怀着体会之心去看
你见过雀鸟或昆虫飞翔吗?在你回答“当然”之前,让我们为所指的“见”字下一个较详细的定义。
例如,许多人见到一只鸟时仅留意其羽毛的美丽而已。可是同样的一只鸟被猫见到时,它所见到的也许是一顿丰富的晚餐。但是农夫见到鸟,就如燕子吧,则见到春天来临的征象。因此“见”这个字的意义可能远超乎眼睛的视网膜所得到的形象。
举例说,一位有经验的制表匠察看一个精巧的时计。他“见”到什么呢?他所见的比表壳里面的机件更深一层。他审查它的度时能力,衡量结构的利弊和估计其效能。他也许“见”到钟表设计者的心思,因为他从所见的结果可以推想到设计者须要克服的难题。由于见到设计者的产品,他也许会对之油然生出景仰之心。
这种“见”的例证可以帮助我们对雀鸟和昆虫的飞翔作深一步的“察看”。它们的飞翔姿态无疑十分优美,可是以飞行工具而言,它们优良到什么程度呢?它们的精巧结构反映出设计者的什么品质呢?
多才多艺
你上次见到,就说蜻蜓吧,你实际见到什么呢?也许它在你眼前盘旋时,你的注意力不由自主地转移到它身上。你也许喜欢它在阳光下闪耀的美丽颜色。后来它可能突然以惊人速度凌空飞去。倘若你对飞行科学稍感兴趣,你便会想到这小小的生物怎么能将直升机的盘旋和定翼飞机的高速特点集于一身。这小小的生物何其多才多艺!
你愈思考这件事便愈感觉惊奇。无疑世界列强勾心斗角的军事战略家会甘愿付出极大代价去探知这小小昆虫的秘密。因此你若以领悟的眼光去“看”,则你所观察到的不仅是一只美丽的昆虫,同时也见到奇妙的飞行能力的一个极好例证。
这种可羡的多才多艺在创造物中并非罕见。例如鹞,它的翼的结构和机械作用与蜻蜓并不十分相似。可是,它也能在一点上盘旋及以高速向前飞行,这两种飞行性能正是人所不断研究的。
环境的影响
值得留意的一点是,一位优秀的设计者会顾虑周详,包括环境的影响在内。他拒绝成为自私利益或狭窄的技术效能的奴隶。事实上,优秀的设计家会在技术和美观之间保持平衡,然后弹精竭虑在两方面均达到最高标准。
记得这点之后,请考虑一下飞行的另一方面。你留意到飞行动物并不扰乱人的感官吗?例如它们所发出的声音通常是悦耳的。可是定翼飞机或直升机所发出的震耳欲聋的嘈声却多么不同。此外,人造的飞机也会染污我们所呼吸的空气而促成疾病。两者的对照多么强烈!
空气动力学上的性能
可是雀鸟在空气动力学上的性能和飞机比较起来又如何呢?我们先考虑一下翼。它具有什么性能呢?
翼的性能大受形状所左右。经过一番努力研究,包括高等数学和风洞实验之后,人才设计出一种具有令人满意的飞行效能的翼。可是正如所料,鸟翼正好具有适合鸟类的特别生活方式的理想形状。例如,信天翁和鹰的生活大为不同,而它们的翼也设计成恰巧适应它们的不同条件。不错,谁曾见过飞机能够像雀鸟般将翼运用自如呢?
推力
推进的方法又如何呢?为了明了这点,我们可以考虑一下推进器,特别是螺旋桨。这种方法的推进作用如何呢?
正如它的名称所暗示,它在空气中像螺旋般扭动,供给附着的机身以所需的推力。可是,它与钢铁螺旋在固体的螺钉帽里旋转不同,因为空气是流动的,它构成一种固体螺钉帽所无的继续动力损失。
为了理解这种损失,我们可以想象渔人扯起一条大鱼。他的艇若稳固地在河底或海底下了锚;则只需用手扯起鱼线便行了。可是,他的艇若未下锚而他若想停留在固定的位置,他便须将船上机器的速度开到足以防止船身被鱼拖动的程度。由于环境的流动性,机器所用的动力乃是一种纯粹的损失。
可是鸟的羽翼又如何呢?由于鼓拍动作和滑翔技术的奇妙配合。它差不多避免了推进器的一切流动损失。现代飞机所用的喷射推进法在推力的效能方面也及不上鸟的羽翼。
雀鸟的鼓拍和滑翔所用的推进方法在一种意义上可比作滑雪者的动作。试想象滑雪者在微斜的坡路上滑降,然后在达到斜坡尽头之前转到旁边另一条斜路的顶上。正常的滑雪也运用这项原则,只是双足冲向旁边以推使身体前进。在雀鸟的飞行中,两翼向下的动作便是推动身体前进的力量。
机动性
雀鸟的确是十分奇妙而性能极高的飞机!它们的设计充分表现发明的天才。它们的羽翼特别是一项神奇的工具!
你曾见过两只海鸥向一片食物俯冲而下,差不多撞在一起吗?可是请留意,这仅是差不多而已,因为负的一方会采取闪避行动,在一阵鼓翼之后,两鸟便彼此掠过了。
或者你见过乌鸦飞落在铁丝网上吗?失速状态吓不倒它。它在降落时好像越过目标,可是强有力的翼尖一转,便改变速度落下。它以多么惊人的技巧失速!它在向铁丝网飘然而下时控制得多么美妙!但它可能并不降落,因为乌鸦是疑心甚重的家伙。它并没有降落,反之它从失速状态腾身而起,毫不在意地鼓翼而去,临行时呱呱地叫着,好像对刚才表演的绝技满不在乎一般。
飞机设计者通常都承认可以摇动的翼和形状可以改变的翼具有许多优点,无论是为了获得更大的性能或像雀鸟般在降落时作技术艰深的飞行控制。但是人类工程师在设计摇翼和变形翼方面成绩实在差得可怜,由此可见在航空技术上人与所见的创造物相去依然甚远。
因此我们愈观察和思考飞行的生物,无论从性能、空气动力效能或机动性方面去看,便愈体会到造物主的技术多么优越。见到飞行生物的美丽悦目,安静优美,我们深深地体会到他它的设计者的伟大。