人与自然 系列丛书-第3章
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向生物学习
什么是仿生学兽类与人工发汗材料 响尾蛇与导弹 蜂窝与太空飞行器
䲟鱼与吸锚 海豚与水下回声探测器 动物“淡化器”与海水淡化 龙虾与天文望远镜
“发电”鱼与电池 海蜇与风暴预测仪 箭鱼与飞机“长针” 乌贼与喷水船
萤火虫与照明光源 蝴蝶与温控系统 蛙眼与电子模型 蝙蝠与“探路仪”和“超声眼镜”
蜗牛壳与复合陶瓷材料 蚂蚁与人造肌肉发动机 企鹅与极地越野车 袋鼠与跳跃机
尺蠖与坦克狗与“电子警犬”苍蝇与气体分析仪蚕与人造丝
蜘蛛仿生车蜘蛛机器人蜘蛛丝与防弹衣麦秆与自行车
蛋壳与石拱桥人脑与智慧机器人动物味觉的启示动物“热感受器”的启示
动物“生物钟”的启示动物“化学通信”的启示海洋动物的启示鸟类的启示
兽类骨胳的启示动物前爪的启示昆虫隐身术的启示昆虫楫翅的启示
蝇眼的启示动物远程导航的启示鲸类潜水的启示人体肌肉的启示
夜蛾的启示虾壳蟹壳的启示北极熊的毛不是白色的冬眠激素
人造海豚皮人工合成植物激素仿生农药人工鳃
人工肾人造耳人造牛胃人造手
仿真技术和人造现实感仿生学在21世纪将大有用武之地
人类的家园——地球
地球，是人类赖以生存的家园，在几十万年的漫长岁月中，人类在地球上繁衍生息，不断发展，时至今日，我们人类已经成为宇宙中具有高度文明的智慧之花，把地球装点得更加绚丽多姿。
从天文学的角度讲，地球又只是恒星系统中一颗普通的行星，它伴随着太阳系演化、发展，至今已有46亿年的历史了。当人类进入了文明时代，就一直在探索我们脚下的这块大地的本质是什么。经过千百年的努力，终于认识到托起人类的这块大地原来是一个硕大无朋的球体。当人类跨入了高度发达的宇航时代，终于有能力步入太空，从地球以外的角度俯视我们这颗星球：蓝色的行星——地球。飘忽变幻的白云缭绕其上，海洋平如明镜，与之蜿蜒相接的大陆美景纷呈，她堪称宇宙间最美丽的天体。
地球在太阳系中，是距太阳由近至远排起的第三颗行星，正是由于地球所处的位置，使它成为宇宙间的一个奇迹。
地球距太阳的距离，给地球带来了很大的好处，从地球及太阳系的诞生情形看，如金星、火星这样的类地行星，与地球是几乎同时期形成，也几乎是由同样的物质组成的，但为什么只有地球上出现了生命呢？根本的原因是地球上有液态水，而其他行星没有。
金星被称为地球的“兄弟行星”，据现在对金星观测所知，它的大孝质量、构成都与地球很相似，但它却是个被厚厚大气层笼罩着的，表面温度高达500度的死星，与地球平稳的气候相比，其差别有若天国与地狱！金星在诞生不久，它的原始大气层中也充满着水分子，而后，却被太阳紫外线分解，成为了氢和氧，飞散到太空中去了。到底是什么原因使得“两兄弟”的命运如此不同呢？科学家认为是因两者距太阳远近不同造成的。地球距太阳14。96×108千米，而金星距太阳只有10。82×108千米，这使得金星受到太阳的照射要比地球强得多。金星大气中的水蒸气，还未来得及冷却成雨降落时，就被来自太阳过强的紫外线分解了，金星上的水就这样永久地被夺走了，金星是这样，比金星更靠近太阳的水星自不待言了。
比地球更远离太阳的行星，虽也不乏水分，但由于离太阳太远，受到的太阳辐射量不够多，表面温度不高，水都是以冰的形式存在，比如，木星的卫星：木卫二，就被数百公里厚的冰层覆盖着，在那种情况下，出现生命也是不可能的。
由此可见，地球所处的地位是多么的妙不可言。根据一位日本科学家的计算：地球的位置从现在的地方靠近太阳15％的距离，或远离太阳15％的距离，都会使液态水无法在地球上存在。
地球是怎样诞生的
自古以来，人们对于地球诞生的方式有过种种猜测。我国古代就有著名的盘古开天辟地的神话。
这个神话是这样说的：在还没有天和地以前，宇宙到处都是一片漆黑，像一个大鸡蛋。在这“鸡蛋”里有个叫盘古的人，他沉睡着，一天天地成长着。有一天，他醒来了，睁开眼一看，什么东西也看不见，就顺手抓起一把大板斧，用力劈去，只听到一声巨响，这个“鸡蛋”壳裂开了。这时，一些轻而清的东西慢慢散开上升，变成了天；另一些重而混的东西慢慢下沉，变成了地。
盘古怕天和地再合拢起来，于是就用头顶着天，脚踩着地。以后天和地已经很牢固了，盘古终因疲劳过度而死去。在他临死之前，从他嘴里呼出的气变成了风和云，他的声音变成了轰隆隆的雷，左眼变成了太阳，右眼变成了月亮，血液变成了江河等等。也就是说，盘古创造了整个地球。
