第60章 效法自然（下）(2)

昆虫的脑神经细胞仅有几十万个，大约为人的十万分之一，却可以进行复杂的工作。例如蟑螂大约有18.5万个脑细胞，在中大脑部位起着处理嗅觉信息的作用，使嗅觉非常灵敏。对昆虫脑神经的研究，有助于查明人脑神经结构，开发模拟脑活动的神经计算机。

模仿昆虫敏锐的感觉器官，有助于研制检测物质种类和浓度的传感器。例如有些蛾类向体外释出性信息素，其同类只要触及一个分子的信息素就能够确认，感知1000米外有异性同类存在。如果提取其嗅觉带的蛋白质，涂在电极表面，就能够做成生物传感器。

苍蝇眼机器人：苍蝇的复眼由排成半球形的3000个小眼构成，每个小眼有8个视觉细胞。因此，视野广阔，它接收的信息由视觉神经结中的神经元直接处理，速度是每秒100个映像，比人快5倍。

模拟苍蝇复眼功能的视觉系统，由法国全国科研中心研制的机器人，于1994年9月1日第一次在巴黎展出。该机器人重10多公斤，是步行式小园住体，每秒钟朝着目标方向（即向着光源）前进50厘米。速度较高，是因为它只确定障碍物位置，而不费时间去分析障碍物的形状。

苍蝇机器人眼睛的“视觉神经元”是一些微型电子卡片，能估计障碍物的距离，并将距离告知负责轮子转弯的“防相撞神经元”。所以它能够绕过前进道路上的障碍物，到达它所看见的目标。

26.4人体功能调控

人体生物频谱治疗法：生物体会产生特征频谱的物理场，利用模拟生物频谱的手段，对生物的生长、生存状态进行调查和控制，这就是生物频谱技术。由此产生的生物频谱医学疗法，是用生物频谱发生器发出与人体固有频谱相似的电磁频谱，在人体内产生谐振，使细胞获取能量，即善细胞功能，从而达到医疗保健的目的。经临床实践，对治疗胃肠病、乙型肝炎、肝硬化、癫痫、心血管疾病、烧伤、冻伤、关节炎等疾病有明显疗效，用于保健抗衰老也取得好效果。频谱治疗仪已在50多个国家和地区的医疗机构和普通家庭应用。

模拟生物频谱治疗仪的发明者周林，在美国进行试验治疗爱滋病，40例中有过半数病人的病情得到缓解。

电子“药丸”——自动电子刺激器：人体内部器官的正常工作受人脑海马区发出的神经电脉冲（即脑电波）的支配，如果脑电波的传播过程发生障碍，则会导致人体器官的功能发生紊乱，人就会生病。前苏联电子学家发明了类似普通药丸的超微型信息处理器，用于模仿人体内的生物电波。

这种电子“药丸”一到人的胃里，就刺激神经末梢，开始传播模仿到的生物电信号。中枢神经接到信号后即把它反馈到各个内部器官，从而保证体内生物电不间断地正常传导。该“药丸”能够改善血液循环，增强人体免疫力，提高胃、肝和胰腺的功能。特别是能够预防造成老年人死亡主要原因的动脉粥样更化。

服下电子“药丸”后，经过25‐30小时的信息处理和适应，开始产生作用，它的有效期长达几个月。该“药丸”的商品名为自动电子刺激器。从二十世纪九十年代起已在市场销售。

神奇美梦器：一种模拟人的做梦调节机制的机器——美梦器，是由英国医生赫恩在研究“神志清醒的梦”的基础上发明出来的。它的作用机制是在人们睡觉时，把联结着微型电脑的感应器贴在脸上，监视呼吸速。，当呼吸降至每分钟20次时即开始入睡，可做做梦的准备。此时机器将发出微弱的电震，不会惊醒入睡者，但会唤醒入睡者的神志意识。当自己清楚意识到自己正在睡觉做梦时，就可用思想意志去控制梦境，这种梦称为“神志清醒的梦”。

