生物学告诉我们，世上没有无缘无故的爱，人类两性关系是漫长进化后的结果。爱情实际上是一场复杂的生理反应，激素的分泌受基因控制。一见钟情或门当户对，暗涌着男女博弈的内在逻辑。
从进化论视角看爱情与婚姻的本质，是什么样的？“基因决定我爱你”只是网络“毒鸡汤”？结婚彩礼为何也能跟进化论扯上关系？澎湃问吧邀请生物学博士、科普读物作者史钧一起从基因角度聊爱情。
爱的进化论
@山有木兮卿无意：基因决定我爱谁，难道是网传的鸡汤谬论吗？一见钟情是怎么发生的？
史钧： 所谓基因决定我爱谁，是一种网络流传的便于理解的方式，实际情况远没有如此简单，否则大家都去做一个基因测序好了，根本不必要什么恋爱或者相亲环节了。
但分子生物学研究表明，人们的基因与恋爱之间确实有一点内在的联系，此事说来话长，主要与HOX基因有点关联。至于一见钟情，则是一种短期择偶策略，未必能取得较好的对偶效果。
@赞美虚无：我发现谈恋爱结婚的人会越长越像，甚至宠物也会像主人，这是因为我们会选择和自己基因相似的人，还是时间久了越来越像？
史钧： 所谓相爱的人会越长越像，可能是一种巧合，也可能是一种误解。当然也有可能真的越长越像，因为相爱的人会不断模仿对方，从表情到动作，甚至到一些生活习惯。这些相似性也会被纳入到越来越像的范围中去。
至于是否与相似的基因有关，目前没见到相关的研究。人们未必会主动寻找与自己基因相似的人恋爱，倒是有相反的观点认为，人们倾向于寻找和自己基因相差较大的人结婚，那样后代可以得到免疫互补能力，有较强的免疫能力。当然，这些都不是定论。所以这个问题没有定论，也可能问题本身根本不存在。
@范逐风：史老师好，您的观点颇为冷峻，确有让人清醒之效。相比了解男女的行为心理动因，我更想了解您是如何论证爱情是生理反应的，如何用自然现象解释人文现象，似乎二者是有沟壑的。请您简要介绍一下您的思路。
史钧： 美国著名社会生物学家威尔逊认为，所有人类社会现象都可以用社会生物学原理加以解释，都是为了获取生殖回报最大化。无论文学还是哲学，原理基本相通。从这种意义上说，自然现象与人文现象没有本质区别。毕竟人类只是一种灵长类动物。具有哺乳动物的所有基本特征。文化现象并不能完全消除人类的动物性。而且文化现象本身就是一种生物学现象，其他动物也有文化现象，只是表现形式不同而已。
爱情是一种生理反应，这很好理解，就是一大堆激素和分子信号的综合产物而已。我在《爱的进化》一书中有专门论述。举个简单的例子，恋爱男女喜欢互相拥抱，就是因为拥抱让人快乐，快乐的根源在于，拥抱能够成片激活皮下压力感受器，促进身体释放所谓的拥抱激素，比如催产素与多巴胺等，进而引发一系列的生理反应，与牵手一样可以减缓心跳、降低血压、消除恐惧感，让人敞开心怀，促进彼此信任，直至愿意以身相许。
基因与婚姻
@飞天小巫婆：男人比女人渴望婚姻，是不是因为男人是婚姻的既得利益者？
史钧： 没有证据表明男人比女人更渴望婚姻。事实上男人和女人应该同等渴望婚姻，毕竟结婚需要男人和女人一致同意才行。凡是同意结婚的人，都可以认为是婚姻的既得利益者。如果他们觉得没有从婚姻中获利，就很难同意结婚。只是男女获利的方式不同，有时感觉它们获利的程度也不同罢了。那与男女的不同立场有关，而与事实无关。
男人总认为女人从婚姻中获利更多，女人则相反，这就是所谓的两性冲突。两性冲突一直都在，只是表现形式不同。离婚是最直接的表现形式。
@面包人：请问一下，是否有从基因方面的角度来看待婚姻的说法？以及现在一些人恐婚更多是有社会层面的原因还是个人原因？
史钧： 在当今人类社会，只有结婚才能更加有效地将后代抚养长大，并帮助后代获得足够的竞争能力。后代是父母的基因传承人。这可能是婚姻与基因最直接的关系吧。在我看来现代人恐婚更多的应该是文化的原因，而非个人原因。如果一个人经济能力、健康状况和社会地位都没有问题，他是不应该恐婚的吧。
@西瓜可乐味：结婚彩礼和进化论有什么关系？
史钧： 彩礼为婚姻设定了门槛，提高了婚姻的成本，使男女很难随意开始一段婚姻，当然也就很难随意结束一段婚姻，因为彩礼已经成为前期付出的沉没成本，如果经济实力不允许，最好的办法就是维持现有的婚姻。因此彩礼有一定的维护婚姻制度的意味，并为后代的生存提供一定的保证。试想一下，如果每个人只花十块钱就能结一次婚，结果会怎么样呢？
性别差异与成因
@青山岜：史前人类男女体格（如身高等）和现在男女体格差异哪个更大？是不是文化导致？
史钧： 所谓史前人类，随着划分的时间段不同，表现也不同。总的来说，男女体型差异一直存在，在生物学上叫作雌雄二态性。人类雌雄二态性一直呈现不断缩小的趋势，表明人类的雄性竞争激烈程度正在不断削弱，与文化发展有一定的关系，现在男人之间的雄性竞争主要竞争经济地位和政治地位，很少再竞争肌肉力量，这是男女体型差异不断缩小的主要原因。
@代码再敲也看不懂：男性寿命普遍比女性短，是为什么？
史钧： 关于这个话题，有许多理解试图给出全面的解释。我最喜欢的解释是，男性之间存在激烈的雄性竞争，导致男性容易冒险，吸烟、喝酒、打架、飙车等，都容易导致过早死亡。此外雄性激素也会抑制免疫功能，导致男性更容易出现各种疾病，最终大幅缩短了男性的寿命。
@阿飞负传：为啥男性普遍普通且自信？
史钧： 雄性哺乳动物普遍如此，这主要是由精子和卵子的价值决定的。雌性卵子数量少体积大，奇货可居。雄性精子数量多体积小，相当于小额硬币。因此精子要想寻找卵子合作，就需要精子代言人主动而又积极地追求卵子代言人，如果不自信，那还怎么追求？至于是不是普通，则取决于竞争对手。总的来说，在自然选择的视角下观察，越普通越优秀。
作者：史钧 著出版社：世界图书出版公司出版时间：2024年6月
科学家发现爱情真谛——千里姻缘看基因
恋爱的生理基础是由基因决定的，每一次挑挑拣拣都是在追逐好基因，婚姻是否不乱也是基因决定的结果，人的生辰八字是基因的一种象征符号，所以每个人的八字都能清楚体现他（她）的婚姻状态。
浪漫的爱情竟然和天生的基因有着千丝万缕的联系，科学家的这个结论足以震动所有人，他们说，爱情的产生除了社会性因素外，还受基因的控制。 爱情基础是基因最近，我喜欢上了一个女孩子，每当我看到她或者闻声她的声音时，我的心脏都在“砰砰……”乱跳，这种现象提醒我，我在对她动心。
不过科学家以为，我并不是在“动心”，而是在“动脑”，恋爱的生理基础是脑部的几个区域，这恰是由基因决定的，所以说，没有基因就没有爱情，基因在爱情的产生和延续过程中都份演着重要角色。
这是英国两位神经学家的研究成果，他们挑选了11名女性和6名男性志愿者介入试验，他们都表示自己在过去的一年里疯狂地陷入了爱情，科学家让他们分别注视自己爱人的照片和一位普通朋友的照片，而通过照片扫描器的匡助，科学家看到，志愿者大脑中有4个特定的区域“活跃起来”。 科学家指出，几个数目有限的大脑区域与恋爱这种精神状态有明显的关联。 当你深深地陷入爱情时，你心里就会产生一种既紧张又兴奋的感觉，这种感觉有可能是由内侧脑岛引起的，由于它是一个与大脑所有的感觉区域都有联系的部分。
专家做的另一个试验显示，男性和女性与爱情相关的脑部活动无明显区别，目前科学家正在进一步研究爱情的基因基础。 总在追寻好基因由于我个子比较矮，所以总是很羡慕那些高大的男孩，由于看上去，他们更轻易获得女孩子的青睐，科学家的研究证实，女孩子选择高个子也是由基因决定的。
美国人类学家戴维、吉文斯发现，在爱情不可言喻的神秘与伟大之下，还隐藏着一些基本基因法则，而有好基因的人更轻易成为异性追求的目标，由于拥有好基因的个体昆裔更为健康。 只有爱上健康的人体，大家通过子女把基因留传下去的机会才最大，例如，两万多年来，男性始终被具有一定腰臀比例的女性所吸引，研究者以为，这背后有深刻的生物学原因，细腰丰臀的女性比身材平板的女性更轻易生养，女性则似乎对高个子男人更感爱好，由于他们的生养能力较强。
较强的抗病能力也是好基因的一个重要标准，与一个产生多病昆裔或在昆裔养大前就死去的生物配对无异于自取灭亡。 激素标志着强大的免疫系统，尤其是雄性睾丸激素和雌激素，但激素的情况很难检查，因而人们只好寻找外部标志。 对于男子来说，他们的面部会反映出睾丸激素的含量。 那些睾丸激素水平最高的男孩子成年后往往下巴更宽，额头更粗犷。 男性留意的则是雌激素怎样塑造女性的体态，这种塑造主要表现为臀部积聚脂肪，腰部相对臀部的比例逐渐缩小，最迷人的腰臀比例在0.6到0.7之间。
婚姻乃由基因定每个人的生辰八字都能清楚显现他的婚姻状态
“执子之手，与子偕老”。 这是良多人梦寐以求的夸姣境地。 不过，这绝不是想起来那么轻易的，要做到这一点，首先你得有基因基础。 贤内助，模范丈夫似乎是一种社会现象，但科学家发现这也要由基因而定。 美国两位科学家就在老鼠身上发现了“模范丈夫”基因。 他们将一个从草原田鼠身上提取的基因植入“生性 *** ”的雄性小鼠体内，使后者变成了更忠诚的丈夫和更有“爱心”的父亲。 这是人类第一次证实一个基因足以使用权复杂的社会行为产生如此具有戏剧性的变化。 雄性草原田鼠的忠诚的丈夫和布满关爱的父亲。 在交配完成后，雄性草原田鼠与雌性田鼠之间形成了牢固的社会关系。 相反，雄性小家鼠能通常都会交配后立即抛弃其伴侣，并且一点也不承担养育昆裔的责任。 然而，在将一个从雄性田鼠身上取出的基因植入雄性小家鼠的体内之后，后者立即变得忠实起来，与其伴侣呆在一起时会比以前多得多。
有一个游戏是一个红色的生物逃出人类的科学实验室,里面有士兵，红色生物在逃亡的过程中，遇到士兵上前
一、蟒蛇类 ========================================= 空中蛇灾(Snakes on a Plane)…毒蛇登航班，高空显惊魂 ========================================= 狂蟒之灾(Anaconda )1、2…热带丛林里的巨型蟒蛇 ========================================= 夺命蟒蛇(Daai se wong)…巨型大蟒蛇，早期类似《金刚》的电影 ========================================= 大蛇对大蟒(Boa vs. Python)…一条大蛇从实验室逃亡潜入城市下水道，造成市民恐慌 ========================================= 灵蛇舞(snake man)…南美亚马逊森林中守护神秘长生部落的巨蟒 ========================================= 蛇岛(Snake Island)…一群度假者抵达蛇岛，他们马上发现假期结束了！ ========================================= 眼镜王蛇(King Cobra)…一次不当的实验后，大蟒蛇悄悄地来到并逐一吞食菲尔摩小镇的居民 ========================================= 冷刀锋(Silent Predators)…建筑工地唤醒了地下成群的响尾蛇 ========================================= 巨蟒出击(Rattled)…数百条响尾蛇的巢穴意外被毁，它们将伊甸谷小镇作为新家园 ========================================= 人蛇大战…少见的台湾生物灾难电影 ========================================= 二、蜘蛛类 ========================================= 八脚怪(Eight Legged Freaks)…巨型蜘蛛肆虐美国小镇 ========================================= 天蛛地灭(Spiders) 天蛛地灭2/狂莽蛛灾(Spiders II: Breeding Ground)…美国太空实验不慎，蜘蛛发生DNA突变 ========================================= 突出虫围(Arachnid)…巨型蜘蛛盘踞孤岛，人类注定无处可逃 ========================================= 小魔煞(Arachnophobia)…一只来自丛林的特种蜘蛛来到小镇繁衍后代，最终酿成灾难 =========================================冰冻蜘蛛(Ice Spiders)…雪山实验室发生事故，变异蜘蛛以人为食 ========================================= 三、苍蝇类 ========================================= 苍蝇I(The FlyI) 苍蝇II(The FlyII)…极度恶心的人和苍蝇混合怪物 ========================================= 四、海底章鱼 ========================================= 极度深寒(Deep Rising)…深海大章鱼血洗游轮 ========================================= 史前大章鱼(Octopus)…美国潜艇遭遇大海怪侵袭 ========================================= 章鱼之东河惊魂(Octopus 2: River of Fear)…大章鱼入侵纽约，毁灭自由女神像 ========================================= 北海巨妖(Kraken: Tentacles of the Deep)……儿子追寻大章鱼为父复仇 ========================================= 五、海底鲨鱼 ========================================= 大白鲨(Jaws)…斯皮尔博格成名作品 ========================================= 水深火热(Deep Blue Sea)…科学实验创造智慧杀人鲨鱼 ========================================= 变种鲨鱼人(Hammerhead: Shark Frenzy) 史前狂鲨(Megalodon) 怒海狂鲨(Raging Sharks) 水深火热之生化狂鲨(Shark Attack) 大白鲨之致命武器(Dark Waters)…变异鲨鱼 ========================================= 颤栗汪洋(Open Water) 血海食人鲨(Blue Water, White Death) 新大白鲨(Cruel Jaws)…鲨鱼，还是食人鲨鱼 ========================================= 六、鳄鱼类 ========================================= 惊世巨鳄(Crocodile)1、2 史前巨鳄(Lac Placid)1、2 夺命大鳄鱼…(Killer Crocodile)…大鳄鱼 ========================================= 万鳄巨兽(Primeval)…种族大屠杀，巨型大鳄鱼，人和动物哪个更可怕 ========================================= 黑水(Black Water)…一个在澳大利亚北部鳄鱼栖息的红树林沼泽的可怕故事 ========================================= 嗜血狂鳄(Croc)……一条活动于泰国某地对游客及当地居民生命造成巨大威胁的鳄鱼 ========================================= 七、蜂类 ========================================= 杀人蜂(The Swarm)…小小蜜蜂变异攻击人类，令人不寒而栗 ========================================= 狂蜂暴(Deadly Swarm)…荒凉的墨西哥小镇，一群黄蜂妄图摧毁人类性命 ========================================= 蜂魔(Swarmed)…铺天盖地的胡蜂追杀人类 ========================================= 八、未知生物 ========================================= 异形魔怪(Tremors)1、2、3、4…游走、隐藏与地下的未知怪兽 ========================================= 魔窟(The Cave) 黑暗侵袭(The Descent)…深藏在黑暗洞窟中亿万年不见天日的未知生物 ========================================= 蜈蚣(Centipede!)…深藏在黑暗洞窟中的变异蜈蚣，情节类似《黑暗侵袭》 ========================================= 雷克斯暴龙(Carnosaur)…一位生物学家改变鸡蛋基因创造出硕大而残暴的恐龙，放逐在偏远小镇 ========================================= 蝗虫大军：天降灾难(Locusts: The 8th Plague)…利用基因改造的蝗虫从美国一绝密研究机构逃脱 ========================================= 军刀牙(Sabretooth)…科学家克隆的剑齿虎出逃实验室并猎食人类 ========================================= 从地心拦截(DeepStar Six)…美国海军深海实验室受到前所未有的外来不明物体侵入 ========================================= 惊爆无底洞(The Rift)…海底深渊中的变异生物，又是美国军方秘密试验的杰作 ========================================= 狂犬惊魂(Cujo)…壮硕可爱的圣伯纳犬遭蝙蝠咬伤后，凶性大发成为夺命狂犬 ========================================= 嗜血狂犬(The Breed)… 两个好朋友到小岛欢度周末，结果发现要同一群恶狗战斗 ========================================= 猛犸惊魂(Mammoth)…博物馆内冰冻的猛玛巨象复活出逃，整个城市瞬间陷入凶猛的铁足之下 ========================================= 侏罗纪公园(Jurassic Park)1、2、3…六千万年恐龙重现地球 ========================================= 突变第三型(The Thing)…南极科考队冰原遭遇外星生物入侵 ========================================= 漆黑一片(Pitch Black)……外星球上生活在黑夜中的异形生命 ========================================= 撕裂人(Slither)…外星生物天降地球，形如蛞蝓附身人类 ========================================= 异形(Alien)1、2、3、4 异形大战铁血战士1、2(AVP: Alien vs. Predator)…来自外太空的寄生生物 ========================================= 进化(Evolution)…陨石中寄生的外星生物，越简单越进化，竟然葬身海飞丝洗发水 ========================================= 异种(Species)1、2、3、4…宇航员从太空带回的异形生物 ========================================= 星河战队(Starship Troopers)1、2…人类与外星巨型昆虫的战争 ========================================= 哥斯拉(Godzilla)…法国核试验造就变异巨型蜥蜴，又是倒霉的纽约城 ========================================= 汉江怪物(Gwoemul)…韩国版微缩版《哥斯拉》，父女亲情很感人 ========================================= 绝命小魔星(Infested)…小小虱子也能突变成灾 ========================================= 杀人鲸(Orca)……渔夫杀死怀孕雌鲸，雌鲸的配偶愤而复仇 ========================================= 白鲸记(Moby Dick)……经典文学名著改编，人类与鲸鱼的战争 ========================================= 科学怪鱼(Frankenfish)…嗜血程度媲美大白鲨，恐怖程度超越大蟒蛇 ========================================= 恐怖食人鱼(Snakehead Terror)…化学泄露变异黑鱼登陆，寻找一切食物：动物、蔬菜、人类！ ========================================= 异种大海怪(Humanoids from the Deep)…美国政府秘密生化实验，基因变种鱼脱逃至海中 ========================================= 水虎鱼(Piranha)…以“鱼吃人”为题材的又一娱乐性影片 ========================================= 蚂蚁雄兵(The Naked Jungle)…南美丛林中最可怕的食肉蚂蚁 ========================================= 掠骨者(The Bone Snatcher)…无边无际的沙漠，无时无刻出现的地底怪物 ========================================= X射线(Them!)…巨型蚂蚁横行美国小镇 ========================================= 变种DNA(Mimic)1、2、3…食人蟑螂伪装人类，散播致命病毒 ========================================= 鬼蟑螂(They Crawl)…人类与蟑螂之间的战斗 ========================================= 蟑螂杀手(The Nest)…怪异的进化现象作祟，蟑螂变成嗜血吃肉的怪物 ========================================= 猛鼠食人城(Food of the Gods II)…误食实验激素而急遽变大的老鼠群占领城市 ========================================= 鼠患(Rats) 人鼠大战(Of Unknown Origin) 大危机(Ben)…还是大老鼠和人类之间的战争 ========================================= 嗜血狂狮(Prey)…本来梦寐以求的非洲之旅，竟变成人类与狮子杀戮之战 ========================================= 黑夜幽灵(The Ghost and the Darkness)…食人狮破坏非洲铁路工程，袭击工人 ========================================= 金刚(King Kong)…大猩猩大闹纽约 ========================================= 《巨猩骄阳》怪物——大猩猩（中间感人，结尾完满） ========================================= 群鸟(The Birds)…动物灾难片先驱，名列希区柯克作品最受欢迎第七位 ========================================= 食人火蜥蜴(Project Viper)…中美洲热带丛林里恐怖的变异蜥蜴 ========================================= 疯羊(Black Sheep)…温顺的绵羊变成了凶猛的肉食动物 ========================================= 异种魔蝎(Scorpius Gigantus)…实验室打算制造扑灭害虫的疫苗出错，这头巨兽出逃而且占据食物链的最上层！ ========================================= 蛞蝓之灾(Slugs, muerte viscosa)…小镇废品场有毒废料改变蛞蝓基因，变成食肉怪兽并以惊人速度繁殖 ========================================= 《惊心食人族》怪物——长有翅膀怎么杀都不死的怪物 =========================================
大自然的启示仿生学
苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。 可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。 这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。 苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由30O0多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。 “蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。 这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。 “蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。 【人类仿生由来已久】 自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。 种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。 劳动创造了人类。 人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。 因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。 人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。 人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。 鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。 相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。 通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。 这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。 据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。 然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。 早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。 设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。 以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试，可以认为是人类仿生的先驱，也是仿生学的萌芽。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中，它们利用声音寻食，逃避敌害和求偶繁殖。 因此，声音是生物赖以生存的一种重要信息。 意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行，既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫，但是堵塞蝙蝠的双耳后，它们在黑暗中就寸步难行了。 面对这些事实，帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论：蝙蝠能用耳朵“看东西”。 第一次世界大战结束后，1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。 并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。 遗憾的是，哈台的提示并未引起人们的重视，而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。 直到1983年采用了电子测量器，才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。 但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。 在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后，人们经过长期反复的实践，终于在1903年发明了飞机，使人类实现了飞上天空的梦想。 由于不断改进，30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类，显示了人类的智慧和才能。 但是在继续研制飞行更快更高的飞机时，设计师又碰到了一个难题，就是气体动力学中的颤振现象。 当飞机飞行时，机翼发生有害的振动，飞行越快，机翼的颤振越强烈，甚至使机翼折断，造成飞机坠落，许多试飞的飞行员因而丧生。 飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象，经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。 就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置，这样就把有害的振动消除了。 可是，昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了，它们也毫不例外地受到颤振的危害，经过长期的进化，昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。 生物学家在研究蜻蜓翅膀时，发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。 如果把翼眼去掉，飞行就变得荡来荡去。 实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害，这与设计师高超的发明何等相似。 假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用，获得有益于解决颤振的设计思想，就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。 面对蜻蜓翅膀的翼眼，飞机设计师大有相见恨晚之感！ 以上这三个事例发人深省，也使人们受到了很大启发。 早在地球上出现人类之前，各种生物已在大自然中生活了亿万年，在它们为生存而斗争的长期进化中，获得了与大自然相适应的能力。 生物学的研究可以说明，生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制，使它们具备了适应内外环境变化的能力。 生物界具有许多卓有成效的本领。 如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等，显示出许多机器所不可比拟的优越之处。 生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。 【连接生物与技术的桥梁】 自从瓦特（James Watt，1736～1819）在1782年发明蒸汽机以后，人们在生产斗争中获得了强大的动力。 在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题，从而引起了第一次工业革命，各式各样的机器如雨后春笋般的出现，工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能，使人们从繁重的体力劳动解脱出来。 随着技术的发展，人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。 20世纪40年代电子计算机的问世，更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富，它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息，使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来，使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力，它们准确地调整、控制着生产程序，使产品规格精确。 