طراح اصلی کیست؟
در سالهای اخیر، محققان و مهندسان رشتههای مختلف، به مفهوم واقعی کلمه از جانوران و گیاهان تعلیم گرفتهاند. (ایّوب ۱۲:۷، ۸) آنان با هدف طراحی محصولات جدید و بهبود محصولات موجود، طرحها و ویژگیهای انواع موجودات را مطالعه و از آنها تقلید میکنند. این رشته از تحقیق به بیومیمِتیک معروف است. هنگام بررسی نمونههایی که در ادامهٔ این بخش آمده است از خود بپرسید، ‹حقیقتاً از چه کسی باید برای این طراحیها تجلیل شود؟›
درسهایی از بالههای نهنگ
ظاهراً طراحان هواپیما میتوانند از نهنگ گوژپشت درسهای بسیاری بیاموزند. وزن نهنگی بالغ حدود ۳۰ تن است؛ یعنی به اندازهٔ کامیونی پر از بار. این حیوان همچنین بدنی تقریباً خمشناپذیر و بالههایی بزرگ همچون بال هواپیما دارد و با وجود ۱۲ متر طول، بسیار چابک و تیزرو است.
آنچه بیش از هر چیز محققان را شگفتزده ساخته است، این است که چگونه این حیوان با بدنی خشک و خمشناپذیر میتواند در شعاعی کوچک چنان چرخشی بکند که انجام آن به نظر غیرممکن میآید. آنان پی بردند که راز چابکی نهنگ در شکل بالههای آن است. جلوی بالههای نهنگ مانند بالهای هواپیما صاف نیست، بلکه دارای یک ردیف برجستگی است.
همچنان که نهنگ آب را میشکافد و به جلو میرود، این برجستگیها نیروی بالابرندهٔ بالهها را افزایش میدهد، همچنین از مقاومت آب میکاهد. چگونه؟ مجلّهٔ نچرال هیستوری توضیح میدهد که این برجستگیها باعث میشود که آب به صورت چرخشی و یکنواخت روی بالهها حرکت کند و این امر حتی زمانی که نهنگ با زاویهای تند به طرف بالا حرکت میکند نیز صدق میکند.10
حق انحصاری طرحهای موجود در طبیعت به چه کسی تعلّق دارد؟
این کشف چه کاربرد عملیای دارد؟ بالهای هواپیمایی که با این طرح ساخته شده باشد، ظاهراً نیاز کمتری به فلَپها و بخشهای مکانیکیِ دیگر برای تغییر جریان هوا دارد. در نتیجه تعمیر چنین هواپیمایی سادهتر و پرواز با آن نیز امنتر خواهد بود. یک متخصص بیومکانیک به نام جان لانگ معتقد است که بهزودی «روی بالهای همهٔ هواپیماهای مسافربری برجستگیهایی مثل برجستگیهای بالههای نهنگ گوژپشت خواهیم دید.»11
تقلید از بالهای مرغ دریایی
در کل طرح بال هواپیماها تقلیدی از بال پرندگان است. اما اخیراً محققان این الگوبرداری از طبیعت را به مرحلهای بالاتر بردهاند. به گزارش مجلّهٔ نیو سایِنتیست «محققان دانشگاه فلوریدا پهبادی با کنترل از راه دور ساختهاند که قادر است همچون مرغ دریایی خود را در هوا ثابت نگاه دارد، همچنین به سرعت شیرجه زند یا اوج گیرد.»12
چابکی مرغ دریایی به این دلیل است که بالهایش را نه تنها از مفصل شانه، بلکه از آرنج نیز حرکت میدهد و محققان این انعطافپذیری بالهای مرغ دریایی را الگوبرداری کردهاند. به نوشتهٔ مجلّهٔ مذکور: «این پهبادِ ۶۱ سانتیمتری دارای موتورهایی کوچک است که از طریق میلههایی فلزی بالها را به حرکت در میآورد.» این طراحی خلاقانهٔ بالها به پهباد این امکان را داده است که هنگام پرواز خود را میان ساختمانهای بلند در هوا ثابت نگاه دارد یا بهسرعت پایین بیاید. برخی از نیروهای وابسته به ارتش بسیار علاقهمندند که چنین پهبادهایی را به دلیل قدرت مانور بالایی که دارند، برای ردیابی سلاحهای شیمیایی و بیولوژیکی در شهرهای بزرگ مورد استفاده قرار دهند.
الگوبرداری از پاهای مرغ دریایی
مرغان دریایی حتی وقتی روی یخ میایستند، بدنشان یخ نمیزند. چگونه این پرنده حرارت بدن خود را حفظ میکند؟ یکی از دلایل آن به ویژگیای مربوط میشود که اغلب حیواناتی که در مناطق سردسیر زندگی میکنند، از آن برخوردارند.
حرارت انتقال مییابد و در بدن باقی میماند
این ویژگی چیست؟ برای درک عملکرد آن، دو لولهٔ آب را تصوّر کنید که کنار هم قرار دارد. در یکی آب گرم جریان دارد و در دیگری آب سرد. اگر جهت جریان هر دو لوله به یک سمت باشد، حدود نیمی از حرارت آب گرم به آب سرد منتقل میشود. اما اگر جهت جریان آب در دو لوله عکس هم باشد، تقریباً تمام حرارت آب گرم به آب سرد منتقل میشود.
