大自然通过优胜略汰使许许多多的物种进化出了令人类叹为观止的生存智慧：昆虫的眼睛能看到我们昂贵的隐形眼镜都看不到的东西，白蚁丘在炎热的沙漠中无需空调也可以保持凉爽，鸟儿能最大限度地利用复杂的气流自如飞行……在这本讲述仿生学的科普书里，阿米娜·汗妙趣横生地讲述了大自然物种的无穷奥妙，并启示我们：大自然是最好的老师，包括建筑师、生物学家、纳米科技研究员、工程师在内的每个人都应该虚心地“向大自然借智慧”；我们正处在生态恶化、过度消费资源的历史拐点上，洞悉自然中的秘密力量可以让我们获得创造的灵感，推进人类的发明和科技创新，向更加安全、实效、多产的生活方式迈进。本书通过材料科学、运动机械、系统建筑、可持续发展方面丰富而精彩的实例，向我们展示了在不久的将来，人类如何借助“仿生的智慧”，轻松地建立亿万美元的多元化产业，解决过去十几年中耗费大量人力、物力和财力都劳而无果的事情。本书引人入胜地展示了仿生学的魅力生物学发现对于文明的意义，也有助于我们思考基础科学与应用科学间的关系、深度研究与广度研究间的关联。

阿米娜·汗（Amina Khan）是《洛杉矶时报》的科学作家。她报道过“好奇号”登陆火星的过程；还探索过废弃的金矿，以寻找暗物质探测器。也曾出现在美国国家电视台上，代表《洛杉矶时报》讨论健康和科学问题。阿米娜·汗毕业于伯克利加州大学，同时也是麻省理工学院卡夫利（Kavli）纳米技术研讨会和圣克鲁斯加州大学高性能天体计算中心（HiPACC）计算天体物理学训练营的毕业生。

致谢
序言
第一编 材料
第一章 欺骗心灵的眼睛——士兵和时装设计师可以向墨鱼学什么
第二章 柔软却又强硬——人们怎样从海参和鱿鱼身上得到启示，发明了用于外科植入物的新材料
第二编 运动机械
第三章 再造腿——动物是如何激发下一代太空探测器和救援机器人的设计灵感的
第四章 飞行动物和游泳动物是如何随气流或水流而动的
第三编 系统建筑
第五章 像白蚁一样建筑——这些昆虫教给我们关于建筑之类的知识
第六章 蚁群思维——蚂蚁的集体智能如何改变我们所建的网络
第四编 可持续发展
第七章 人造叶——寻找一种清洁的燃料以为我们的世界提供动力
第八章 城市生态系统——建设一个更加可持续的社会
尾声
致谢
注释
译后记

