Engineering in Nature

كانت العبارة تشق طريقها بصعوبة عبر خليج سان فرانسيسكو المضطرب، مرسلة رذاذاً بارداً فوق سطح السفينة. أشارت عزرا بلهفة، وهي تمسك بذراع والدها: "انظر! كيف فعل ذلك البجع لتوه؟" كان بجع بني كبير قد طوى جناحيه للتو وغاص برأسه في الماء، ليظهر بعد لحظة مع سمكة تتلوى. ضحكت والدتها، وهي تشد معطفها: "لقد جعل الأمر يبدو سهلاً للغاية، أليس كذلك؟"

"لم تكن مجرد غطسة، بل كانت هندسة مثالية،" قال والدها، جاثياً إلى مستواها. "يسميها المهندسون 'المحاكاة الحيوية' – وهي عندما ندرس الطبيعة لنستلهم أفكاراً لاختراعاتنا الخاصة." اتسعت عينا عزرا. "إذن أنت تقول إن هذا الطائر يشبه... طائرة متطورة جداً؟" أومأ برأسه، "بالضبط، الطبيعة كانت تُتقن تصاميمها لملايين السنين."

لم تكن فكرة التعلم من الطبيعة جديدة؛ فقد سافرت عبر الزمن لأكثر من خمسمائة عام. ينتقل المشهد إلى شوارع فلورنسا الصاخبة في إيطاليا، خلال عصر النهضة. كانت العربات التي تجرها الخيول تصدر أصواتاً مدوية على الحصى، وكان الهواء يعج بأصوات ورش الفنانين وأحلام المخترعين. هنا، كان رجل واحد مهووساً بمراقبة الطبيعة أكثر من أي شخص آخر.

"كان اسمه ليوناردو دا فينشي،" روى صوت والد عزرا. "بينما يعرفه الجميع كالفنان الذي رسم الموناليزا، فقد كان أيضًا مخترعًا وعالمًا لامعًا." كان ليوناردو مفتونًا بكل شيء، من تدفق الماء إلى تشريح جسم الإنسان. ملأ آلاف الصفحات بملاحظاته، مكتوبة بشكل معكوس بخط مرآة خاص لأنه كان أعسر.

كان ليوناردو يقضي ساعات في تلال توسكانا، يراقب وحسب. كان يرسم أجنحة الطيور، محاولاً فهم سر طيرانها. كتب ذات مرة: "تعلم كيف ترى. أدرك أن كل شيء يتصل بكل شيء آخر"، وقد آمن بذلك حقًا. بالنسبة له، كان انحناء جناح الطائر يحمل مفتاح تمكين البشر من التحليق في السماء.

كانت ملاحظته الرائدة هي شكل الجناح نفسه. رأى ليوناردو أن جناح الطائر لم يكن مسطحًا؛ بل كان منحنيًا من الأعلى وأكثر تسطحًا من الأسفل. أدرك أن هذا الشكل، الذي يسمى الجنيح، يتسبب في تحرك الهواء بشكل أسرع فوق الجزء العلوي، مما يخلق قوة الرفع. كانت هذه الملاحظة الواحدة هي الأساس لجميع تصميماته لآلات الطيران.

لم تحلق آلات ليوناردو الطائرة في الواقع أبدًا، لكن أفكاره حول الديناميكا الهوائية سبقت عصرها بقرون. نفس مبدأ الجنيح الذي اكتشفه في الطيور يُستخدم اليوم في أجنحة كل طائرة، من الطائرات الصغيرة ذات المروحة إلى الطائرات الجامبو العملاقة. "إنه لأمر مدهش كم هي هائلة قوة تصاميم الطبيعة،" همس عزرا، "قرأت أن صاعقة برق واحدة أشد حرارة بخمس مرات من سطح الشمس!"

على متن العبارة مرة أخرى، كانت الرياح الباردة تصفع شعر عزرا مع اقتراب الكاتراز. التفتت إلى والديها، وجهها مشرق بالفهم. "البجع! جناحه هو سطح انسيابي طبيعي، تماماً كما لاحظ ليوناردو!" ابتسمت والدتها قائلة: "إذن هكذا تتحكم في غطسها بهذه الدقة." أضاف والدها: "أرأيت؟ أنتِ تفكرين كمهندسة بالفعل."

"إنه في كل مكان!" هتفت عزرا وهي تنظر حولها. "الطريقة التي تدور بها بذرة القيقب إلى الأرض تشبه المروحية!" أشارت والدتها إلى الماء المضطرب خلف القارب، "وشكل زعنفة الحوت يساعده على التحرك في الماء، وهو ما نسخه المهندسون لدفات السفن." ضحك والدها، "حتى أسرع الطائرات النفاثة لا يمكنها التغلب على سرعة الضوء. ينتقل الضوء من الشمس إلى الأرض في ما يزيد قليلاً عن ثماني دقائق!"

أخرجت عزرا دفتر ملاحظاتها ورسمت جناحًا بسرعة. قالت وهي ترفع رسمها ليروه: "الطبيعة هي أفضل مهندس على الإطلاق". وبالنظر إلى التيارات القوية التي تدور حول جزيرة ألكاتراز، طرح والدها سؤالاً جديدًا. سأل وعيناه تلمعان: "إذا كانت الطبيعة بارعة جدًا في تصميم الأشياء للهواء، فما الأسرار التي تعتقد أنها تخفيها للتحرك عبر الماء؟"