生物与建筑师

鸟蛋给建筑师的启发

你不要小看蛋壳，别看蛋壳薄，却能耐受相当大的外力。这是因为蛋壳具有弯曲的表面，壳体在外力的作用下，内力是沿着整个表面扩散和分布的，因而壳体在单位面积上所受的力就小了许多。模仿蛋壳的这个特点，在建筑上出现了薄壳结构的屋顶。例如，北京的火车站、天文馆、网球馆和农业展览馆的屋顶，有的像圆球、鹅卵，有的如同锯齿、半球，形式多样。现在，我国已能用薄壳结构建造200米以上的大跨度建筑。

更有趣的是，在国外还有人模仿鸟蛋设计出了一种特殊的抗震房屋。房屋的外壳好像“蛋壳”，用钢铁制造。内壁好像“蛋白”，用耐高温玻璃、石棉等制造。人住内室相当于“蛋黄”。这种房屋能抵抗强烈的地震，即使震翻了，也能像鸡蛋一样滚来滚去。屋内储有空气、水和食物，在与外界完全隔绝的情况下，7个人可在里面生活1个星期呢。

人体骨架与建筑

人体骨架形态结构精巧、合理、美妙，支撑起人体的堂堂七尺之躯。高耸入云的摩天大楼凭借着钢架支撑，这和人体靠人体骨骼支撑的道理是一模一样的。又比如，人坐着的时候，体重是依靠从骨盆侧面延伸出来的骨头来支撑的。这种简单有效的结构，启发了建筑师，设计出了一种空间支架模型，建筑物的重量由斜柱支撑着，再传到几个支持点，所有与支撑负重没有关系的建筑材料一概去除，这样就为建筑物提供了一种既强有力、又经济合理的建筑支撑结构。

人体的腿骨也很有意思。大腿骨既支撑全身的重量，又能前后左右摆动，为什么能这么柔韧又结实呢？答案是：腿骨是空心的。空心减轻了腿骨的重量，增加了人体的灵敏度，圆形能使力量分散，所以人的腿骨又轻又坚固。大腿骨能承受200~400公斤的压力呢，小腿骨就更能“吃力”啦。一些建筑师研究过高327.7米的法国埃菲尔铁塔，最后得出一个惊人的结论，这座铁塔的结构并不新颖，只是一座重复着人体小腿骨的建筑。瞧，埃菲尔呕心沥血创造出来的建筑，原来就是人体自身所固有的东西啊！

了不起的生物建筑师

另外，建筑师们在对蜘蛛、恐龙化石、蜂窝的研究中也受到启发，创造了悬索结构、拱形结构、筒形结构、蜂窝结构等等。这些建筑结构跨度大、节省材料、成型容易，而且造型也非常美观。

生物汲（jí）取自然界的物质元素构成自身，并不像人类研制材料那样大动干戈，采用很多种元素，把成分和配比弄得很复杂，效果还不一定理想。生物仅仅动用了自然界一百多种元素里的几十种，就组成了各式各样、性能优异的材料。

例如：贝壳的扩张强度高达每平方厘米一吨之巨，而且贝壳并非特殊材料组成。它的化学成分中，百分之九十五是石灰石（碳酸钙），百分之五是蛋白质，后者把前者粘合成一个整体。光泽绚丽的珍珠，同样由石灰石和少量蛋白质构成。而以磷石灰为主要成分的牛大腿骨，在每平方厘米上竟可经受住两吨载荷的重压。

在电子显微镜下观察贝壳和珍珠，它们结构精细，层次分明，这么多石灰石粉加极少量的蛋白质，竟能组合成坚硬非凡的贝壳和珍珠，这是不是也引起了你探索未知世界的兴趣了呢？