自然的启示
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江苏无锡
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作者王书荣 著
出版社湖北科学技术出版社
ISBN9787535262684
出版时间2014-07
装帧平装
开本16开
定价26元
货号1200935414
上书时间2024-12-09
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商品详情
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作者简介
王书荣，中国科学院生物物理研究所研究员，曾任该研究所所长、中国生物物理学会理事长、中科院视觉信息加工开放研究实验室主任。获中科院自然科学奖一等奖、二等奖和国家科技进步奖三等奖，被授予有突出贡献专家、成绩突出的科普作家、全国优秀科技工作者、全国优秀博士学位论文指导教师称号。培养理科博士20多名，其中8人获全国优秀博士学位论文奖、中科院院长奖学金特别奖或优秀奖。在国际学术刊物上发表论文60篇,著译科技书籍4种，其中《自然的启示》获全国“新长征优秀科普作品奖”一等奖和国家科技进步奖三等奖，并被中国科学家推介为20世纪科普佳作之一。
目录
第一章 生物的时钟和罗盘
生物钟
生物钟和人
天文罗盘
偏光罗盘
地磁罗盘
苍蝇的振动陀螺仪
蜜蜂的偏光导航仪
第二章 模仿眼睛的仪器
人造眼
蛙的千里眼
鲎眼电视机
鸽眼雷达
电光鹰眼
虫眼速度计
鱼的瞄准仪
蛇的热定位器
第三章 检测气味的电子鼻
气味“语言”
嗅觉之谜
电子鼻
苍蝇和航天
电子警犬
第四章 生物定位和通信
活雷达――蝙蝠
夜蛾的反雷达战术
海豚的声呐
水母的顺风耳
生物地震预报仪
蚊式测向仪
生物通信
水下电波
表面水波
第五章 生物化工
蜘蛛和人造丝
特种黏合剂
鳄鱼淡化器
细胞化工厂
模拟酶
两个酶模型
生物膜技术
遗传工程
第六章 自然设计师
鲸形船
海豚雷
鱼式振荡泵
无轮汽车
新奇的坦克
恐龙钻头
生物和飞机
生物和建筑
植物的数学
第七章 新的能源
模仿肌肉的机器
生物光源
绿色的工厂
微型动力站
电鱼和伏打电池
生物电池
人体热电视机
第八章 神经和计算机
神经元和神经系统
人造神经元和神经网络
大脑和计算机
识别机
第九章 人和机器
“机器人”
听话的机器
生物电控制
人工视觉
生物一电子系统
内容摘要
这本由王书荣创作的《自然的启示》是“中国科普大奖图书典藏书系”系列之一，讲述了人类在征服大自然的过程中，逐渐接触自然，认识生物，进而利用和改造生物，并受到生物启发而创造出一系列工具的方方面面，为读者揭开仿生学的奥秘。
精彩内容
但是，怎样区分是生物钟的作用，还是生物对自然界某些因素周期性变化的简单反应呢？为了回答这个问题，我们可以把生物从自然环境中取出来，将它放在实验室里，把假定它敏感的那些因素维持在恒定的水平上。如果生物在恒定条件下依然故我，则说明生物体具有某种保持这种节律的体内机构。
例如，有人把黄棕色硅藻从大海之滨，迁移到没有昼夜交替和潮汐更迭的环境之中。结果，令人惊奇的是硅藻仍然和生活在海滩上一样，周期性地上升和下潜，其时间之准确简直可以代替潮汐时间表！砂蚤是栖居于海滨的另一种生物，每当涨潮高峰时，它们从沙滩里钻出来，在波涛翻滚的大海中游泳觅食，落潮时就钻人沙滩，静候着下次高潮的到来。如果将它们养在海水罐中，并维持在恒定的条件下，人们发现在涨潮的高峰时间，它们依然在水中游泳，而其余时间则安静地在罐底休息。
又如，在自然条件下，许多植物都有“睡眠”和“觉醒”的周期交替现象。如豆、豌豆和三叶草的叶子夜间垂下，白天竖起。如果把这些植株置于黑暗之中，人们并没发现它们的行为有丝毫改变，叶子依然周期性地垂下和竖起，好像植物继续在受昼夜交替的影响。
生活在恒定条件下的生物，它们的活动也会发生变化。有一种哺乳动物叫鼯鼠，白天躲在树洞里休息，而于黄昏时分钻出洞穴，通宵达旦地沿树干奔来跑去，由这棵树跳到那棵树以觅食(图3)。鼯鼠的活动大约开始于日落后半小时，或精确些说，当光照度降低到一定程度，它便开始活动。这种循环每24小时周而复始。现在我们把几只鼯鼠放在旋转铁丝笼中，只要动物一开始活动，笼子就旋转起来，这样将便于我们观察，然后把它们置于完全黑暗中。根据观察，受试动物的活动周期逐渐发生变化，变成23小时至稍大于24小时之间。这种偏离24小时周期的节律，叫做近似昼夜节律。持最短周期(23小时)的动物，每天比前一天提前1小时开始奔跑。这样，大约经过3个星期，生活在恒定条件下的鼯鼠的活动，就比自由生活在森林中的鼯鼠推迟一昼夜。有趣的是，重获自由的鼯鼠很快又恢复正常的24小时循环。“外因通过内因而起作用”。在自然条件下，在外界因素(例如光照度)变化的影响下，近似昼夜节律与严格的24小时循环是同步的。对于鼯鼠，这种同步因素是黄昏，即从光亮到黑暗的过渡时期。
显然，如果改变同步因素的作用时间，便可调快或调慢生物钟。我们可以做一个实验。蟑螂的活动周期与黑暗的到来是一致的，但它最活跃的时间是傍晚。假使在实验条件下，人为地颠倒白天和黑夜的顺序，便可轻而易举地调拨蟑螂的生物钟。现在，我们把盛放蟑螂的笼子放人暗室，用“电子眼”来记录它的活动。夜间用电灯照亮暗室，每天早晨9点钟熄灯。这样，对暗室中的蟑螂来说，白天变黑夜，黑夜变白天(图4)。大约经过一个星期，昆虫便改变了原来的活动顺序――在人造黑夜时呈现活动，尽管实际上这时实验室外面仍是白天。这时，蟑螂的生物钟被调拨了。
目前，人们已从充塞雨滴的微生物到高等植物和人类这些形形色色的生物中，找到了这种无声无息的生物钟。现已发现，许多生物学现象，不用生物钟这个概念，就不能得到合理的解释。可以说，生物钟已成为有机体的一个特征。
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