当然，这个神话没有什么科学根据。
那么，地球到底是怎样诞生的呢？
18世纪，法国的哲学家康德和天文学家拉普拉斯，经过研究，提出了太阳系起源的星云学说。他们认为，在很久很久以前，在现在的太阳系所在的空间里，既没有太阳，也没有地球和其他行星，只有一团由尘埃和气体等物质结成的原始星云。由于星云中的物质都在不停地做没有规则的运动，因此，这些物质间经常相互碰撞，凝成团块。渐渐地，团块越来越大。最后，引力最强的中心部分的物质最多，形成了太阳；其他小团块形成了地球等星体。
200多年来，星云学说的基本观点被越来越多的科学家肯定，至今已得到比较一致的认同，同时也受到一定的挑战。有的科学家对星云学说的具体内容进行补充和发展，也有的科学家提出不同看法。目前，关于地球起源的学说有数十种之多，然而，究竟哪种说法符合客观事实，还无法十分肯定地加以判定。
千百万年前的地球是谁的世界呢？对于这个耐人寻味的问题，首先要从地球本身说起。
在无边无际的宇宙深处，有一颗被人们称为渺小而不平凡的行星——地球。地球一年围绕着太阳转动一圈，所以叫行星。
科学家们经过长期努力，搜集了多方面资料，已为我们提供了越来越多的有关地球的知识。大多数人认为地球是由不断旋转的宇宙尘埃聚集凝结而成的球体（即星云学说），距今已有漫长的45亿年历史了。
从太空看地球，它是一颗极易被忽视的天体。然而，正是这平凡的天体，创造了宇宙中的一大奇迹：建立了独特的大气层和特有的液态水，构成了有利于生物生存、繁衍的环境，从而使它成为目前已知的唯一有生物，特别是有智慧生物存在的天体。
不过，地球并不是滚圆的，它的赤道半径是6378。160公里，极半径是6356。755公里，两者相差21。385公里。为什么赤道半径比极半径长呢？因为地球除了绕太阳公转以外，同时也在自转，一昼夜自转一圈。赤道距轴心最远，离心力最大，从而赤道半径被拉长了。因此，确切地说，地球是一个微扁的椭球体，形状像一只桔子。
就结构而言，整个地球又好像是一只鸡蛋，是由一层套一层的同心壳层构成的。一般把地球核心部分称为地核，地核外面的壳层是地幔。地核与地幔接触面位于地下2898公里，该面叫古登堡面。地幔的外面是地球的表层——地壳。地幔与地壳的接触面位于地下33公里，名叫莫霍面。各个壳层的刚性和密度是受温度和压力控制的，地球内部的放射性物质蜕变产生的大量热能，使地心部分温度高达3000℃，所以地球内部大部分为白炽状态。由地球表层向中心，压力越来越大。组成地壳的物质温度较低，所受压力较小，所以是固体状态。
“小小环球”并不小
地球上的任何物体都受到重力作用，因为重力使物体产生的加速度称为重力加速度。重力是由于地球对物体的吸引而产生的。吸引力的大小与物体到地心的距离有关，离地心越远，受到的吸引力也就越校现在我们知道，地球是一个赤道略鼓、两极稍扁的椭圆，所以物体在赤道上受到的重力比在两极校而我们测得的重力加速度也会因纬度的不同而不同，赤道上是9。78米/秒2，纬度越高，重力加速度越大，到了两极就变为9。83米/秒2了。而我们在物理上通常用的9。80米/秒2，则是取的纬度45°上的重力加速度值。
那么地球本身的质量有多大呢？在牛顿发现万有引力之前，这可是个大难题，因为地球实在是太大了，测量起来十分困难。然而，到了1798年，这个难题被英国科学家亨利·卡文迪许解决了。他利用一对吊着的哑玲做实验，测量两个球体间的引力，然后计算出了万有引力常数G为6。67×10…11牛·米2/千克2。他将这个常数代入万有引力公式（FGmmr=122），就得出了地球的质量。他算出的地球质量为66万亿亿吨，即6。6×1024千克。现在，我们经过更精确的测量和计算，得出地球准确质量为5。98×1024千克。不过，我们仍要说，卡文迪许是第一个测出地球质量的人。
知道了地球的质量，有人可能还会问：地球到底有多大，它的体积是多少呢？这太容易了！现在我们已经知道地球是个椭圆球体，同时，也比较精确地测出了赤道半径和极半径的大校那么，将它们代入椭球体积公式，不就得出了它的体积大小吗？粗略地说，地球的体积大约为1。1万亿立方千米。够大的吧！
育化生命
对于生命是如何在地球上出现的，现在人们已不再用上帝造物，女娲造人等宗教故事和神话传说来解释了。但是，对于这个问题，目前还是处于猜测和提出假说阶段，还不能彻底、完善地解释清楚，但随着生命科学的进步，人们�
