奇妙的大自然-第6部分

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兰凤蝶带来的启发，我们相信“超黑『色』”这道光学上的难题将会最终被人类所破解。

　　　　“留连戏蝶时时舞”。蝴蝶在我们的心目中不仅是“美神的化身”，也是“快乐的天使”，还是发明创造的良师……

　　　　【小档案】

　　　　著名论断“蝴蝶效应”是指在一个动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。对于这个效应最常见的阐述是：“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。”蝴蝶效应通常用于天气、股票市场等在一定时段难于预测的比较复杂的系统中。这个效应说明，事物发展的结果，对初始条件具有极为敏感的依赖『性』，初始条件的极小偏差，将会引起结果的极大差异。蝴蝶效应在社会学界用来说明：一个坏的微小的机制，如果不加以及时地引导、调节，会给社会带来非常大的危害，戏称为“龙卷风”或“风暴”；一个好的微小的机制，只要正确指引，经过一段时间的努力，将会产生轰动效应，或称为“革命”。“蝴蝶效应”对人类学家、企业管理者和『政府』决策者，都带来了许多有益的思考。

第二十五章　会飞的空调——蝴蝶与百叶窗散热器（）　
小问号

　　　　在文学作品中，蝴蝶是爱情的象征，是成双成对比翼而飞的。其实，早在2500万年前就有蝴蝶了，而把它作为爱情来描述的历史要短得多。蝴蝶作为昆虫，它们都有独特的触角形状，都以翅膀的美丽而著称于世。最大的蝴蝶翅膀展开来可以达到24厘米，最小的蝴蝶翅展仅有1。6厘米。有一种蝴蝶，它还具有一种十分奇特的本领：不管外界气温怎么变化，它的体温总是保持在32。5度～35。5度之间。那么，它为什么能保持这样恒温，难道体内安装了神奇的空调设备？

　　　　蝴蝶，在林间、草丛和花儿中飞舞，就像一朵朵“会飞的花朵”。它的翅膀及身体表面有鳞片和丛『毛』，形成各式各样美丽的花纹。它那随着环境的变化而改变自身颜『色』的功能，是许多花布和服装设计师模仿的对象。夏天的中午，骄阳似火，蝴蝶却依然在烈日下悠然自得地飞来飞去，难道体小纤弱的蝴蝶就不怕热吗？

　　　　人们对蝴蝶进行仔细观察和研究，发现蝴蝶的身体表面覆盖着一层细小的鳞片，这层鳞片在气温升高的时候，就会自动张开，以减少太阳光照『射』的角度，吸收的热量减少了；当气温下降的时候，这层鳞片就会自动落下，让太阳光直『射』在鳞片上，吸收的热量就增加了。蝴蝶身上有了这样一台天然的“空调”，当然就不怕强烈的日照和寒冷的夜晚了。

　　　　人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照『射』方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐『射』、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，就是说随着卫星“体温”的上升和下降，它就自动地张开或闭合，来调节内部温度，保证卫星“体温”稳定。人造卫星有了这种装置，就再也不用担心那些精密的仪器，会被烧坏，或者冻坏了，从而解决了航天事业中的一大难题。

　　　　【小档案】

　　　　科学家通过对蝴蝶『色』彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的『色』彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。这一防伪措施实行后，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，仿生学家后来设计生产出了『迷』彩服，极大地减少了战斗中官兵的伤亡。

第二十六章　藏在腿上的功夫——蜘蛛与步行机（）　
小问号

　　　　蜘蛛的种类很多，约有4万种，有的生活在草丛中，有的生活在树林里，有的生活在沙漠或断垣残壁间，还有一种生活在水中的水蜘蛛。如果用我们人类的眼光来看，蜘蛛属于“残疾人”，相貌相当丑陋，没有耳朵，而且是个近视眼。然而，它依靠藏在腿上的“功夫”活得优哉游哉，应对自如……

