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自然界的节约法则

2021-01-18王东梅

第二课堂(小学版) 2021年4期
关键词:车前草肥皂泡夹角

王东梅

同学们,你们知道吗?在自然界的变化发展中,存在着一条重要的法则,那就是节约法则。

树干长成圆形是为了减少水分和能量的损失,雨滴成圆形落下是为了以最少的体积容纳更多的雨水,弹簧的收缩状态是为了把能量损耗减至最低。就连不起眼的肥皂泡也“懂得”节约,当很多肥皂泡连在一起时,不管这些肥皂泡怎样扭曲变形,它们表面相连处所形成的角度都是相近的。3个肥皂泡相连,每两条边的夹角都接近120度;6个肥皂泡相连,每两条边的夹角都接近109度。

一棵毛竹只有20多厘米粗,却能长到30多米高,不管多大的风雨也不能折断它,其奥秘就在于它用最少的材料,建造了最高的结构。同时,它还采用结节结构层层加固,并采用了一节比一节细的生长方式。世界著名建筑大师贝聿铭设计的高315米,共70层的香港中银大厦,就是一项成功的“仿竹杰作”。

黑麦也掌握了这种节约的“生长力学”。它虽然只有3毫米粗,却能长到1.5米高。麦秆虽然一折即断,却可以承受比自身重200倍的重量。其合理的结构,其节约的天性,就连最优秀的建筑大师也要甘拜下风。如果人们用黑麦的节约原则建造烟囱,一个高140米的烟囱,底部只要建成3米粗就足够了。但事实上,人类现在还建不出这样的烟囱。

车前草的叶片呈137°30′28″夹角生长,这样就能使叶片最大限度地吸收阳光,进行光合作用。人们向车前草借鉴采光方法,设计了一幢13层的螺旋状大楼。结果证明,每个房间都能得到充足的阳光。

植物是这样,动物更是如此。动物对于节约原则有着比植物更为深刻的理解,它们运用节约原则创造出了更多奇迹。

昆蟲的翅膀非常单薄,用料很少。例如,一般蜻蜓的翅膀只有5.1厘米长,面积仅4.6平方厘米,重仅0.005克,但它却有足够的强度和刚度,每秒可振动16~40次,飞行速度可达每秒15米,真可谓超轻型结构的奇迹。鸟类在飞行中也很注意节约“燃料”。一种名叫金鶲的鸟,一次能在海洋上空飞行约4000千米,而体重却只会减轻约0.06千克。

大自然对人类自身的设计,也是极其讲究“节约”的。例如,人体血液中的血小板,白细胞、红细胞等平均含量占血液的44%。经计算证明,当液体中有43.3%的固体物质时,其运输效果最佳。很明显,人类血液中固体物质和液体的比例符合这一计算结果,相当“节约”。

以上事实足以证明,自然界中无论是生命物质或是无生命物质,无论是植物或动物,它们的发展变化,除了遵循由低级到高级、由简单到复杂的法则外,还遵循了另一个神圣的法则——节约法则。同学们,请你们认真观察一下,看看身边还有哪些事物遵循了节约法则。

(编辑 乖乖隆地洞)

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