美梦器可以控制人们不做恶魔鬼怪的梦，只做温馨旖旎的美梦，而且翌晨梦醒后，梦境依然历历在目。

模拟健身运动：模拟动物的活动，使人体获得体能锻炼，在我国已有较长历史。例如“无禽戏”就是吸收了虎、熊、鹿、猿、鹤等动物的活动而创造的健身运动，曾有较大范围的推广普及。着名长跑教练马俊仁在训练女子运动员时，通过仔细观察鹿的奔跑姿势，打破旧的运动方式和训练思维，采用“抬腿低步频快”的新奔跑方式，训练出有“东方神鹿”美誉的王军霞等一批中长跑健将。

26.5黄金分割仿生与生仿

早在2000多年以前，古希腊毕达哥拉氏学派发现了黄金分割规律，即将一条线段分为两部分，使这两部分的比值约为0.618。人们对长宽之比为0.618的矩形——黄金矩形看起来最舒服，逐渐被许多物品的造型所采用，例如书本、信封、照片、图画的长宽比例等等。中世纪意大利数学家菲波那契调查了大量人体数值后发现，人体肚脐以下长度与身高之比接近0.618（“黄金点”），其中少数人的比值则等于0.618，被视为“标准美人”。参阅陈仁政：“生物与黄金分割”《科学世界》，1994年11月。因此在人体绘画、美术、雕刻等方面都以黄金分割为标准，使作品视觉效果最佳。例如古希腊神话中的太阳神阿波罗的形象，女神维纳斯的塑像等，分别代表男女健美体型。人体各部位除了肚脐之外还有几个黄金点，例如肚脐以上到头顶之间的黄金点在咽喉，肚脐以下到脚底之间的黄金点在膝关节。上肢部分的黄金点在肘关节。这些黄金点往往成为医疗效果的黄金点。例如505神功“肚兜”和“护膝”，就是分别在肚脐和膝关节部位发挥神奇的医疗作用。

黄金分割不仅同人体生理功能有关，而且影响心理状态。当人们精神愉快时，人脑电波频率下限（8赫兹）与上限（12.9赫兹）之比，约为黄金数0.618，如这时参加考试或竞技，更能发挥出水平。

人们还在动植物生活中发现许多黄金分割现象，例如意大利数学家菲波那契研究的兔子生殖力的F数列和鹦鹉螺和动物角质体上的“黄金螺线”（在黄金矩形内靠着三边作一正方形，剩下的那部分又是一个黄金矩形，可依次再作正方形，把这些正方形中心按顺序联结，即可得一条黄金螺线）。F数列在植物学中的应用，例如树的年分枝数目，树干的长粗比例，禾本科植物相邻两个茎节之比，以及蕨类植物的琴状梢头，向日葵花盘、松果上的鳞片、月季花和波斯菊的花瓣排列等等。

黄金分割是生物进化的结果，突出表现在许多植物的叶片排列按黄金分割分布，互不重叠而有利于光合作用。有的建筑师按车前草叶片排列设计螺旋状大厦，使每个房间都可得到充足的阳光。

黄金分割规律透露出思维创造力与生命创造力之间的协同关系。有人戏称生物界的黄金分割现象“生仿”，意即生物仿人类智慧作黄金分割。因为黄金分割是人类数学研究的一项成果，也是人类文化艺术、医学的一项成果。似乎黄金分割同人体功能有某种“谐振”和“韵律”关系，例如美的感觉和舒服感（人体最感舒适的气温约23℃，是正常体温37℃的黄金点）。

26.6.1人工智能机和机器人

控制论、信息论的高水平应用，表现在技术工程上首推人工智能机及集其大成的机器人。人工智能机模拟人脑认识世界和改造世界的活动，它的基础是建立在应用计算机以信息方法来实现预定目的。例如计算机教师能够独立地辅导学生、回答问题，批改作业；计算机医生可以根据病情进行诊断，开出药方；计算机工人能够模拟特定环境下的人工操作行为，在危险和有害条件下代替人的劳动；竟奕机器人能够积累经验，打败跳棋大师、国际象棋大师；计算机仆人会承担起多种家务劳动等等。更高级的自动机具有听觉、视觉、触觉，与人对话功能也正在研制之中。至于模仿人的情感，爱情和喜怒哀乐等其他个性心理特征的机器人，则还是科幻小说的题材。但是有的着名科学家预测，2022年前，机器、计算机将与人共生。

大脑植入微芯片：人脑植入电脑芯片可能是人机共生的捷径，但是首先要解决微芯片与大脑细胞接口问题。

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