动物也会物理学

蜘蛛的液压腿

如果切开蜘蛛的腿，你就会发现里面是没有肌肉的，而只有一些液体，蜘蛛能使其中的液体压力剧增或锐减，这也许会使你感到惊奇不已。原来蜘蛛腿是靠液压传动的。如果有什么猎物自投罗网的话，蜘蛛会通过调节腿里的液体，使其压强增大或减小，从而驱动8条液压腿快速地动作起来，立即赶到现场，美美地饱餐一顿。

现在，人们模仿蜘蛛腿制造了步行机，为瘫痪病人造出了新式的车椅；如果搞清楚了蜘蛛腿的这种调压原理，可帮助人们寻找到一种调节人体血压的方法，从而使高血压病得到根本性的治疗。

跳蚤的弹力腿

是什么力量能够使小小的跳蚤跳到几十厘米的高度呢？科学家们经过研究发现，跳蚤的祖先是翅昆虫，靠富有弹性的胶状蛋白质使翅膀快速摆动飞行。这种胶状蛋白质拉长3倍后，经数月后仍可瞬时复原，且能在千分之一秒内将97%的能量释放出来。跳蚤经过几百万年的演变，翅膀退化消失，弹性胶状蛋白质转移到大腿上。大腿肌肉主要用来绷紧弹性胶状蛋白质。当弹性胶状蛋白质收缩时，便产生一股强大的爆发力，跳蚤就会像离弦的箭一样被“弹”出去。

英国某飞机制造公司从跳蚤垂直起跳的方式中得到启发，研制出了垂直起落的鹞式飞机。不久的将来，人工合成的弹性胶状蛋白质将会为人类做出巨大贡献。

苍蝇的平衡棒

苍蝇的一对前翅用于飞行，一对后翅则退化为了“平衡棒”。苍蝇的平衡棒能够调节前翅运动，保持虫体紧张，且能为飞行时保持平衡和导航。苍蝇飞行时，平衡棒以300赫兹上下的频率振动着。一旦虫体倾斜和偏离航向，振动平面就会发生变化，被基部感受器感觉，且传入脑神经节，从而迅速纠正航向。科学家们根据苍蝇平衡棒的导航原理，研制成高精度的小型导航仪——振动陀螺仪。它比普通陀螺仪体积小、精度高，准确性提高了5倍，目前已广泛地应用于火箭、飞机等导航和自动保持平衡中。

蚂蝗的吸盘

蚂蟥的身体前后各有一个吸盘，当它吸血时吸盘一接触人的皮肤，就会立即形成真空状态，这样蚂蝗就可以紧紧地贴在人的皮肤上。当你被蚂蟥叮吸时，千万不要用力去拽它，要用手重重地拍一下被吸部位附近的皮肤，使皮肤收缩，从而使蚂蟥的吸盘里进入空气，破坏吸盘内的真空状态，蚂蟥吸不住了，就立即会从皮肤上自动掉下来。

海豚的“水下雷达”

海豚的喙尖细如剑，眼和耳朵已严重地退化，但它却能发现几十米外的小鱼并迅速冲过去将其吞噬掉。这是何故呢？原来海豚有一套比较完善的“声呐”系统，人们又形象地称之为“水下雷达”。“水下雷达”能够发出不同频率的声波，这些声波遇到物体后会立即被反射回来，海豚根据这种返回的声波，可以立刻判断出目标的远近、大小、方向、特征、性质……海豚利用这种声波，不但能寻找到食物，而且还能与同类之间进行联络。

蝙蝠的声呐

蝙蝠能够发出超声波，蝙蝠发出的超声波是由它的喉部产生的，再通过口发射出去。当遇到虫子或障碍物时，超声波便被反射回来，蝙蝠的耳朵接收到信号后，就能够很快地判定物体的大小、方位、距离。蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。蝙蝠的回声定位系统抗干扰能力很强，在外界发出的干扰声比它原来发出的超声波强100倍时，它依然可以有效地工作。

深水乌贼的红外线夜视仪

即使在昏暗的深水中，深水乌贼也能洞察远处的微小动静，一旦发现适合自己胃口的小鱼小虾，它就会敏捷地进行捕食。如果发现有危险袭来，深水乌贼则会立即施放“烟幕弹”，从容地逃走。在能见度极差的环境里，深水乌贼能有如此灵敏的反应，这其中有什么奥妙呢？原来深水乌贼的尾部有一些暗斑，这种看似不起眼的暗斑是用来感受红外线的“热眼”，当头部的普通眼睛难以应付黑暗时，“热眼”能摄取外界物体发出的红外线影像，经过光化学转换以后，就形成可视的像，脑中枢便因此能够“看见”黑暗中的所有动静。