　　　　谈起蜘蛛的腿，真是大有文章。

　　　　一是蜘蛛织网离不开腿。它有8只眼睛，腹部末端长着突起的纺织器，分泌粘『液』，成为喷丝结网的材料。蜘蛛在树上结网时，就是先用后腿抽出细丝，围绕着树叶或树枝，然后用一根细线从树枝中间穿过。这条丝的中央由许多细丝团团密集，形成一个白点，从这里向四面辐『射』，来回抽丝。最后从中心向外绕圈抽出临时辅助线，再由外圈盘旋着走向中心，变成了螺旋线。当蜘蛛脚沿着半径中辅助线前进时，边走边抓起辅助线，聚成小球，留在半径上。这样，逐步织成一张大网。二是蜘蛛腿上长着“音响探测器”。我们知道在黑暗的角落里，一旦有小飞虫落到蛛网上，蜘蛛就能准确地判断出美食在哪儿。原来，蜘蛛的腿上长着一条条能感知不同频率声音的神经末梢，能“听”到20～50赫频率的声音。飞虫只要轻轻地触在网上，蜘蛛“腿”上的振动感受器就能测出来。三是蜘蛛腿的构造与众不同。这也是最为奇妙的，蜘蛛腿里面长的不是肌肉，而是一种特殊的『液』体，它能使『液』体压力剧增或锐减，因此它的8只“『液』压腿”能在网上进退自如，如履平地。

　　　　现在，科学家正潜心研究蜘蛛的“『液』压腿”，希望能搞清它调压的原理，从而为人类去寻找调节人体血压的方法，使高血压病得以彻底治疗；同时，模仿蜘蛛腿制造的新式“步行机”正在试验，将为瘫痪病人提供更加舒适、安全、快捷的代步工具。

　　　　【小档案】

　　　　世界上最大的蜘蛛是产在美洲的猛蛛。它是蜘蛛之“王”，一般有鸡蛋那么大，全身长着坚硬的长『毛』，织的网特别结实，能承受得住300克重量。小鸟、小鼠、蛙类只要误触罗网被粘住，就无法逃逸，最终成为猛蛛的美餐。最小的蜘蛛只有书本上小数点的符号那么大，如果不仔细看，根本看不出来。1956年1月，在太平洋西萨摩群岛附近的乌波卢岛上，发现一只小蜘蛛竟然只有43微米长。

第二十七章　奇妙的八卦阵——蜘蛛与人造丝（）　
小问号

　　　　“小小诸葛亮，独坐中军帐，摆下八卦阵，专捉飞来将。”这则谜语写的就是蜘蛛。生活在农村的小朋友都知道，蜘蛛在林间结网，非常轻松、优雅，简直像在进行着一场“杂技表演”呢！可是，那神秘的蛛丝是怎样产生的，对人类有什么启示作用？许多人都睁着茫然的大眼睛，答不出来……

　　　　蜘蛛的胸部长着8条腿，腹部有3对复杂的丝囊，上面有许多纤细的丝管。蜘蛛能利用1000多个小孔里吐出的丝，来梳、拉、织、绞，制造出多种适合自己需要的陷阱、网巢、育儿袋和通信线路等。在所有的蛛网中，都有一个中心点，从这里向四面八方伸出许多辐『射』丝线，有21条，有32条，有42条等，令人叹为观止的是，这两根丝线的角度几乎都是相等的，难怪有人说蜘蛛是出『色』的数学家。

　　　　蜘蛛吐出的丝更让人类着『迷』。

　　　　18世纪30年代，法国科学家卜翁开始对蜘蛛发生强烈兴趣，希望通过对蜘蛛的“纺织腺”研究，找到人类非常渴望得到的人造丝线。卜翁深入山林野村，一只一只地捕捉，并从它的腹部抽取粘『液』，装入针筒里。经过一段时间的努力，卜翁捕捉到上万只蜘蛛，从针筒里轻轻地挤出了蜘蛛粘『液』，并用这些丝小心翼翼地缝制出一只手套。可惜，这种蜘蛛手套很脆弱，一拉就断，而且见火就会熔化，没有什么实用价值。这让卜翁惆怅不已……不过，卜翁的“异想天开”倒引起了更多科学家对蜘蛛丝的关注，对制造人造丝的渴望。经过一番努力，人类终于如愿以偿。

　　　　科学家在对蜘蛛网的研究中发现，蛛网是自然界里独一无二的悬索结构，蛛丝虽然很细，但每一根细丝可承受的张力达3克重左右。这是一般的植物纤维所无法企及的。美国的国家陆军生物化学指挥中心和加拿大的一家生物科技公司最近通过联合攻关，将蜘蛛身上的蜘蛛丝基因植入山羊体内，使山羊『奶』含有蜘蛛蛋白，然后经过特殊的“纺丝程序”，把山羊『奶』中的蜘蛛丝蛋白纺成“人造蜘蛛丝”。研究人员称，这种人造蜘蛛丝，有蚕丝那样的质感，有光泽，有弹『性』，而且柔软无比，名叫“生物钢”。人造蜘蛛丝——“生物钢”比钢要坚韧四到五倍，制成晾衣绳一样粗细的绳索，甚至可以拦截f…16飞机呢！

