動物的感知功能與仿生學的發(fā)展
時間:2024-12-27 08:19:09 出處:成長心理閱讀(143)
隨著科學技術迅猛發(fā)展和人類對自然奧秘的動物的感探索,六十年代以來,知功展一門新興的生學學科——仿生學應運而興。仿生學是動物的感一門邊緣學科,它研究各種生物系統(tǒng)所具有的知功展功能原理和作用機理,模擬生物某些器官的生學生理功能,改進技術設計,動物的感研制新型機械和儀器等,知功展其神奇妙用,生學令人贊嘆和向往。動物的感
人猿揖別。知功展由于勞動和語言的生學作用,人類在進化中獲得富有高級心理活動的動物的感特殊能動性;作為事物的另一方面,感知覺這種低級心理能力相對地退化了。知功展而在長期的生學生存競爭中,生物界許多低級物種的感知功能卻得到完善的發(fā)展,對此,人的高級心理能力也為之“望塵莫及”。然而,人畢竟是“萬物之靈”,人類高級心理活動的能動性,理智地向這些“極遠祖”求教,從低級生物的某種高級感知功能中得到啟示,研究人類感知器官的補充手段,以提高認識自然和改造世界的能力。
耳聞目睹是我們感知世界的主要手段,進入大腦的信息有90%以上是通過眼睛的視覺器官感受的,難怪人們說“眼睛是心靈的窗戶”。人類的視覺器官一般只能感受400毫微米至760毫微米的可見光譜的電磁波,的確是很有限的;而對于紅外線和紫外線可謂是“漆黑一團”。人類的聽覺器官一般只能感受20至20000赫的聲波,而對于這個頻率范圍以外的聲波可謂是“聾子”了。
我們舉出以下幾個有趣的例子,生動地說明仿生學研究是多么吸引人啊,這些具有高級感知能力的小動物可算為人類高級智能的“先師”。
海洋里有一種鱟,俗叫“四眼怪”,這種魚有四只眼睛,前面兩只眼睛很小,對紫外線幅射特別敏感,頭部兩側各有一只大眼睛,每只大眼睛里還有上千只小眼睛,又稱復眼。這些復眼非常小,只能看到物體的一小部分,但是上千只小復眼的圖象加以綜合,則能感知完整的圖象;這些小復眼還有信息加工的奇特功能,能在復雜的圖象中去掉微小細節(jié)而保留突出的部分,使圖象得以清晰顯現(xiàn)。鱟憑借這種視覺器官的特殊本領,在海水中分清物類,決定自己的行動。國外工程技術人員據此原理制造了鱟眼電視攝象機,能在微弱的光線下,使電視屏幕上出現(xiàn)清晰的圖象。天文學工作者遇到模糊不清的天文照片時,運用鱟眼電子模擬機,則可以進行清晰的辨認。
蛇在黑暗中能夠迅速而準確地捕食田鼠為食,其視器奧妙何在呢?原來,蛇眼并不特別靈敏,蛇眼實際上只能感知明暗的亮度變化,是近視眼。它的秘密在于眼睛與鼻子之間的二個“頰窩”,稱為“熱眼”,它能感受紅外線幅射,具有方向定位的功能。任何物體只要在絕對零度(-273.16℃)以上都可以幅射不同波長的紅外線,蛇能感知溫度千分之一的變化,它的“熱眼”,不僅可以看到發(fā)出紅外線的物體,而且具有定位功能。因此,在黑暗中它能準確地捕到田鼠??萍脊ぷ髡撸鶕叩摹盁嵫邸痹?,研制出各種紅外探測器、紅外望遠鏡,廣泛用于公安偵破、交通、飛行導航、天文觀測等科研活動和實際工作。
青蛙的眼睛里有幾種神經纖維,象兒張感光的照相膠片,這幾種視神經纖維同時工作,類似一臺臺的檢測器,能夠有選擇地檢取圖象,使腦中的視覺中樞及時分析出行動物體的方向??茖W家據此原理制造出“電子蛙眼”,用于雷達跟蹤,監(jiān)視飛機的起飛、降落和空中活動,進行衛(wèi)星跟蹤等。飛行員在高空飛行時,導彈上安裝了這種“電子蛙眼”,則能自動識別目標,自動跟蹤并攻擊對方目標。
有一種夜蛾的胸腹部之間生有一個鼓膜器,具有一套超聲探聽的能力。當蝙蝠發(fā)射超聲波,用“耳”觀測目標時,夜蛾鼓膜器探聽功能還能發(fā)出干擾波,憑借這套絕招安全躲避,免遭厄運。軍事工程技術人員發(fā)現(xiàn)了夜蛾的“秘密武器”,研制了各種類型的無線電干擾機,安裝在艦艇和飛機上,進行電子對抗,破壞對方的雷達跟蹤。
海洋中的水母,它的聽覺器官有一套特殊結構,它的耳朵中有一塊“聽石”,能夠感知狂風與激浪摩擦而產生的8-13赫的次聲波,預知風暴來臨,安全轉移活動場所??茖W工作者從水母“聽石”原理得到啟示,設計了“水母耳”,安裝在艦艇上,用于預測風暴??茖W家還根據海豚具有回聲定位功能的原理研制了水聲探測器——聲納,用于水壓監(jiān)聽。
我們都知道,狗具有特別敏感的嗅覺能力。研究表明,狗的嗅覺比人的嗅覺靈敏100萬倍,它能分辨200多萬種的物質的氣味。人們廣泛運用狗的嗅覺的特殊能力,協(xié)助偵破案件、深山探礦、與獵人為伍進山打獵等。科學家制造了“電子鼻”,當某種作業(yè)不便把狗帶出時,可用“電子鼻”工作,大大提高工作效率。
大千世界神奇莫測,人類源于自然,受惠于自然,在科技日益發(fā)達的時代,深入向自然求教,從這些小動物的低級生理——心理現(xiàn)象中獲得高級感知功能的原理,吸取高級心理能力的素養(yǎng),造福于人類,不愧為“萬物之靈”。
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