為何能橫渡大西洋的超音速協(xié)和飛機（Concorde）步了渡渡鳥的后塵？研究人員現(xiàn)在明白了，因為這是一條進化的死胡同。

　　很久以前，客機是小巧的螺旋槳帶動的DC-3，發(fā)展到今天成了龐然大物的波音787。美國杜克大學(xué)機械工程與材料科學(xué)教授阿德里安·貝亞恩等人在他們的最新研究中證明，客機的這種進化歷程遵循一項物理法則。他們在7月22日的《應(yīng)用物理學(xué)》雜志網(wǎng)站發(fā)表了詳細(xì)論文。

　　結(jié)構(gòu)法則統(tǒng)治多領(lǐng)域

　　進化現(xiàn)象遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了生物領(lǐng)域。從本質(zhì)上說，技術(shù)、江河流域、動物設(shè)計的進化都是一種現(xiàn)象，它們都屬于物理。按照物理法則，協(xié)和飛機遠(yuǎn)不是個好的設(shè)計。貝亞恩說：“對人類而言，地球上物種的進化由于時間太過久遠(yuǎn)而無法見證。但人們所掌握的技術(shù)、運輸飛機的進化時間還很短，可以追溯。進化是一種普遍現(xiàn)象，涵蓋技術(shù)、江河流域、動物形狀等，都根植于物理學(xué)中的結(jié)構(gòu)法則�！�

　　貝亞恩1996年發(fā)展了結(jié)構(gòu)法則來描述一個系統(tǒng)。他提出，一個系統(tǒng)想要存在下去，就必需進化得更具流動性。比如，人類進化出了血管系統(tǒng)，讓血液在一個大的動脈網(wǎng)和許多小毛細(xì)血管網(wǎng)中流通。江河系統(tǒng)、樹的分支、現(xiàn)代高速路和交通網(wǎng)絡(luò)，這些現(xiàn)象的背后都有同樣的驅(qū)動力在起作用。這一法則也把飛機和鳥類、動物關(guān)聯(lián)在一起。

　　以商業(yè)飛機為例，飛機設(shè)計的進化方向是要讓更多人和貨物在地球上面流通。結(jié)構(gòu)法則指示了成功飛機的主要設(shè)計特征：發(fā)動機質(zhì)量要與飛機大小保持一定比例，機翼尺寸取決于機身長度，燃料負(fù)荷隨著總重量的增加而增加。

　　“我們在任何大型陸地動物的身上也能看到同樣的設(shè)計�！必悂喍髡f�！拜^大的動物壽命更長，也能旅行更長的距離，這就像設(shè)計客機所要做的。比如，發(fā)動機對飛機大小的比例，就類似一個大型動物的整體大小與它的心臟、肺和肌肉的比例。”

　　數(shù)據(jù)記錄飛機進化史

　　人們雖然不能親眼目睹地球上生物進化的歷程，這個時間尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類壽命。但可以親自見證飛機進化史。數(shù)據(jù)記錄了這一進化歷程，也能依據(jù)物理法則預(yù)測它將來會怎樣發(fā)展。

　　為了把他們的理論應(yīng)用到飛機設(shè)計中，貝亞恩小組和法國圖盧茲大學(xué)的發(fā)展研究工程師喬丹·查爾斯及土木工程教授賽爾維·洛倫特合作，共同挖掘了那些成功的商業(yè)飛機的歷史數(shù)據(jù)。他們繪制了數(shù)千份統(tǒng)計圖表，包括引入這種飛機的年份、飛機尺寸、航行速度、發(fā)動機重量、燃料重量、最遠(yuǎn)航程、機翼展開幅度、機身長度，從中看到許多進化模式，而且發(fā)現(xiàn)有兩點特征最為突出。

　　其中一份圖表曲線顯示，在近一個世紀(jì)的飛機制造中，商業(yè)飛機的尺寸呈明顯增加趨勢。隨著時間的推移，新的商業(yè)飛機有了各種尺寸，但最多的是加入了更大的模型。在另一張圖表中，那些實現(xiàn)了最佳質(zhì)量與速度關(guān)系的飛機，與各種動物如哺乳動物、蜥蜴、鳥類、昆蟲等的質(zhì)量與速度關(guān)系差不多是完全一致的。也就是說，自然界中進化的約束，在航空工業(yè)中同樣起作用。

　　這也是協(xié)和飛機為何被淘汰出局的原因。“協(xié)和飛機與噴氣式客機進化的比例偏離太遠(yuǎn)�！必悂喍髡f，這種飛機的載客能力有限，質(zhì)量與速度比太低，再加上還有位列淘汰表的機身對翼幅比例，巨大的發(fā)動機和可憐的燃料燃燒效率等問題�！氨仨毞䦶慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計法則才能成功�！�

　　貝亞恩還指出，這一分析也顯示過去幾十年來航空工業(yè)設(shè)計發(fā)展得相當(dāng)不錯，統(tǒng)治航空工業(yè)的趨勢確實也是最有效的。他們還揭示了未來客機要想取得成功，應(yīng)遵循的總體設(shè)計參數(shù)。“本研究也提供了一個草圖，即什么樣的飛機設(shè)計能讓你參與到游戲中來。對設(shè)計公司來說，這就意味著銀行中的錢�！�

　　美國俄亥俄州懷特-帕特森空軍基地空間研究實驗室跨學(xué)科科技中心的喬斯·坎伯羅斯說，這項研究有望為飛機設(shè)計指出更好的方向�？膊_斯并未參與本研究。他還指出，“這是一個確切的比喻，理解并清楚地說明了發(fā)動機和飛機為何會發(fā)展成目前這個樣子，以及將來會怎樣進化。通過審視飛機現(xiàn)在的進化發(fā)展史，人們可能發(fā)現(xiàn)利用自然法則的最佳方法，再現(xiàn)大自然已經(jīng)完成的杰作。”