　　　　【小档案】

　　　　1884年摄影家、科学家柴唐纳在冲洗照片时，发现底片溶解在酒精和**的混合溶『液』中，而且这种『液』体非常粘稠。对科学发明非常敏感的柴唐纳立即对这种『液』体发生了兴趣，像卜翁那样，用针筒装上『液』体，果然喷出了一根细细的丝。这就是世界上第一根人造丝。人们都说，柴唐纳的发明是从卜翁的手中接过了“接力棒”——从蜘蛛丝才有人造丝。1889年，柴唐纳发明的人造丝在英国伦敦的国际博览会展出，得到人们的空前好评。从此，他把所有的精力都投入到对人造丝的研究中。1891年，柴唐纳便在法国贝尚松市创办了世界上第一个人造丝工厂。这样，人造丝织成的衣服才渐渐在上层社会流行起来。

第二十八章　让猎物在麻醉中成为美餐——蜘蛛与催眠剂（）　
小问号

　　　　如果说大自然中的生物有万万千千的话，它们的食相就有千千万万。有的生吞活剥，有的狼吞虎咽，有的要反刍，有的爱把食物藏在食管慢慢享受……蜘蛛虽然面相丑陋，挺着大肚子在网上慢慢爬行，好像一无所长的样子，但是食相还是大名鼎鼎的。它是近视眼，又没有耳朵，依靠蛛网这个“八卦阵”来捕捉猎物，应对外界的变化，得到猎物后是“先麻醉、后吞食”，“让猎物在麻醉中成为美餐”。蜘蛛的这一猎食“绝技”让人类大开眼界。那么，蜘蛛是怎么样使用自己的“麻醉剂”的，医学上使用的催眠剂与这种“麻醉剂”有什么联系？

　　　　蜘蛛是人类公认的灭虫能手，食『性』广、食量大，而且不同的蜘蛛有不同的食『性』。除了蚊、蝇和其他小飞虫以外，还能捕食稻飞虱、叶蝉等。蜘蛛大都是结网捕食的，但也有到处巡游来捕食的。它先是用鳌咬住小虫，然后注『射』毒『液』，让小虫麻痹了，最后再慢慢吸食。

　　　　蜘蛛奇特的饮食绝技很早就吸引了科学家的目光。英国利物浦大学的生物化学家从生活在南美亚马逊河岸的一种毒蜘蛛身上提取了毒汁。这种毒汁非常奇特，实际上就是一种高效麻醉剂，它能让捕杀对象长期地昏睡，而不会致死。所以，这些昏睡的猎物就成了毒蜘蛛活的食物贮备，不必担心在热带的高温环境中腐败变质，可随时食用。

　　　　科学家们为这个发现感到振奋，研究了该毒汁的成分后，经过模仿，在实验室完成了人工合成的“催眠剂”。这种“催眠剂”与其他的催眠『药』物相比，没有副作用，对人体没有什么损害。科学家还打算在人工“催眠剂”的作用下，使宇航员在未来漫长而枯燥的星际中航行，这样既能减少消耗，减轻宇航过程中的食物负载，以利于他们乘载的航天器飞抵那遥远的星球，同时还能大大延长宇航员的寿命，来完成单靠普通人的自然寿命无法完成的宇航使命，从而实现星际旅行之梦。

　　　　【小档案】

　　　　世界上没有两张一模一样的蛛网。近年来科学家发现，蜘蛛这个最古老的“纺织工程师”，它们织网好比人们用笔在纸上“写字”，能在网上留下各种信息，也就是说，每一张网上，都包含着复杂的信息。科学家在研究蛛网时发现：一些『药』物对蛛网的图案有一定的影响，并且非常有规律。如果给蜘蛛吃一点***，它织的网就变得特别宽松，蛛丝排列参差不齐，弯弯曲曲，而且外面一圈残缺不全。如果给蜘蛛吃了**碱，那么，它织出的网会缺少外周一圈。如果给蜘蛛吃一点***，它织的网就总是缺少一边。

第二十九章　海洋里的水晶宫——银蛛与潜水钟（）　
小问号

　　　　海洋太神秘了。据说，公元前4世纪时，马其顿国王亚历山大大帝曾乘坐一个玻璃制成的大桶潜入大海进行观察，看见过一只大海怪，从那以后，人们开始以科学方法观察海洋。亚里士多德（公元前384～前322年）时期，曾有过观察海洋的记录。它记载了观察到的180种海洋生物。可是，直到18世纪后，人类才对潜水装置进行创造『性』的改革。据说，人类发明潜水钟与生活在海洋中的银蛛还有一定关系呢。

