Engineering in Nature

Die Fähre pflügte durch die unruhige San Francisco Bay und schickte eine kalte Gischt über das Deck. Ezra zeigte mit einem Keuchen und packte den Arm ihres Vaters. „Schau! Wie hat dieser Pelikan das gerade gemacht?“ Ein großer brauner Pelikan hatte gerade seine Flügel zusammengefaltet und sich kopfüber ins Wasser gestürzt, um einen Moment später mit einem zappelnden Fisch wieder aufzutauchen. Ihre Mutter lachte und zog ihren Mantel enger: „Er hat es so einfach aussehen lassen, nicht wahr?“

„Das war nicht nur ein Tauchgang, das war perfekte Ingenieurskunst“, sagte ihr Vater und kniete sich zu ihr hinunter. „Ingenieure nennen das ‚Biomimikry‘ – das ist, wenn wir die Natur studieren, um Ideen für unsere eigenen Erfindungen zu bekommen.“ Ezras Augen weiteten sich. „Du meinst also, dieser Vogel ist wie… ein superfortschrittliches Flugzeug?“ Er nickte: „Genau, die Natur perfektioniert ihre Designs seit Millionen von Jahren.“

Die Idee, von der Natur zu lernen, war nicht neu; sie reichte über fünfhundert Jahre zurück. Die Szene wechselt in die belebten Straßen von Florenz, Italien, während der Renaissance. Pferdekutschen rumpelten über Kopfsteinpflaster, und die Luft summte von den Geräuschen der Künstlerwerkstätten und den Träumen der Erfinder. Hier war ein Mann mehr als jeder andere davon besessen, die Natur zu beobachten.

„Sein Name war Leonardo da Vinci“, erzählte Ezras Vater. „Während ihn jeder als den Künstler kennt, der die Mona Lisa gemalt hat, war er auch ein brillanter Erfinder und Wissenschaftler.“ Leonardo war von allem fasziniert, vom Wasserfluss bis zur Anatomie des menschlichen Körpers. Er füllte Tausende von Seiten mit seinen Beobachtungen, die er rückwärts in einer speziellen Spiegelschrift verfasste, weil er Linkshänder war.

Leonardo verbrachte Stunden in den toskanischen Hügeln, einfach nur beobachtend. Er skizzierte die Flügel von Vögeln und versuchte, das Geheimnis ihres Fluges zu verstehen. Er schrieb einmal: „Lerne zu sehen. Erkenne, dass alles mit allem anderen verbunden ist“, und er glaubte es wirklich. Für ihn barg die Krümmung eines Vogelflügels den Schlüssel dazu, Menschen durch den Himmel schweben zu lassen.

Seine bahnbrechende Beobachtung war die Form des Flügels selbst. Leonardo erkannte, dass ein Vogelflügel nicht flach war; er war oben gewölbt und unten flacher. Er erkannte, dass diese Form, die als Tragflügel bezeichnet wird, dazu führte, dass sich die Luft oben schneller bewegte und Auftrieb erzeugte. Diese einzige Beobachtung war die Grundlage für alle seine Flugmaschinendesigns.

Leonardos Flugmaschinen flogen nie wirklich, aber seine Ideen zur Aerodynamik waren Jahrhunderte ihrer Zeit voraus. Dasselbe Tragflächenprinzip, das er bei Vögeln entdeckte, wird heute in den Flügeln jedes Flugzeugs verwendet, von kleinen Propellerflugzeugen bis hin zu riesigen Jumbojets. „Es ist erstaunlich, wie viel Kraft in den Designs der Natur steckt“, flüsterte Ezra, „Ich habe gelesen, dass ein einziger Blitz fünfmal heißer ist als die Oberfläche der Sonne!“

Zurück auf der Fähre peitschte der kalte Wind Ezras Haar, als Alcatraz näher kam. Sie drehte sich zu ihren Eltern um, ihr Gesicht strahlte vor Verständnis. „Der Pelikan! Sein Flügel ist ein natürliches Tragflächenprofil, genau wie Leonardo beobachtet hat!“ Ihre Mutter lächelte: „So kontrolliert er seinen Tauchgang so perfekt.“ Ihr Vater fügte hinzu: „Siehst du? Du denkst schon wie eine Ingenieurin.“

„Es ist überall!“, rief Ezra und sah sich um. „Die Art, wie ein Ahornsamen zu Boden wirbelt, ist wie ein Hubschrauber!“ Ihre Mutter zeigte auf das aufgewühlte Wasser hinter dem Boot: „Und die Form einer Walflosse hilft ihm, sich durchs Wasser zu bewegen, was Ingenieure für Schiffsruder kopiert haben.“ Ihr Vater schmunzelte: „Selbst die schnellsten Jets können die Lichtgeschwindigkeit nicht übertreffen. Licht braucht von der Sonne zur Erde nur etwas mehr als acht Minuten!“

Ezra holte ihr Notizbuch heraus und skizzierte schnell einen Flügel. „Die Natur ist die beste Ingenieurin, die es gibt“, sagte sie und hielt ihre Zeichnung hoch, damit sie sie sehen konnten. Als ihr Vater die mächtigen Strömungen sah, die um Alcatraz Island wirbelten, stellte er eine neue Frage. „Wenn die Natur so gut darin ist, Dinge für die Luft zu entwerfen“, fragte er mit einem Funkeln in den Augen, „welche Geheimnisse, glaubst du, verbirgt sie für die Fortbewegung im Wasser?“