设计师与大自然的对话

2024-06-25罗曼

美育 2024年5期

罗曼

春秋时期有一位杰出的建筑工匠，名叫鲁班。相传有一天，他在山上伐木时不慎被草叶划破了手，强烈的好奇心和探知欲驱使他摘下草叶反复观察。他发现草叶边缘生长着密集而锋利的细齿。这些细齿整齐划一、规则有序，锋锐和尖利得足以划伤皮肤，俨然草叶的一副战甲。大受启发的鲁班回家后反复试验并改进，终以铁片做出了形如草叶细齿的锯子。这一发明使锯割木料成了简单便捷的事情，大幅缩短了木料加工时长。

除此之外，他还有很多发明创造，从古代作攻城之用的云梯到以竹木为材的飞翔器械木鹊，从形如蠡状、内设机关，用钥匙才能打开的铜锁到运用榫卯结构原理制作而成的古代益智玩具鲁班锁……这些影响深远、意义非凡的发明创造不仅让鲁班被建筑工匠们奉为祖师，还使他理所当然地成为仿生设计界的前辈，虽然那时的人们还并不知道两千多年后的仿生设计为何物。

所谓仿生设计，就是以大自然的外形、色彩、声音、功能和结构等为原型而进行的模仿设计。那么，人们为什么要模仿大自然呢？那是因为在历经了亿万年的繁衍进化后，自然万物在长期的优胜劣汰、物竞天择中不仅有着无与伦比的外部形态和合理实用的功能结构，而且形成了低耗环保的节约意识和便捷有效的生存法则。例如经科学计算，规则有序的六棱柱蜂巢实则为拥有着极致的秩序之美及以最少建筑材料获得最大、最坚固空间的优秀建筑。形似蜂窝的冰岛哈尔帕音乐厅外立面和2015年米兰世界博览会英国馆大型“蜂巢”装置的灵感皆源自大自然中的蜂巢。

另外，相传终年生活在冰天雪地中的因纽特人常年居住的雪屋的设计灵感，来自北极熊为冬眠和产子而筑造的洞穴。也正因为如此，人类对于向大自然探寻生存之道、破解难题之法的探索从未停歇。

中国安徽坐落着一座有着“中国画里的乡村”美誉的古村落——宏村。古朴雅致的百余套保存完善的明清古民居和美不胜收的湖光山色，使得宏村在2000年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录，并被联合国考察专家称赞为拥有着举世无双的小城水街景观。这座美丽的古村落其实也是一件成功的仿生设计作品。早在800年前，古宏村人就展开了对人类和大自然关系的探索——依照牛的外部形态和消化系统对村落布局和水利网络进行设计规划，使宏村一举成为建筑史上的一大奇观。

在古宏村人绘制的“牛”形村落规划蓝图中，巍峨俊秀的雷岗山被设计为牛首，由两棵拔地而起的参天古树充当牛角，错落有致、鳞次栉比的徽派建筑群成为清晰可见的牛躯干，依溪而建的四座小桥为牛腿。更让人拍案叫绝的是，村民将山间涓涓泉水引流至村庄并流经家家户户，还把迂回弯曲的渠道设计为牛的肠道，让引入村庄的泉水先流入“牛胃”月沼进行过滤，再排向被视作“牛肚”的南湖，经再一次过滤后最终流向河流。这种别出心裁又科学严谨的村落布局和水利网络设计如神来之笔，让本就如诗如画的宏村宛若落入人间的仙境一般逸趣横生，同时也解除了居民长久以来用水困难的烦恼。宏村的此番改造无疑是人类与大自然的一次生动对话。

为了更好地适应生存环境，聪明的生物总会为自己“量身定制”美观低耗的外部形态：为了在游行时减少水的阻力和自身能量消耗，鱼为自己“定制”了流线型身形；成熟后的蒲公英会长成白色绒球状，便于“飞”向更多的地方播撒种子；鸡之所以为自己“定制”了椭圆形蛋壳，是因为这种形状的蛋所占空间较小，可以最大限度地储存于腹中，然后更加顺畅地完成孵化……面对大自然中这些优美动人的线条和轮廓，人类又怎会不为之心动？于是仿生物形态设计的探索与实践就这样开始了，如伴随着2008年北京奥运会举办拔地而起的中国国家体育场鸟巢，形如一个巨型鸟类巢穴，错落交织又根根分明的钢架结构裸露于外，使建筑与周边环境自然地融为一体，不仅将孕育与希望的主题阐释得惟妙惟肖，也将与此钢筋骨架形态有着异曲同工之妙的中国传统镂空雕刻展现在世界人民面前。

大自然中的生物还拥有足以让自己在大自然中化险为夷、长久生存的其他强大功能，如敏感的听觉和多变的肤色。你知道为什么猫头鹰总能如此敏捷高效地扑向猎物吗？这与猫头鹰超凡的听力有很大的关系，因为它能够通过极其微弱的声音来进行快速定位。对声波超级敏感的猫头鹰后来启发人们发明了“听觉监视器”。又如变色龙遇到危险变色逃生启示人们发明出用于不同环境的特种军服……

此外，苍蝇的“导航仪”楫翅还启发人们设计了振动陀螺仪，使飞机成功实现了自动驾驶；壁虎的倒挂和垂直爬行能力为研发黏合剂和绷带产品指明了方向；随行的候鸟在群飞时可以减少风的阻力、节省体力，人们由此获得了飞机编队飞行可以降低油耗的启发……这些都还只是一篇篇序章，相信有一天从大自然得出的灵感和发现会写满人类史册。但是我们在为大自然的神奇和生命的伟大发出由衷赞叹的同时，也不得不为大自然的生存问题而忧心。在大自然用自然灾害向人类发出一次又一次严厉的警告和劝诫之后，认真思考如何避免过度索取、盲目开发、无尽破坏和严重污染，成为人们必须重视和面对的生存课题。