仿生学的历史
一 从飞行的故事谈起
\"神话和传说\" „ \"会飞的木鸟\" „ \"插翅难飞\"
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上天的愿望实现了 „ 未来的飞机
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古代有关\"飞行\"的神话故事
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伟大诗人屈原在他的著作《离骚》曾想 象自己坐在飞龙拉着的车里在空中飞行 《西游记》里的孙悟空
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\"会飞的木鸟\"
墨子曾带领三百多弟 子用了三百多弟子用 了三年时间制成一支 \"会飞木鸟\"古书上叫 做\"竹 鵲\"或\"木鸢\"
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东汉时期 ,张恒制 成了一架装有\"机关\" 的飞行器,叫做\"木 雕\"
„ 唐朝工匠韩志和,也 曾制作了一架能升高 100尺,飞行400多尺 远的飞行器
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希腊的阿奇太(Archytas)
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公元前4世纪\"机械鸽 子\"
依卡拉斯(Icarus) 和得达拉斯 (Daedalus)
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十五世纪,自动 机制造者米勒
(Johann Muler) \"铁苍蝇\" \"机械鹰\"
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Johann Muler(1436-1476)
\"插翅难飞\"
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一千九百多年前,西汉的一位\"飞行家\" 曾在当时我国的京都长安,举行了一次 飞行表演,它是取大鸟翅为翼,头与身 皆着毛\"
\"羽毛飞行机\"神话故事
第五世纪流传到今天挪威神话: „ 韦兰德将做好的羽毛飞行机交给他 的兄弟艾格尔,并鼓励其在风中亲 自试试,并嘱咐他兄弟说:\"起飞时 要逆风,而着陆时要顺风\",他弟弟 尽了最大的努力也没有保住他的命。
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鸟类无论起飞和着陆都是 逆风的,这是降低飞行速 度的方法!
达.芬奇(1452-1519),意
大利工程师和艺术家
扑翼机
„ 原始的直升飞机
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人有可能不模仿生 物界而飞行?
德国的物理学家亥姆霍兹
(Hermann Von Helmholtz)
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\"相似定律\"
表示出了飞行动物身体大 些的可能限度
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证明人的体重太大了,不 能靠自己肌肉的的力量来 飞行 Hermann Von Helmholtz(1821-1894)
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法国生理学家马雷
(Etienne Jules Marey)
《动物的机器》
„ 介绍了鸟的重量和他的 翅膀负荷
„ 翅膀的面积是和其体重 的平方成正比的
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Etienne Jules Marey(1830-1904)
英国人凯利
(George Cayley)
气体动力学创始人之一 „ \"飞机的上升力可以从水平推 进中分出来。换句话说,一 个固定的鸟式机翼提供上升 力,而发动机和螺旋桨推动 飞机在空中前进\"
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(George Cayley)1773-1857
直到模仿生物界的工作达到如下的程度: „ 模仿了鸟翼的曲线
„ 人造机翼的负荷也接近鸟翼的负荷 „ 人类才第一次坐上飞机上天。。。。
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进化之飞行(视频2)
回答问题:
鸟有翅膀能飞,人插上翅膀为什么飞不来 呢?
未来的飞机
飞行动物不需要螺旋桨
„ 昆虫飞行的灵活性是任何飞机都做不到 的
„ 昆虫的翅膀柔软而单薄
„ 鸟类飞行是极其节省\"燃料\"的
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二 轮子的发明是向生物学习的吗?
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轮子是世界上找不到的机械装置
„ 轮子可能是从人的手臂的半旋转运动来 的
„ 由于某人在小卵石上或在圆木上滑动时 受到的启发?
