纵观人类和生物的进化历程与生存能力体系，生命是地球物质演化的结晶，人类是地球上唯一的智慧生物，是地球的骄子，但在许多方面生物都不比人类逊色，有些方面甚至比人类更强。

进化史比较

在人类与生物的生命进化历程中，对于人类来说，500万～800万年前猿类物种成功地进化成南方古猿，人科动物的进化历程才从此开始，最终形成了具有高智慧的、掌握现代科技的人类。可见，人类进化时间至今不超过1000万年，而生物的进化历程在35亿～38亿年前就已经开始，至今，生物的进化历程从未停止过，在不断地产生着新的状态和特征，从而使自然界呈现出一派生机盎然的景象。

在人类与生物的社会进化历程中，人类以有组织的集体和社会进行活动的时间仅仅只有1万～2万年，而采取主动的措施来保证和培养社会成员的社会性，进入文明社会的时间更短，大约有5000年。而生物界中，对于社会性昆虫之一的蚂蚁，其社会史也已经有8000万年。蚂蚁社群是一个复杂而又高度协调一致的社会组织，几乎可与人类社会相匹敌，甚至在某些方面，如成员数量调控、交通管理、团结协作、利他奉献等，比人类一些大城市的社会现状要好得多。

农业生产与饲养放牧在人类与生物的社会进化过程中具有非常重要的意义。对于人类而言，人类祖先在逐步学会驯化植物和动物的同时，开始了从采集、狩猎经济向原始农业的过渡。学会了把石斧、石锄等经过磨制的石器缚在木棍上，用来开荒掘地，种植作物。在以色列北部乌哈鲁地区地下发现了2.3万年前9万棵史前谷类作物，同时还发现一些茅屋和烧过木柴的痕迹及人类使用的若干石器，这说明人类开始从事农业生产的年代可以追溯到2.3万多年前。随后，在约8000多年前，人类开始学会牧养，并将一些牧养的动物用作役畜，代替人类劳力。然而，对于生物界而言，早在5000万年前，蚂蚁就已能够进行农业生产，它们种植“庄稼”，并且还懂得“施肥”、“除草”、“联合用药”、固氮等，这使蚁群获得更加稳定的食物来源。

可见，虽然人类的出现和发展给生物的进化带来了巨大的影响，开辟了地球生物进化发展历史的新纪元。但是，早在地球上出现人类之前，许多生物已经在自然界中生活了几十亿年，在它们为生存而进行的长期进化历程中获得了与大自然相适应的各种功能特性，很多都值得人类学习与借鉴。

自我调控过程比较

人类与生物的结构与功能极为复杂，体内各器官、系统的种种功能和各种生理过程都不是各自孤立地进行的，而是在神经系统或植物激素的直接或间接调节控制下，互相联系、相互影响、密切配合，形成一个完整统一的有机体，实现和维持正常的生命活动。自（他）激反应过程是指人类与生物随着内部或外部环境变化的刺激（激励、激发），通过神经系统（人或动物）或植物激素、生物电等（植物）调控对各种刺激做出相应反应的过程，图1所示为人和动物自（他）激反应过程示意图，图2所示为植物自（他）激反应过程示意图，即感觉器官感受内、外环境刺激，并将信息反馈到处理系统，处理系统对信息进行迅速处理，使人体与生物体产生适应内、外环境变化的运动（功能与行为），从而使机体适应不断变化的内、外环境，维持机体与外界环境的平衡。

图1  人和动物自（他）激反应过程示意图

图2  植物自（他）激反应过程示意图

自（他）激反应是人类与生物生存能力的体现，通过感知、控制、运动三个环节相互作用，有效调控生命活动，从而使人类与生物展现出了超强的自适应能力。通过前面章节对人类与生物在自（他）激反应中激励、控制、运动三个环节的论述发现，在激励环节，与人类相比，生物的感觉范围更宽、更广，感知方式更多样，精准性更高；在控制环节，生物调控的灵敏度、精确性、控制成效更高、更强；反应环节，生物的行为与功能特性更卓有成效，对环境的适应性更强。因此，整个自（他）激反应过程中，任何一个环节生物都展现出了极强的调控能力，有些方面甚至比人类更强、更快速、更准确、更高效、更可靠、更灵敏，显示出了比人类更优越之处，值得人类去效仿与学习。

结构功能特性比较

机体结构（包括构形、形态、材料等）是人类与生物组成的构成模式，是生命展现的载体，是一切生命活动的基础，是生物行为与功能特性有效展现的保证。为适应自然环境和满足生存需要，生物经过亿万年的进化，优化出各种各样的形态、构形和复杂的结构，成为对生存环境具有最佳适应性和高度协调性的系统。与人类相比，生物体结构更多样、复杂、紧凑、精巧、可靠、合理。例如，鱼类身体呈流线形，以减少游动阻力；竹子与木材的多尺度结构，以增加强韧性；鸟类羽毛中空的轻质结构，以提高其飞行效能；等等。生物这些优异的结构模式、高超的自控调节功能、优异的资源管理特性，以及与生境高度和谐的本领，使它们具备了适应内外环境变化的能力，造就了它们展现的生物功能最优化、对环境适应最佳化和本身能量消耗最低化等优势。

综上所述，生物的许多方面都比人类要强，可以说，生物是人类之师，它们以最低的物质和能量消耗获得了最大的功能需求，为人类科学技术创新和工程产品制造提供了天然的生物蓝本。

因此，生物的许多方面都值得人类学习和效仿，人类要敬畏生命，爱护生物，要虚心向生物学习，将生物精细的结构与卓越的功能特性移植到相关工程技术领域，研发出绿色、节能、灵活、可靠、高效、经济的接近于生物功能特性的技术系统，造福人类。

本文由王芳摘编自任露泉、梁云虹著《仿生学导论》(北京：科学出版，2016.9)一书第1章、第8章部分，内容有删节。标题为本文编辑所加。

ISBN：978-7-03-050099-1

《仿生学导论》是吉林大学工程仿生教育部重点实验室任任露泉院士、梁云虹博士经过多年对仿生学的学习与积累，以及对仿生科研与人才培养的实践与体悟，历经4年，6易其稿，撰写而成，是国内相对系统介绍仿生学的一本专著。

本书在探讨介绍学术内容的同时，兼顾了趣味性，有意识地引入大量实例，不仅有仿生的经典范例和近年来的研究故事，更有生物和大自然的才智的精彩展现，犹如充满无穷奥秘的世界讲述一个又一个满含趣味与神奇的故事。目的是激发人们对生物、对大自然的敬畏与热爱，引导大家对仿生学的兴趣、关注与参与。

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