وقتی مرغ دریایی روی یخ میایستد، تبادل حرارتی که در پاها صورت میگیرد، خونی را که از پاهای سرد پرنده باز میگردد، گرم میکند. این تبادل حرارت سبب میشود که بدن پرنده حرارت خود را حفظ کند و آن را از طریق پاها از دست ندهد. آرتور فراس مهندس مکانیک و هوانوردی این ویژگی را «یکی از مؤثرترین مبدّلهای حرارتی» توصیف میکند.13 این ویژگی چنان هوشمندانه است که محققان در بسیاری از طرحهای خود از آن الگوبرداری کردهاند.
چه کسی درخور تمجید است؟
طرح خودرویی که از بدن آیرودینامیک جعبهماهی الگوبرداری شده است
سازمان ملی هوانوردی و فضایی (ناسا) روی روباتی چندپا کار میکند که میتواند همچون عقرب حرکت کند. محققانی در فنلاند موفق شدهاند تراکتوری ششپا بسازند که قادر است همچون حشرهای غولپیکر از موانع عبور کند. برخی محققان نیز پارچههایی با پرّههایی روی آن ساختهاند که همچون میوهٔ کاج باز و بسته میشود و به این طریق دمای بدن شخص را تنظیم میکند. یک کارخانهٔ خودروسازی، روی طرح خودرویی کار میکند که از شکل جعبهماهی الگوبرداری شده است؛ جعبهماهی با وجود مکعبیشکل بودنش بسیار آیرودینامیک است. محققانی نیز برای ساختن پوششهای زرهای سبکتر و مقاومتر از ویژگی خاص نوعی صدف دریایی به نام آبالون استفاده کردهاند که قادر است تا حد زیادی از شدّت ضربه بکاهد.
سونار دلفین از سونارهای ساخت دست انسان کارآمدتر است
شمار ایدههای فوقالعاده در طبیعت به قدری زیاد است که محققان، کاتالوگی تهیه کردهاند که تا کنون هزاران سیستم بیولوژیکی در آن درج شده است. در مجلّهٔ اکونمیست آمده است که دانشمندان برای یافتن «راهحلی در طبیعت جهت رفع مشکلات طرحهای خود» میتوانند به این کاتالوگ رجوع کنند. سیستمهای موجود در این کاتالوگ دارای حق انحصاری خاصّی به نام «حق انحصاری بیولوژیکی» است. حق انحصاری اغلب به یک شخص یا یک شرکت تعلّق دارد که ایده یا دستگاهی را به ثبت رسانده است. مجلّهٔ اکونمیست در مورد این کاتالوگ میگوید: «محققان با به کار بردن عبارت ‹حق انحصاری بیولوژیکی› برای این طرحهای خلاقانهٔ بیومیمِتیک در واقع روشن میسازند که حق انحصاری آنها به طبیعت تعلّق دارد.»14
محققان ویژگی ضربهگیری صدف آبالون را مورد بررسی قرار میدهند
چگونه طبیعت به چنین ایدههای فوقالعادهای دست یافته است؟ بسیاری از محققان این طرحهای خلاقانهٔ موجود در طبیعت را به میلیونها سال آزمون و خطای تکامل نسبت میدهند. البته محققانی نیز هستند که به نتیجهای دیگر رسیدهاند. میکروبشناسی به نام مایکل بیهی در روزنامهٔ نیویورک تایمز به تاریخ ۷ فوریهٔ ۲۰۰۵ چنین نوشت: «وقتی چیزی بدیهی است، نباید آن را انکار کرد. در پس طرحهای طبیعت نیز نظم حسابشدهای دیده شود که نباید آن را انکار کرد.».15
مارمولک با کمک کشش مولکولی، خود را روی صیقلیترین سطوح نگاه میدارد
تردیدی نیست مهندسی که طرح بال هواپیمایی امنتر میریزد یا مخترعی که پارچهای باکیفیت و نرم طراحی میکند یا مهندسی که موتوری با کارآیی بالاتر طرح میریزد، شایستهٔ تعریف و تمجید است. اما اگر سازندهای طرحی را که متعلّق به او نیست، استفاده کند و اذعان نکند که آن طرح به شخصی دیگر تعلّق دارد، مجرم شناخته میشود.
حال به این نکته توجه کنید: محققان باتجربه اغلب برای رفع اشکالات فنی بزرگ، از سازوکارهای موجود در طبیعت بهره میگیرند و آنها را به شکلی ابتدایی و ناشیانه تقلید میکنند. با این حال هستند کسانی که آن سازوکارهای پیچیده را حاصل تکامل غیرهوشمند میدانند. آیا این دیدگاه برای شما معقول است؟ اگر الگوبرداری از یک طرح به طراحی هوشمند نیاز دارد، طرح اصلی چطور؟ بهراستی چه کسی را باید بیشتر تمجید کرد، استاد را یا شاگردانی که سعی میکنند طرحهای او را تقلید کنند؟
نتیجهای منطقی
بسیارند کسانی که پس از بررسی طرحهای خلاقانهٔ طبیعت، همان احساسی را دارند که یکی از نگارندگان کتاب مقدّس داشت که گفت: «صفات نادیدنی خدا، حتی قدرت ابدی و الوهیّت او از زمان آفرینش دنیا بهروشنی قابل مشاهده بوده است و همگان میتوانند از طریق آنچه آفریده شده است، آنها را دریابند.»—رومیان ۱:۱۹، ۲۰.