　　　　银蛛是生活在海洋珊瑚丛中的一种蜘蛛。它的雌雄个体大小不一样，雄蛛长15～20毫米，雌蛛长12毫米。它们在长期的生存斗争中，练就了一套潜水绝技：在海底建造“水晶宫”，并在宫里逍遥自在、潜游不息……

　　　　银蛛像陆地上的其他蜘蛛一样也会吐丝结网，但是有着显著的区别。首先，银蛛在水底植物的茎杆上吐丝，以柔韧的蛛丝搭成上尖下大口朝下的钟形房舍，像一座水晶宫。然后，银蛛到水面上游玩、捕食，让阳光晒干身体，等到身上的『毛』晒得蓬松起来了，再潜入水中，用前肢把身上的细『毛』中的空气——小气泡排出，放进“水晶宫”。银蛛身上的小气泡虽然不多，但是，它们就这样几十次甚至几百次地循环往复，气泡积少成多，“水晶宫”里自然就充满了新鲜空气。等到气泡变少了，银蛛又故伎重演。银蛛就靠这些气泡繁殖、越冬、休息和蜕皮。等到银蛛长大以后，它们便各自抱着一个小气泡离开父母，去开始新的生活。

　　　　人类受银蛛潜游方式的启发，发明了一种能自动调压的潜水呼吸器——“水肺”，解决了潜水员长期滞留水下的供氧难题。此外，人们还在海底安置了潜水钟，而且一些发达的国家正在建造庞大的、现代化的海底城市，作为开发海底矿藏和进行海洋养殖的基地。

　　　　【小档案】

　　　　早期的潜水器是由一个底部开口的容器，由管子从海面上将空气送进来，外形与钟相似，所以叫潜水钟，并一直延用至今。16世纪，有了潜水钟最早的记录：1538年，西班牙托利多两个潜水员进行的一次实验。第一只可容纳1人以上且有实用坐标的潜水钟是1717年由英国天文学家艾德蒙·哈雷（即著名的哈雷彗星的发现者）发明的：在一个圆锥型空木桶的外面包铅，能垂直下沉，潜水钟上装有玻璃窗，空气是由挂在潜水钟下方的箍铅木桶补充。哈雷和他的同事在钟内潜至18米深的海水处停留了1。5小时。后来，英国工程师斯米顿又进行改良，用水面的气泵供应空气。1778年，他使用这种潜水钟仍然用于港湾建设及海滩救助。现代潜水钟（又称潜水减压室）的设计较为复杂，外形近乎圆球状，可以接送潜水员长时间地在水下连续作业。

第三十章　架在绿叶上的拱桥——尺蠖与坦克（）　
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　　　　尺蠖，也叫“尺蛾”，属于昆虫，全世界约有12000种，我国约有43种，它的幼虫危害果树、茶树、桑树、棉花和林木等，严重时能把树木的叶片啃得光秃秃的。然而，它太善于伪装了，伸直身体的时候，紧紧地贴在树枝上，成枝状，让你的眼睛真假难辨，是“拟态”的典型代表；爬行时，它那细长的躯体一屈一伸，像“架在绿叶上的拱桥”，样子还是挺可爱的……那么，人类是怎样模仿尺蠖的爬行制造坦克履带的？这两者间相似点在哪儿？

　　　　尺蠖的食量大、暴发『性』强，能在1～2天内将整株树的叶片吃光。静止时，它常用腹足和尾足抓住树枝，使虫体向前斜伸，颇像一个枯枝，受惊吓或者想寻找新的食物时，又吐丝下垂，像在空中『荡』秋千一样，借风力转到其他树上继续为害，不仅对树木的生产和环境美化影响很大，而且对过往行人造成极大的威胁。这种常见的『毛』『毛』虫，令胆小的人作呕、恐慌，不过胆大的人，特别是孩子，看见它慢慢蠕动爬行的样子，往往会认为很有趣呢。

　　　　那么，尺蠖为什么会这样爬行呢？生物学家研究发现，尺蠖缺少中间的一对足，所以要以“丈量”或“屈伸”的模样来移动躯体；先弯曲身子，等到尾部往前挪动以后，头再向前伸，就这样一曲一伸，完成它们的“征程”。这也是俗称“弓腰虫”的来历。尺蠖爬行的样子在动物世界里真是独树一帜！