但是，自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的，这就使它的控制能力具有很大的局限性。 自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力，如果发生任何意外的情况，自动装置就要停止工作，甚至发生意外事故，这就是自动装置本身所具有的严重缺点。 要克服这种缺点，无非是使机器各部件之间，机器与环境之间能够“通讯”，也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。 要解决这一难题，在工程技术中就要解决如何接受、转换。 利用和控制信息的问题。 因此，信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。 如何解决这个矛盾呢？生物界给人类提供了有益的启示。 人类要从生物系统中获得启示，首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。 1940年出现的调节理论，将生物与机器在一般意义上进行对比。 到1944年，一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。 在这样的认识基础上，1947年，一个新的学科——控制论产生了。 控制论（Cybernetics)是从希腊文而来，原意是“掌舵人”。 按照控制论的创始人之一维纳（Norbef Wiener,1894～1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。 虽然这个定义过于简单，仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题，但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。 控制论的基本观点认为，动物（尤其是人）与机器（包括各种通讯、控制、计算的自动化装置）之间有一定的共体，也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。 根据控制论研究表明，各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。 控制系统工作的正常，取决于信息运 行过程的正常。 所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。 从信息的观点来看，控制系统就是一部信息通道的网络或体系。 机器与生物体内的控制系统有许多共同之处，于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣，并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。 因此，控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。 成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。 生物体和机器之间确实有很明显的相似之处，这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。 由简单的单细胞到复杂的器官系统（如神经系统）都存在着各种调节和自动控制的生理过程。 我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器，和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。 也可以把生物体比作一个自动化的工厂，它的各项功能都遵循着力学的定律；它的各种结构协调地进行工作；它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应，而且能像自动控制一样，借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。 例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。 控制论的产生和发展，为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁，使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。 于是出现了这样一个趋势，工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果，就主动学习生物科学知识。 【仿生学的诞生】 随着生产的需要和科学技术的发展，从50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。 人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究，促进了生物学的极大发展，对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。 此时模拟生物不再是引人入胜的幻想，而成了可以做到的事实。 生物学家和工程师们积极合作，开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。 生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列，而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。 于是生物学和工程技术学科结合在一起，互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。 仿生学作为一门独立的学科，于1960年9月正式诞生。 由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。 会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗？”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”，希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学，1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。 斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。 简言之，仿生学就是模仿生物的科学。 确切地说，仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。 从生物学的角度来说，仿生学属于“应用生物学”的一个分支；从工程技术方面来看，仿生学根据对生物系统的研究，为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。 仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统，为人类造福。 【仿生学的研究方法与内容】 仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。 第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志：一个巨大的积分符号，把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。 这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成，而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理，并把它模式化，然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 仿生学的主要研究方法就是提出模型，进行模拟。 其研究程序大致有以下三个阶段： 首先是对生物原型的研究。 