Engineering in Nature

フェリーは波立つサンフランシスコ湾をかき分け進み、冷たいしぶきがデッキに打ち付けた。エズラは息をのんで指差し、父親の腕を掴んだ。「見て！あのペリカン、どうやって今あれをしたの？」大きな褐色のペリカンが羽を折りたたみ、頭から水中に突っ込んだかと思うと、一瞬後にはもがく魚をくわえて浮上していた。母親は笑い、コートをきつく引き寄せながら言った。「簡単そうに見えたわね、そうでしょう？」

「あれはただの飛び込みじゃない、完璧な工学だ」と、彼女の父親は膝をついて彼女の目線に合わせて言った。「エンジニアたちはそれを『バイオミミクリー』と呼ぶんだ。それは、自分たちの発明のアイデアを得るために自然を研究することだよ」。エズラの目は見開かれた。「じゃあ、あの鳥はまるで…超高性能の飛行機みたいってこと？」彼は頷いた。「その通り、自然は何百万年もの間、そのデザインを完璧にしてきたんだ」

自然から学ぶというこの考えは新しいものではなく、五百年以上も昔に遡ります。場面はルネサンス期のイタリア、フィレンツェの賑やかな通りに移ります。馬車が石畳の上をごろごろと音を立て、芸術家の工房の音や発明家の夢で空気がざわめいていました。ここで、ある一人の男が誰よりも自然の観察に夢中になっていました。

「彼の名はレオナルド・ダ・ヴィンチ」エズラの父の声が語り始めた。「誰もが彼をモナ・リザを描いた芸術家として知っているが、彼はまた、優れた発明家であり科学者でもあった。」レオナルドは、水の流れから人体の解剖学に至るまで、あらゆるものに魅了された。彼は左利きであったため、特別な鏡文字で逆向きに書かれた観察記録で何千ページもの紙を埋め尽くした。

レオナルドはトスカーナの丘で、ただひたすら観察しながら何時間も過ごしました。彼は鳥の翼をスケッチし、その飛行の秘密を理解しようとしました。彼はかつて「見方を学べ。すべてが他のすべてと繋がっていることを理解せよ」と書き、それを心から信じていました。彼にとって、鳥の翼の曲線こそが、人間が空を舞い上がるための鍵を握っていたのです。

彼の画期的な発見は、翼の形状そのものでした。レオナルドは、鳥の翼が平らではなく、上部が湾曲し、下部がより平らであることを見抜きました。彼は、この翼型と呼ばれる形状が、空気の上部をより速く移動させ、揚力を生み出すことに気づいたのです。このたった一つの観察が、彼のすべての飛行機械設計の基礎となりました。

レオナルドの飛行機械は実際に飛ぶことはありませんでしたが、彼の空力学に関するアイデアは何世紀も時代を先取りしていました。彼が鳥から発見したのと同じ翼型原理は、小さなプロペラ機から巨大なジャンボジェット機まで、今日のあらゆる飛行機の翼に使用されています。「自然のデザインには、どれほどの力があるのか驚きだ」とエズラはささやいた。「雷の一撃は太陽の表面の五倍も熱いと読んだよ！」

フェリーに戻ると、アルカトラズ島が近づくにつれて冷たい風がエズラの髪をなびかせた。彼女が両親の方を向くと、その顔は理解で輝いていた。「ペリカンだわ！翼が自然の翼型になっているのね、レオナルドが観察した通りに！」。母親は微笑んで言った。「だから、あんなに完璧に潜水できるのね」。父親は付け加えた。「ほらね？もうエンジニアみたいに考えてるじゃないか」。

「どこにでもあるわ！」エズラは周りを見回しながら叫んだ。「カエデの種が地面に落ちる様子はヘリコプターみたい！」母親はボートの後ろで渦巻く水を指差して言った。「それに、クジラのヒレの形は水中を移動するのに役立つの。エンジニアたちはそれを船の舵に応用したのよ。」父親は笑って言った。「最速のジェット機でさえ光速には勝てない。光は太陽から地球まで、たった八分ちょっとで届くんだ！」

エズラはノートを取り出し、素早く翼のスケッチを描いた。「自然は最高のエンジニアだわ」と彼女は言い、皆に見せるために自分の絵を掲げた。アルカトラズ島を渦巻く強力な潮流を見て、彼女の父親は新たな質問を投げかけた。「もし自然が空を移動するものをデザインするのが得意なら」と彼は目を輝かせながら尋ねた。「水の中を移動するために、どんな秘密を隠していると思う？」