„ 轮子的出现对世界的影响确实极其巨大 的
三 潜艇的发现
达芬奇的漂浮系统 „ 潜艇的发明
„ 过了几个世纪才发现生物早已进化出了 这套完整的漂浮结构,只是人类没有及 时研究发现而已。
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四 \"生命的火花\"-----生物电
莱顿瓶 „ 伽伐尼 „ 伏打电池 „ 电动机的发明
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青蛙腿的启示
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一次寻常的闪电,使贾法尼 解剖室台上的起电机发生电气 火花的同时,放在桌子上与钳 子和镊子环连接触的一只青蛙 腿发生痉挛,而此时起电机与 青蛙腿之间并无导体连接。接 著他把青蛙腿的一只脚吊高, 再用黄铜钩刺在脊髓上,并使 其接触银制的台板,让另一只 脚可以在台板上方自由活动, 当它碰到银台时,脚的肌肉就 起收缩而离开台板,但是离开 台板后即又再度伸长碰到银 台,如此反覆摇摆。如果将钩 与台改换成同一种金属,就看 不到这种现象。
伏达和贾法尼的争辩
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意大利利帕维亚大学的物理学教授伏达(Alessandro Vlota 1745..1827),反覆重做贾法尼的实验,仔细观察 后发现电并不是发生於动物组织内,而是由于金属或是木 炭的组合而产生的。於是伏达完全不使用动物的组织,仅 用不同的金属相接触,使用莱顿瓶及金箔检电器进行实 验,发现在接触面上会产生电压,称为接触压。这种装置 可以同时用不同的几种的金属,提高实验效果,但是总无 法产生连续不断的电流。
伏达同时注意到贾法尼的实验中也是使用不同的金 属,而实验中的青蛙腿可以看作一种潮湿的物质,所以就 使用能够导电的盐水液体代替动物组织试验之,终于因此 发现了电池的原理,做出了著名的伏达电堆与伏达电池。 贾法尼和伏达是朋友,贾法尼相当坚持自己的看法,伏达 的反对意见触使贾法尼更进一步的研究,这一次他干脆不 用任何金属做导体,剥出一条青蛙腿的神经,一端缚在另 一条腿的肌肉上,另一端和脊髓相接,结果腿仍然会有抽 搐现象,证明了表现在青蛙腿上的电刺激,可以仅仅来自 动物本身,这就是所谓的贾法尼电池、贾法尼电流 (Galvanic Cell、Galvanic Current、Gagnometer)。 贾法尼创造出动物电,导使电生理学的建立。
五电子计算机的发明
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亚里士多德是世界古代史上最伟大的 哲学家、科学家和教育家。他创立了形 式逻辑学,丰富和发展了哲学的各个分 支学科,对科学作出了巨大的贡献。
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亚里士多德认为分析学或逻辑学是一 切科学的工具。他是形式逻辑学的奠基 人,他力图把思维形式和存在联系起 来,并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。
亚里士多德 Aristotle 公元前384~前322
到了十三世纪,僧侣拉尔竟把逻辑思维更 加机械化地简化为能够转动,从而来解答 到宗教的同心轮!
继拉尔之后出现\"维恩圆\"及布尔代数, 在几个世纪之后,被应用于\"电子脑\"的 设计中。。。。
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自由布尔代数的生成元可以代表独立命题。 例如,我们可以考虑两个命题 \"John 高\" 和 \"Mary 富\"。这生成了有四个原子的自 由布尔代数,它们就是 John 高且 Mary 富 John 高且 Mary 不富 John 不高且 Mary 富 John 不高且 Mary 不富
布尔代数的其他元素接着是这些原子的逻 辑析取,比如 \"John 高且 Mary 不富,或 者 John 不高且 Mary 富\"。除此之外还有 一个元素 FALSE,它不是原子的析取(尽管 它可以被认为是空析取;就是说没有原子 的析取)。
这个例子产生了有 16 个元素的布尔代数; 一般的说,对于有限的 n,有 n 个生成元 的自由布尔代数有 2n 个原子,因此有 个 元素。
对于无限多个生成元,情况是非常相似 的,除了没有原子之外。布尔代数的所有 元素都是有限多个生成命题的组合;两个 这种元素被认为是相同的如果它们是逻辑 等价的。
人的神经细胞模型 „ 申农的信息论 „ 控制论
„ 机电乌龟《活脑》 „ 《脑的设计》
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第一台电子计 算机的发明者 是谁?
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