尚 磊
植物雖然默默無語,但它們身上蘊藏著無窮的智慧,我們身邊的很多發(fā)明都來源于植物。相傳木工用的鋸子就是魯班受鋸齒草葉子邊緣上鋒利細齒的啟發(fā)而發(fā)明的。
1948年,瑞士工程師喬治·德·麥斯卓發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象,每當他從郊外回來后,常常會發(fā)現(xiàn)他的衣服上粘著一些牛蒡的種子。除去這些牛蒡的種子很費事,這引起了他的興趣。于是,他從衣服上取下一顆牛蒡種子放在放大鏡下仔細觀察,發(fā)現(xiàn)種子上的芒毛有一個個小鉤子,正是這些小鉤子“抓住”了衣服上的紗線。由此引發(fā)靈感,他發(fā)明了被稱為“魔鉤”的尼龍搭扣。
椰子樹生長在海邊,那巨大的葉片在空中不停地搖擺,遇到颶風和暴雨卻很少被折斷。原來椰子樹的葉片本身較輕,而且結(jié)構(gòu)比較特殊:它的葉面并不是完全平整的,而是凸起、凹下,形成一道道波紋。這種有皺折的葉子與平整的葉子有什么區(qū)別呢?科學家用紙做了一個實驗:一張紙平展展地搭放在兩個相距23cm的酒杯上,跨越酒杯中間地帶的那部分紙略微向下彎曲;把這張紙像折扇那樣折疊起來,再放回原位,彎曲就不會出現(xiàn)了。不但如此,把一個裝了200g酒的酒杯放到原來彎曲處的紙面上,折扇形狀的紙仍不彎曲!科學家們計算出,經(jīng)過這種折疊壓模處理的紙比平展的紙能提高強度100倍。1965年,根據(jù)這個原理,科學家在法國勃朗峰下的隧道入口處建起了一個類似的保護棚頂,以提高棚頂抗壓的能力。波形板、瓦楞紙板和石棉板,也是應(yīng)用這種原理制作的。
玉米等禾本科植物的葉子常常卷曲成一個長圓筒,這樣的葉子比普通葉子結(jié)實牢固,不容易被破壞。人們據(jù)此設(shè)計出一種筒形葉橋,它真的像一個卷曲的長玉米葉,跨度很大,連接寬闊的河流兩岸或海峽兩岸,中間部分橋面的兩側(cè)向上卷起成筒狀,汽車與行人就從“筒”的中央穿行。
日本是個多地震的國家,建筑師仿照竹子設(shè)計了一幢43層的高樓,即使遇到強烈地震,樓頂擺動幅度達70cm,它也只是“彈跳”幾下而不會受到任何破壞。它的墻體模仿了熱帶森林中的大樹,上窄下寬,非常牢固。
南美洲亞馬孫河流域生長的王蓮,葉子直徑可達2m~3m。這種葉子的背面有粗大的葉脈和相互交錯的小葉脈,支撐力很強。英國著名建筑師帕克斯頓根據(jù)王蓮葉片結(jié)構(gòu),為1851年在倫敦舉辦的萬國工業(yè)博覽會設(shè)計建筑了一座頂棚跨度95m的展覽大廳。這座大廳結(jié)構(gòu)既輕巧,又經(jīng)濟耐用,被倫敦市民稱為水晶宮,對現(xiàn)代建筑業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響,被譽為現(xiàn)代建筑的“第一朵報春花”。
路邊生長的車前草的葉片排列十分巧妙,不僅呈螺旋形排列,而且相鄰葉片之間的夾角為137°30′,這正好是圓的黃金分割的張角,所以,每片葉子都能夠得到充足的陽光。于是,建筑師根據(jù)車前草的排列結(jié)構(gòu),設(shè)計建筑了一幢螺旋式的13層樓房,使每間房屋在一年四季中都可以得到陽光的照射,成為深受人們歡迎的“采光”建筑。