——控制論產(chǎn)生了。
186、 控制論(Cybernetics)是從希臘文而來,原意是“掌舵人”。
187、按照控制論的創(chuàng)始人之一維納(Norbef Wiener,1894~1964)給予控制論的定義是“關(guān)于在動物和機器中控制和通訊”的科學。
188、雖然這個定義過于簡單,僅僅是維納關(guān)于控制論經(jīng)典著作的副題,但它直截了當?shù)匕讶藗儗ι锖蜋C器的認識聯(lián)系在了一起。
189、 控制論的基本觀點認為,動物(尤其是人)與機器(包括各種通訊、控制、計算的自動化裝置)之間有一定的共體,也就是在它們具備的控制系統(tǒng)內(nèi)有某些共同的規(guī)律。
190、根據(jù)控制論研究表明,各種控制系統(tǒng)的控制過程都包含有信息的傳遞、變換與加工過程。
191、控制系統(tǒng)工作的正常,取決于信息運 行過程的正常。
192、所謂控制系統(tǒng)是指由被控制的對象及各種控制元件、部件、線路有機地結(jié)合成有一定控制功能的整體。
193、從信息的觀點來看,控制系統(tǒng)就是一部信息通道的網(wǎng)絡或體系。
194、機器與生物體內(nèi)的控制系統(tǒng)有許多共同之處,于是人們對生物自動系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的興趣,并且采用物理學的、數(shù)學的甚至是技術(shù)的模型對生物系統(tǒng)開展進一步的研究。
195、因此,控制理論成為聯(lián)系生物學與工程技術(shù)的理論基礎。
196、成為溝通生物系統(tǒng)與技術(shù)系統(tǒng)的橋梁。
197、 生物體和機器之間確實有很明顯的相似之處,這些相似之處可以表現(xiàn)在對生物體研究的不同水平上。
198、由簡單的單細胞到復雜的器官系統(tǒng)(如神經(jīng)系統(tǒng))都存在著各種調(diào)節(jié)和自動控制的生理過程。
199、我們可以把生物體看成是一種具有特殊能力的機器,和其它機器的不同就在于生物體還有適應外界環(huán)境和自我繁殖的能力。
200、也可以把生物體比作一個自動化的工廠,它的各項功能都遵循著力學的定律;它的各種結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)地進行工作;它們能對一定的信號和刺激作出定量的反應,而且能像自動控制一樣,借助于專門的反饋聯(lián)系組織以自我控制的方式進行自我調(diào)節(jié)。
201、例如我們身體內(nèi)恒定的體溫、正常的血壓、正常的血糖濃度等都是肌體內(nèi)復雜的自控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)的結(jié)果。
202、控制論的產(chǎn)生和發(fā)展,為生物系統(tǒng)與技術(shù)系統(tǒng)的連接架起了橋梁,使許多工程人員自覺地向生物系統(tǒng)去尋求新的設計思想和原理。
203、于是出現(xiàn)了這樣一個趨勢,工程師為了和生物學家在共同合作的工程技術(shù)領域中獲得成果,就主動學習生物科學知識。
204、呵~好象有點多啊``將就看一下吧~`。
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