　　　　坦克设计专家受尺蠖爬行的启发，在坦克履带包裹的底盘上设计了两对特殊的大滚子，滚子成对地排列在两个大梁的末端，大梁折叠的时候，后滚子前进，然后，后滚子不动，大梁伸展，前滚子运动，这一屈一伸，颇像尺蠖的爬行，而坦克正是这么前进的。

　　　　尺蠖，一伸一缩，一步一挪，辗转爬行的样子，看上去很艰难，可是它乐此不疲，自有其存在的道理。坦克的履带，也正是因为模仿它的样子前行，才能在沟沟壑壑间如履平地。

　　　　【小档案】

　　　　著名论断“尺蠖效应”的意思是说，尺蠖一会儿收缩，一会儿放直，可是无论收与放都只朝着一个方向——有人用它来比喻房地产商人，不论宏观调控房地产业的政策收也好、放也好，收收放放中，产生的结果都是“尺蠖效应”，那就是爽了利益共同体，获取利润这一方向总是不会变的。通俗地讲，“尺蠖效应”也很像这句俗语：“一个萝卜两头切，左右都是他得”。

第三十一章　飞檐走壁闯江湖——壁虎与尼龙扣带（）　
小问号

　　　　壁虎这种小动物对许多人来说是太熟悉了，现在全球至少有1200种壁虎物种，从小学到中学的课本里，多有美妙的文字对它进行描述。外国人对壁虎十分喜欢，经常有人会将它作为宠物饲养在家中，尤其是那些热带地区的家庭，他们认为喂养壁虎可以有效地控制害虫的数量。虽然它没有能够活动的眼睑，可是那双小眼睛亮亮的，让人一睹难忘。在夏秋的晚上，它经常出没于有灯光照『射』的墙壁、天花板、檐下或电杆上，而白天潜伏于壁缝、瓦角下、橱柜背后等隐蔽处，一身飞檐走壁的绝技让世界任何一位江洋大盗都自愧不如！那么，壁虎是怎样练就这身“闯江湖”本领的？它的脚下功夫奥秘在哪里？

　　　　研究壁虎的专家都知道，在动物世界，壁虎无疑不能以强者自居。它没有大脑，头部是中空的，两耳之间什么也没有。如果从壁虎的一只耳眼看进去，直接通过另一只耳眼就看到了外面。这简直是残疾了。不过，没关系，壁虎的中枢神经系统位于脊髓中呢。我们还知道，壁虎的“拿手戏”是断尾，这是一种“自卫”。当它受到外力牵引或者遇到敌害时，尾部肌肉就强烈地收缩，能使尾部断落。掉下来的一段，由于里面还有神经，还能跳动一些时候引诱敌人，自己则乘机逃跑。就凭这一点，壁虎就是“弱势群体”之一。

　　　　当然，壁虎脚底功夫还是很值得称道一番的。在夏秋的夜晚，我们常常看见壁虎在有灯光照『射』的墙壁上、房檐下、天花板等平面上活动，如果有蚊子飞蛾等小昆虫出现，它会以很快的速度，一口将小虫子吃掉，而不会掉下来。这是为什么呢？原来，壁虎足的结构非常奇特。它四足的指、趾扁平宽大，由许多板片构成，这些板片呈扇形排列，实际上是微细腺『毛』覆盖着的鳞片，微细腺『毛』呈钩子形状，有粘附能力。由于壁虎足上生有无数个微钩，所以它能轻易抓住物体表面上微乎其微的小突起。因此，壁虎能在直立的、光滑的玻璃上行走自如。

　　　　在生活中，人们受壁虎足的结构的启示，利用壁虎爬墙原理制成了尼龙扣带。一条带子上由很细的尼龙丝编织成许多微小的钩，另一条带子则由很细的尼龙丝编织成许多微小的套子，使用时，把两条带子相对按在一起，就会紧紧连在一起。同时，人们根据壁虎爬墙的原理也在设想，要是制成一种鞋子，消防队员一旦遇上高楼，穿上这种鞋子会迅速爬墙奔向火区，登山运动员遇到峭壁或平滑的路，穿上这种鞋子，也能顺利通过，这个设想一定会成为现实的。

　　　　美国加州大学伯克利分校的科学家们受壁虎奇特的攀附能力的启发，已研制一种新型“防滑”粘合剂。他们声称这是目前最接近模拟壁虎能力的人造材料，被认为可以帮助机器人攀爬在光滑的墙壁上。美国麻省理工学院的一支研究小组受壁虎粘『性』脚趾的灵感启发，还研制出一种防水粘『性』绷带，有可能