在道格拉斯·亚当斯
（Douglas Adams）的五卷
本《银河系漫游指南》
（The Hitchhiker's Guide
to the Galaxy）中，海豚是
继老鼠之后第二聪明的物种
，而我们人类只能屈居第三
，在智力上逊色于浑身毛茸
茸的以及身上长鳍的优异物
种。
在这部小说中，那位平
凡的主角阿瑟·邓特
（Arthur Dent）霉运连连
，他的经历似乎竭力揭开了
我们人类有时觉得不安与不
堪面对的一个事实：我们人
类其实可能并不像我们所想
象的那样聪明。我们通常设
法不去面对这种感觉，唯恐
因此而引起反思。
然而，回避真相往往给
我们带来风险。在银河系漫
游的这片世界里，人类是如
此的无能，他们不顾海豚一
再疯狂地发出的“地球即将
毁灭”的警讯，对海豚的跳
圈和尾巴快速旋转不予重视
，将其视为一项独特的水上
杂技表演。
显然，这部经典的科幻
小说犯了个致命的错误。就
各种物种的智力而论，人类
的智力在排名上或许要远远
靠后。
我是在位于洛杉矶的加
利福尼亚州科学中心陪伴小
学生们时产生这种不安的感
觉的。作为一名供职于《洛
杉矶时报》（Los Angeles
Times）的科学作家，我十
分期望能给孩子们留下深刻
的印象。在“奋进
号”（Endeavour）航天飞
机前，我给那些眼睛睁得大
大的学生讲述与这艘太空飞
行器的宇航员们见面的故事
。当一名女孩把她的手指伸
进“触摸池”冰冷平静的水中
，朝着池里的一只海星伸过
去时，我装作一副无动于衷
的样子。然而，随后在涟漪
之下的一个形状颇为怪异的
物体引起了我的注意。在宝
石般绚丽的海星和慵懒的海
胆之间有一个奇特的紫黑色
螺旋状物体，与我的手掌一
般大小。
“这是一颗鲨鱼卵。”水
池后的那名义工告诉那个由
我照看的8岁女孩。
我挺直身子往前倾，几
乎将那个小女孩挤开。在鹅
卵石之中有一颗我所触碰过
的最大、最奇怪的螺旋状物
体，其光滑的锥状条纹呈螺
旋式缩小，直至成为一点，
外壳坚硬却不乏弹性，像是
在浴盆中浸泡过一个小时后
的指甲。
我从未见过任何长得跟
它一样的东西。从鱼类到鸵
鸟，任何动物产的卵都是圆
的。其平滑的曲线分散了力
量，最大程度地避免了破裂
。动物的卵不该是方形、三
角形或任何其他非常尖锐的
形状。然而这种卵的外观—
—我父亲的工作台便散乱地
放着呈这一形状的螺丝钉—
—让鲨鱼能够将其尚未孵化
的幼鲨楔入暗礁里，从而使
得捕食者因难而退。这是一
个使用了数百万年的工程设
计，只是这种工程设计的肇
始者并非人类。
这真是令人汗颜，人类
总以为自己是处于创造力金
字塔顶端的生物——是地球
上各种美丽、强壮、平庸、
古老、奇异的生物中的智者
。任何令人惊奇的事物都是
我们凭空臆造出来的。
但实际上我们在许多方
面都滞后了。我们根本就不
是大自然的对手。早在40亿
年前，大自然在发明创造方
面就远远超过了我们，而且
远远超乎我们的想象。
在几年前的一个流体动
力学会议上，我就意识到这
一巨大的差距。一个貌似无
趣的话题结果是一点都不枯
燥无味。成千上万名研究者
聚集在加州的长滩，一起来
探讨金花蛇的空气动力学以
及“牙齿”锋利的鲨鱼皮的奥
秘。
从与会者对蜂鸟直升机
与蚂蚁的爬行模式谈论中，
我了解到科学家们正越来越
多地转向生物界去获取灵感
和教益——试图通过了解那
些显而易见的不可思议之物
以找到一些前所未知的工程
奥妙。这完全不是什么新鲜
事。善于观察的人类在过去
确实已经从大自然这本书中
抄袭到一两个窍门。乔治·
德·梅斯特拉尔（George de
Mestral）从自己所养的狗
的毛皮上拔下几根附着力很
强的芒刺。他惊讶于这几根
芒刺超强的黏着性，通过显
微镜观察到它们上面一圈又
一圈的钩子，由此发明了我
们当今生活中无处不在的魔
术贴。莱特兄弟（Wright
brothers）通过对鸟类的观
察，设计出了具有革命性的
翘曲翼，如此一来，他们的
飞机可以像地球上天然的飞
行者们一样安全地转向。
然而在我们的文明中，
这些却被视作寥寥无几的几
个孤立的亮点。自从19世纪
工业时代高歌猛进起，我们
人类在很大程度上把大自然
视为某种将要驯服、需要加
以改造、进行蹂躏、不予理
会，甚至予以摧毁的东西。
我们通过把东西做得更大，
消耗更多的能源和资源，从
而解决了大多数技术性问题
。无论如何，这给我们带来
了不少的成果。然而经过几
个世纪的肆意消耗，我们在
生态和生产上几乎走进了死
胡同，我们已濒临工程学的
某种极限，再也没有唾手可
得的果实可摘了。有待解决
的问题——在医学、建筑学
和计算机信息处理科学等方
面的问题——都非常复杂与
棘手。此外，我们在不断地
耗尽各种原材料，不断地毒
害我们的环境。这种粗暴而
又野蛮的方式曾经成就了我
们，而今却让我们难以为继
。
于是研究者们已经开始
——至少如此——将注意力
投向大自然是如何达到我们
迄今仍难以企及的高度的。
生物学家们已经开始意识到
，他们对自然界的探