根据生产实际提出的具体课题，将研究所得的生物资料予以简化，吸收对技术要求有益的内容，取消与生产技术要求无关的因素，得到一个生物模型；第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析，并使其内在的联系抽象化，用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型；最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。 当然在生物的模拟过程中，不仅仅是简单的仿生，更重要的是在仿生中有创新。 经过实践——认识——再实践的多次重复，才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。 这样模拟的结果，使最终建成的机器设备将与生物原型不同，在某些方面甚上超过生物原型的能力。 例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力，电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。 仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点，就是整体性。 从仿生学的整体来看，它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。 它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。 生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制，它们与外界的联系是密不可分的。 生物从环境中获得物质和能量，才能进行生长和繁殖；生物从环境中接受信息，不断地调整和综合，才能适应和进化。 长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一，局部与整体的协调与统一。 仿生学要研究生物体与外界刺激（输入信息）之间的定量关系，即着重于数量关系的统一性，才能进行模拟。 为达到此目的，采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。 因此，仿生学的研究方法必须着重于整体。 仿生学的研究内容是极其丰富多彩的，因为生物界本身就包含着成千上万的种类，它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。 自从仿生学问世以来的二十几年内，仿生学的研究得到迅速的发展，且取得了很大的成果。 就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。 随着现代工程技术的发展，学科分支繁多，在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。 例如：航海部门对水生动物运动的流体力学的研究；航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航；工程建筑对生物力学的模拟；无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟；计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。 在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有：“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。 从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。 仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究，即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。 以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来，近些年又出现新的分支，如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。 总之，仿生学的研究内容，从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。 而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代，仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来，同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。 在其它学科的渗透和影响下，使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变；在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。 生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养，加速科学的发展。 闪此，仿生学的科研显示出无穷的生命力，它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。 【仿生学的研究范围】 仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。 ◇力学仿生，是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。 例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。 军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速； ◇分子仿生，是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。 例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫； ◇能量仿生，是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程； ◇信息与控制仿生，是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。 例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。 根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。 已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。 模仿人类学习过程，制造出一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能实现模式识别。 此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人-机系统的仿生学方面。 某些文献中，把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生，而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。 仿生学的范围很广，信息与控制仿生是一个主要领域。 一方面由于自动化向智能控制发展的需要，另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段，使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。 人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究，大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。 控制与信息仿生和生物控制论关系密切。 两者都研究生物系统中的控制和信息过程，都运用生物系统的模型。 