北极熊的管毛取暖器

素有“冰上之王”之称的北极熊身上的毛是空心的小管子，它们是一根根细微的“光电管”，只有紫外线能沿着中间的空心通过。北极熊利用这些小管子吸收阳光中的紫外线，使身体周围的温度升高，好似自动增温取暖器一样。

海蜇的耳

在海洋上，空气和波浪摩擦而产生的次声波的出现，预示着风暴将要来临。大家都知道，人是听不到次声波的，而生活在海洋里的海蜇和某些鱼类却能听到。所以在风暴到来之前，它们就会躲到安全的地方。

海蜇的耳朵里有一个细柄。细柄上有个小球，小球内有小小的听石，当次声波冲击听石，刺激小球壁上的神经时，海蜇便会听到次声波。科学家们据此得到启示，仿照海蜇耳制成了“海蜇耳风暴预测仪”，能提前15小时对海洋风暴作出预报，这给海洋渔业和航海业带来了福音。

墨鱼的喷水器

墨鱼前进时尾部向前，头和腕足叠成流线型，可以减小水的阻力。墨鱼在快速运动时，靠头下的漏斗——喷水器喷水，依靠水的反作用力前进。墨鱼凭借这种巧妙的装置，在水中前进一般时速可达70千米，最大时速则高达150千米，可跃出水面7～10米高。科学家们从墨鱼的喷水和运动方式中得到启示：模拟制成了喷水船和艇，时速可高达150千米，大大地超过了靠螺旋桨推进的船和艇。

响尾蛇的“热探测器”

响尾蛇的头部两侧，在鼻孔与眼睛之间各有一个凹陷，位置相对于脸颊，因此叫做颊窝。响尾蛇的颊窝是一种能感受红外线的器官，有人称之为热探测器或热定位器。响尾蛇的颊窝内部有一层薄膜，这层薄膜将颊窝分隔成内、外两室，内室保持与环境相同的温度，外室则朝着发射红外线物体的方向。因此颊窝膜两面的温度是不同的，由此可用于感知。响尾蛇的颊窝非常灵敏，甚至能感知0.003℃的温差。当遇到其他动物时，响尾蛇可以根据其他动物所放出的热量来判断其大小和距离，以便决定是捕猎还是逃避。即使是在黑夜里，响尾蛇也能自如、准确地捕捉猎物。

鱼的鳔

鱼的身体里有一个白色的气囊，人们称之为“鳔”。鱼通过肌肉的收缩或放松，使鳔变小或变大。当鱼要浮起来时，肌肉放松，鳔内充满气体，鱼的体积增大，鱼受到的浮力就增大，浮力大于重力，鱼就浮起来了。当鱼要下沉时，肌肉收缩。鳔内气体减少，鱼的体积减小，鱼受到的浮力随之减小，鱼就会沉下去。

大雁迁徙时“人”字形排列

大雁在迁徙时，雁群前面领头的大雁翅膀在空中划过时，翅膀尖上会产生一股微弱上升的气流，后面的大雁就可以利用这股上升的气流来节省体力，于是后面的大雁就紧紧地眼在前面大雁的翅尖后面飞。这就是大雁群在飞行时为什么常常会呈“人”字形的原因。

壁虎脚底的细毛

壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能“站”在天花板上，这表明壁虎的脚底与接触物体表面之间必定存在着很强的特殊黏着力。那么这种力量是从何而来的呢？

美国科学家罗伯特·福尔经过多年的研究，终于揭开了这个秘密。原来，这种特殊的黏着力是由壁虎脚底大量的细毛与物体表面分子之间产生的“范德瓦耳斯力”累积而成的。

范德瓦耳斯力是中性分子彼此距离非常近时，产生的一种微弱电磁引力。福尔研究发现，壁虎的脚趾端扩大成盘状，上面长着许多细微的由角质蛋白构成的刚毛（每平方毫米的面积上达150万根之多），而每根刚毛末端又有400根至1000根更细的分支，就像小钩子似的。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常小，从而产生范德瓦耳斯力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道，但累积起来就很可观。根据计算，如果每根刚毛都充分发挥作用，一只大壁虎的4只脚产生的总作用力压强相当于10个标准大气压。endprint