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学习生物之长
——专家研讨仿生学

本报记者 游雪晴

   人类很早就开始向生物学习,从大自然中获取灵感,发明制造了许多工具物品为自己所用。直至今天,仿生学依然是当前世界科学的前沿和热点,这一点从香山科学会议的安排上也可看出:在短短不到2个月的时间里,有两次会议的主题都与仿生有关———第214次主题为“飞行和游动的生物力学与仿生技术”,第220次主题为“仿生学的科学意义与前沿”。学习生物之长将是人类永久的课题。

  大自然是人类创新的源泉

  中科院院长路甬祥院士在作220次会议的主题评述报告时说:“经过数十亿年的进化和自然选择,自然界的生物为人类的创新提供了天然的宝库!”中国科学院研究生院童秉纲院士在会议报告中说,鱼类等水生动物和有翼昆虫等飞行动物经历了近亿年的进化过程,为了攫取食饵、逃避敌害、生殖繁衍和集群活动等生存需要,在漫长的适应环境的自然选择过程中,发展了各具特色的在水中游动和空中飞行的非凡能力,其整体功能渐趋优化,为当前的人造航行器和飞行器望尘莫及。

  10年前,许多国家就已在仿生学上做了精心、长期的计划准备。在美国,有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关,其优先发展先进制造、先进材料和先进军事装备。在德国,其研究与技术部已就“21世纪的技术”为题在自适应电子技术、仿生材料、生物传感器等投入相当大的人力和财力。此外,英、日、俄等国都制订了相应的中长期规划,准备在仿生学研究领域展开源头创新竞争。10年后的今天,这些国家的仿生研究不仅成果颇丰,而且被迅速地转化为工艺相关产品,应用于经济、军事和人类卫生事业,创造了巨大的经济效益。

  我国虽有成绩差距不小

  据悉,近年来我国在生物力学及相关仿生技术研究中已取得初步成果。上世纪90年代初,童秉纲院士等人发表了模拟鱼类巡游的三维波动板理论,被国际同行广为引用。近年来北京航空航天大学的孙茂教授在昆虫拍翼运动的数值研究上取得有国际影响的重要进展。清华大学曾理江教授作为国际知名的昆虫飞行光测专家,已发表了大量研究成果。

  不过与国际上发达国家相比,我国的仿生学研究就显出了问题。220次会议的执行主席,中科院上海植生所杜家纬研究员说:“当前,许多国家的仿生研究已从基础研究发展到商业化竞争阶段,并且由仿生研究引起的高新技术创新和带来的效益在全球经济中所占的份额越来越多。我国在仿生学方面虽然取得一定成绩,但其受到的关注力度并不够,由此引发的创新并不尽人意。我国能否适应、参与国际这种由仿生学引发的新竞争形势严峻!说到底,仿生科技的发展态势如何必将影响到一个国家的综合实力和竞争力。”

  仿生学研究已经不仅是科学问题

  与会专家列出了这样一组数字:2003年上半年我国高新技术出口总额达950亿美元,比去年同期增长50.8%。特别指出的是,我国当前优先发展的高新技术产业化重点领域共有141个方面,其中将近有30个领域与仿生学有关。另外,据有关部门测算,到2005年我国高新技术产业的工业总产值将达到3.5万亿元。不容否认,仿生学研究的好坏将直接影响着我国未来的发展。

  可以看出,仿生科技为国民经济发展做贡献要依靠两方面力量,一是科技人员在基础领域进行攻关,另一个是产业界的关注与投入。据了解,在我国这二者的结合并不尽如人意。杜家纬告诉记者:“拿一个数字来说,我国2000多家上市公司共约有3000亿元的闲置资金。这些巨额闲置资金足以说明我国一些企业的管理水平存在问题———企业不愿将资金投到中长期、潜力巨大的项目上,往往将目光盯在今年投钱明年获利的短期行为。他说,从科技战略意义上说,目前科学技术先进的国家在科技成果商业化方面的竞争,比研究与开发方面的竞争更为激烈。这种竞争进一步推动了现代科学技术的发展,使崭新性和增益性的创新成果不断涌现,产品和工艺不断改进。

  国家支持最重要

  大自然是向每一个国家、每一位科研者敞开的,面对这样一个宝库,与会专家呼吁我国应抓紧时间加强仿生学研究,否则,本应归自己的科研成果或产权最后却被外国所攫取,本应自己开发出来促进本国发展的高新技术反而要到国外花大价钱去买,更重要的是,没有源头创新,我国在国际上的竞争力不可避免地受到负面影响。

  与会专家认为,我国仿生学的下一步发展应把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿,加强原始创新研究,包括仿生结构与力学、仿生材料与微系统、仿生功能器件及控制、分子仿生、人工智能与认知等方面;同时开发自主知识产权的仿生器件、仿生材料、仿生机械、仿生传感器等;尤其注重仿生学研究在我国优先发展的141项高技术领域中的应用。专家认为,仿生学研究中,国家支持最重要,而仿生学带来的创新也必将使国家受益颇多,他们呼吁将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑。

  

  

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