零排放研究及倡议

五条仿生设计原则

Image by Alex Guillaume

仿生设计原则一

没有一个物种吃自己生产的废料;任何一个物种生产的废料,都是另一个王国物种的食物。

如果一个物种以自己的排泄物为食,它就会退化。

 

当养牛户开始用其他奶牛的粪便喂养奶牛时,他们违反了这一原则 —— 这导致了疯牛病的爆发。虾农也犯了同样的错误,当虾被喂食自己的废物 —— 导致了白虾病毒。也有例外情况,狗偶尔会吃自己的排泄物,尽管这是一个加强和挑战其免疫系统的行为。如果一只动物只吃自己的排泄物,表现得像个食人族,它就永远活不下去。

 

如果工业要重新利用自己生产的所有的废料,那么它就降低了生产灵活性,增加了失败的风险。一个行业的废弃物应该作为另一个行业的增值投入。

Image by Stephanie LeBlanc

仿生设计原则二

任何属于一个王国的物种的毒素都将是中性的,
或者至少是另一个王国的另一物种的营养物质。

作为人类,我们倾向于只从人类的角度来分类有毒的东西。我们假设任何对我们有毒的东西对每个王国的所有其他物种都是有毒的。同时,我们也认为病毒具有普遍的危险性。

氰化物和砷是众所周知的动物毒素,但有几种植物会产生这种毒素,并有效地利用它来抵御捕食者。苹果富含氰化物,桃子也富含氰化物,不过这些都不必贴上「危险——里面有氰化物」的标签。如果你有关于旧金矿或氰化物浸出的难题,只要种一个苹果园,多年后毒素就会被清除。很可能,氰化物会在律师们就责任和费用达成最终协议之前就被消除。

 

我们不能仅仅从人类(动物)的角度来定义毒素,我们需要从来自五个王国的所有物种的角度来评估的毒素的重要性。如果一个物种在自己的系统中排除毒素,它就会退化。

Image by CDC

仿生设计原则三

每当高度复杂的生态系统运作时,病毒就会保持不活动,甚至消失,而不会通过至少两个其他王国并对其物种造成伤害。

现实是,病毒是特定于王国的。如果我们应用第一个设计原则,病毒是可以被消灭的。屠宰场在给其他牛喂食之前先煮沸废肉的做法之所以不一定奏效,正是因为第一个设计原则。导致疯牛病的朊病毒可以在高温下存活。为了消灭朊病毒或病毒,剩下的废肉必须经过其他四个王国。

随着时间的推移,抗生素的使用是有害的。事实上,这种药可以杀死病毒,但也会造成很多附带损害。一剂抗生素会在几年内降低肠道菌群的效率,化疗几乎会破坏消化系统。如果我们试图杀死同一个系统中的病毒,随着时间的推移,物种会退化。

Image by Johannes Plenio

仿生设计原则四

系统的多样性和局部性越强,其运行的效率和弹性就越高。当系统更高效、更具弹性时,它们运行的多样性和本地性就越强。

简而言之,如果非本土物种被迫成为生态系统的一部分,它将退化。温带气候中的植物和树木从不认为有必要引入一些热带真菌。与其他四个王国的物种共存并共同进化的植物和树木将在其自身微观系统的边界内创造出最好、最有效的系统。

 

我们的全球经济联系在一起,我们看到我们在任何时间、任何地方都想要任何东西。我们已经增加了我们自己系统的脆弱性,因为如果一个或两个环节断裂,整个系统可能会崩溃。活动的地方性越强,就越强大  —— 随着多样性的增加,活动的灵活性也会大大提高,一个地方性的系统将更有效率和弹性。各公司都在寻求当地供应,并更好地融入当地经济。而全球(外包)采购、供应链管理和客户关系作为一个成功企业的关键组成部分,全球本地化的能力需要新一轮的创造性和创新战略。 

Image by Alfred Schrock

仿生设计原则五

所有王国在环境温度和压力下
结合、整合和分离物质。

蜘蛛在环境温度和压力下用不同的原材料制成类似尼龙的纤维,张力一下降,蛛丝就开始瓦解。蜘蛛在环境温度和压力下工作,内脏里有真菌,细菌控制着这个过程,并以植物成分作为食物。此外,在大自然中,有的软体动物在冷水中会产生一种比防弹陶瓷更坚固的陶瓷。在自然界中,没有人知道如何随意生火或改变压力,然而来自大自然的产品却比人造的艺术品表现得更好。

 

工业界已经建立了一个供应链管理,在非常精确和统一的参数内交付组件。所有的组装和拆卸都需要高温高压,造成污染和熵。化学、温度和压力的使用加快了生产速度,并且有利于标准化。另一方面,创造力和创新是找到两个世界中最好的东西的唯一途径。如果工业仿效大自然「包罗万象」的方法,它将能够以更高的效率、更低的成本、大幅削减能源需求。

 

尽管这在今天看来是不可能的,但正是这种创造性的方法需要一种跳出框框思考的热情。这需要冒险。这是企业必须承担的独特角色。 当物质在太阳提供的能量之外被整合和分离,而不考虑五个王国中每一个的具体参与,这个过程将产生熵。