[科普中国]-从模仿到学习：初生时的军事仿生技术

【解读军事仿生技术①】

在没有文字、只有早期语言和图画的远古时代，人类制造工具和武器还没有成文章法可言。除了偶尔的灵机一动，大多数时候人类的学习对象就只有天然可见的动物和植物。宽泛地说，机械模仿动植物的外形和构造，并将其应用在工具、武器之上，便可以算是现代仿生学的雏形和前身了。

一片由蚌壳打磨制成的蚌刀。带有穿孔以便用绳索携带，制于新石器时代。（来源：潍坊市博物馆）

猛兽为王：冷兵器时代的朴素仿生学

虽然说在随后的数万年里，人类武器的最核心用途始终是“内斗”，也即是人类之间的战争，但打从一开始，武器不过是作为工具的一部分，填补人类在自然界中的不利地位。

既然天生没有没有猛兽的利爪，坚角和鸟喙，人类就必然要想方设法去模仿——效仿贝类能够划伤皮肉的锋利边缘、蚌刀逐渐进化成骨刀、角刀、乃至是石刀；羡慕大型兽类头角和鸟喙的强大贯穿力，矛、投枪、乃至于更强力的戈依次诞生。

当然了，朴素模仿自然有朴素的毛病。古人从“模仿野兽、猛兽有用”这件事上得到的经验，远不足以归纳为科学，以至于很长一段时间里，各类模仿野兽设计的冷兵器常被和祭祀等神秘学、甚至是宗教产物混为一谈，真正的科学要到几千年之后才会出现。

蓝天梦难圆：模仿鸟类的早期扑翼机

达芬奇扑翼机手稿（来源：britannica）

从贝壳开始，人类掌握了刀具；自牛角之后，人类掌握了矛枪；在犀牛和乌龟身上，人类摸到了甲胄的门槛。但唯独有些动物特性，人类通过“抄作业”怎么抄都不来，鸟儿便是其中之一。从古到今，幻想插上一对翅膀就能飞翔的梦不在少数——这一点不必看什么“达芬奇手稿”，随便翻翻早期宗教记载里的“神灵”、“天使”、就足以对古人的飞行观念有足够认知。

当然，达芬奇之所以能够被称为“第一个思考飞行的人”，原因在于他确实摸到了飞行这件事，和仿生学之间联系的门槛：除却站在解剖学的高度上，对鸟类扑翼飞行相关的骨骼、肌肉做绘图研究之外，达芬奇明确写下，“要想透彻研究鸟类飞行的奥秘，首先要明确风（空气）的科学，研究风的科学，可以用研究水运动的方式达到。”

水也好，风也罢，咱们今天都知道，这个就是“流体力学”。达芬奇隐隐约约摸到了流体力学的门，但却没有力学分析工具这把开门的钥匙……既然缺了钥匙，从“扑翼机”这条完全从鸟类通向飞行的“仿生学”道路便自然走不通了。

漫天毒雾我独活：来自偶然的猪鼻防毒面具

1916年戴着猪鼻式便携防毒面具的士兵（左和右），以及他们的驴（中）。（来源：Timeline）

虽说从中世纪的“鸟嘴医生”开始，可以部分防御粉尘、有害蒸汽、有害生物制剂的防毒面具就开始频繁出现，但时至第一次世界大战开幕时，防毒面具还是不方便被拿上战场。具体说来，在德军新应用的各类化学毒气面前，旧有用于防护矿山粉尘、金属蒸汽的棉质、海绵制便携防毒面具收效甚微，士兵佩戴后无法免受毒气侵害。

至于已经用于消防作业，配备空气钢瓶的全封闭呼吸器确实能有效防御氯气和芥子气，但士兵显然不可能背着钢瓶上战场，更何况战场上拖曳火炮、给养的骡马驴也需要防毒面具。

首次上阵的氯气横扫过后，不知深浅的协约国军队损失惨重，连带着无人区上的动物也被疯狂收割，但唯独猪得以幸免，原因便在于猪能够“低头拱地”，鼻插入泥地后靠松动泥土来吸附有害化学气体。

吸附，而并非过滤，这便是英法科学家从猪鼻上思考出的，对付化合物分子的绝妙计策。当然，此时发动进攻的德国人早已研发出了配套的，使用活性炭吸附毒气的防毒面具，而这款面具也被德军士兵戏称为“猪鼻”。

冥冥之中，协约国和同盟国在这里殊途同归，在仿生学取得成就之外，倒也算是个有趣的巧合吧。

军事小词典

蚌刀：石器时代的人类代表性工具和武器之一。新旧石器时代对蚌壳加工的水平差异极大，新石器时代更常作为农作物的收割工具使用。

扑翼机：和固定翼、旋翼飞行器不同，效仿鸟类和昆虫扑打机翼原理飞行的飞行器。

芥子气：突破氯气的吸入致死性质，在第一次世界大战前即有完整制取流程的，接触皮肤即有可能致死的毒气，有“毒气之王”的恶名。

出品：科普中国军事科技前沿

策划：赵清建

制作：旋钮工作室

监制：光明网科普事业部