但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统；而生物控制论则从控制论的一般原理，从技术科学的理论出发，为生物行为寻求解释。 最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。 其目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。 —般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数学模型和硬件模型。 前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。 由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。 【仿生学的现象】 苍蝇与宇宙飞船 令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。 苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。 苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。 但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。 每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。 若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。 大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。 因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。 仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。 这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。 就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。 这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。 这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。 利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。 从萤火虫到人工冷光 自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。 但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。 那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。 萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。 萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。 因此，生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。 这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。 发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。 在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。 萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。 近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。 由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。 由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。 现在，人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光，作为安全照明用。 电鱼与伏特电池 自然界中有许多生物都能产生电，仅仅是鱼类就有500余种 。 人们将这些能放电的鱼，统称为“电鱼”。 各种电鱼放电的本领各不相同。 放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。 中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏；非洲电鲶能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压，称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。 电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究， 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。 这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。 由于电鱼的种类不同，所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。 电鳗的发电器呈棱形，位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾脏，排列在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。 单个电板产生的电压很微弱，但由于电板很多，产生的电压就很大了。 电鱼这种非凡的本领，引起了人们极大的兴趣。 19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。 因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。 对电鱼的研究，还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。 水母的顺风耳 “燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。 ”生物的行为与天气的变化有一定关系。 沿海渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即将来临。 水母，又叫海蜇，是一种古老的腔肠动物，早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。 这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海避难去了。 原来，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次)，总是风暴来临的前奏曲。 这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很敏感。 仿生学家发现，水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就剌激球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。 把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接受到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向，就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。 这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
