师法自然
沈致远
师法自然就是向大自然学习。
大自然历经了亿万年的发展和进化。积累了无数“天机”。值得我们好好学习。科学家在进行研究中越来越认识到师法自然的重要性。下面是信手拈来的几个例子。
做衣服的衣料，除了极少数天然本色的以外，都需要加以染色。科学家看到繁花万紫干红的色彩皆为天然生成，根本不需要另外染色，忽发奇想：能否变“繁花似锦”为“锦似繁花”，做出毋须染色的天然彩色纤维来。科学家经过努力，已经培育出几种彩色的棉花，这种天然彩色纤维不会褪色，又省去了染色工序，不仅省钱省工，而且避免了染色工业的污染。一举数得，皆为师法自然之所赐。
钢是非常坚强的材料，但蜘蛛用来织网的蜘蛛丝比同样粗细的钢丝还要坚强十倍以上！科学家正在研究如何模仿蜘蛛，造出被称为“生物钢”的人造蜘蛛丝来，一旦成功，不仅可以用来做成合成材料，造出轻巧而又坚固的飞机、车辆、桥梁、房屋、家具等等；而且还可以用来织出超级织物，制成薄如蝉翼、轻若鸿毛的工作服和防弹衣，以及收在掌中不盈握的降落伞……看来，小小蜘蛛中蕴藏的“天机”就够我们学一辈子的了。
能源一直是人类所面临的大问题，目前应用的煤、石油等“化石燃料”，不仅污染环境，而且迟早总有用完之日。寻找替代的能源是科学家面临的重大课题之一，其中太阳能的利用占有重要的地位。太阳能取之不尽，而且完全没有污染，是理想的能源。利用光电池可以将太阳能直接转换为电能。目前使用的光电池是用硅做成的，转换效率还不错（约16%），但成本太高难以普及。科学家一直在探索如何降低成本，除了继续改进传统的硅光电池外，有人将目光转向大自然：所有的绿色植物都能通过光合作用吸收太阳能，虽然效率不高（还不到1%），但满山遍野，以多取胜。于是“异想天开”：是否可以模拟植物的光合作用做出廉价的光电池来？“异想”果然“天开”！最近据英国的《新科学家》杂志报道：科学家现在已研制出一种模拟光合作用的新型光电池，这种光电池可以做得很薄，成为透明的。瑞士的一家手表厂即将推出一种太阳能手表，就是将这种透明的光电池覆盖在表面上以取得动力。将来扩大生产以后，可以将之覆盖在玻璃窗上，利用太阳能为建筑物供电，妙的是这种新型光电池不仅价廉，而且其转换效率竟与硅光电池的差不多，远远超过了光合作用的效率。由此可见，师法自然也能青出于蓝而胜于蓝。
模仿植物的光合作用不仅可以造出新型的光电池，还可能有更重要的应用。美国及欧洲的一些科学家们正在研究一种“人造叶”，它模拟绿叶的作用将吸收的太阳能转换为化学能，用以促进化学反应。天然的叶子中的叶绿体就是这样利用太阳光能以水和二氧化碳作原料，合成碳水化合物等有机物的。但师法自然的科学家的野心更大，想用类似的方法制造多种化合物：这是化工生产的新方向，是新兴的“生命科学”的一个重要分支。除“人造叶”以外，还有利用微生物和基因工程等生物学方法进行化学反应的，这些方法与传统的化工生产根本不同，毋须采用高温，高压、强酸、强碱等极端手段，而且可以做到高效率、低成本，更重要的是可以完全免除对环境的污染、不妨设想：未来的化工厂没有隆隆的机器声和熊熊的烈焰，没有高耸的烟囱和庞大的高温高压容器，也不排出有毒的污水及废气，就像一个美丽的大花园。师法自然能使人类回归自然。