蜘蛛:你觉得我看起来像大侠吗?
2019-12-26金铃儿
●金铃儿 编
在漫威的《蜘蛛侠》系列中,彼得·帕克被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤,因此获得了如同蜘蛛一般的超能力。他能喷射出强韧的蛛丝穿梭在钢铁丛林中,能像捕捉苍蝇一样惩处黑恶势力,具备超于常人的力量,几乎能在任何表面上攀爬,还能敏锐地感知周围的变化和潜在的危险,所有这些超能力造就了我们的超级英雄,那么他那个有八条腿的“兄弟”也能做到这一切吗?
喷射蛛网
蜘蛛侠与黑恶势力作斗争的重要武 器就藏在他的袖口里,这也是蜘 蛛侠的标识。当我们看到那个标志性的动作时,立刻会知道这就是蜘蛛侠。
蜘蛛侠能够喷出蛛丝使其快速移动,同时进行防御,这也是蜘蛛所具备的能力。蜘蛛可以利用蛛丝将自己悬吊起来,用以自我保护。蜘蛛丝是由蜘蛛分泌的纤维,其主要成分是蛋白质。蜘蛛通过丝囊尖端的突起分泌粘液,这种粘液一遇到空气即可凝成细丝。蛛网具有高度的粘性,蜘蛛利用蛛丝建造蛛网以捕捉猎物,这也是它们主要的捕食手段,此外,建构巢穴或卵囊作为蜘蛛或子代的保护场所也是蛛丝的重要作用之一。大多数蜘蛛并不只产生一种蛛丝,它们可以从腹部的腺体分泌出多达六种蛛丝,分别具有不同的功用。
除了蜘蛛侠的经典蹦极跳,他喷射的蛛丝还有一个特性,那就是不可思议的强韧性,这也使其成为了蜘蛛侠最得力的工具。《蜘蛛侠2》中有一个惊人的片段:我们的超级英雄试图用蛛网的力量拦住飞驰的火车,但这在物理学上合理吗?答案是肯定的,蜘蛛丝以其强韧的物理性质闻名,它由复杂的蛋白质分子所构成,但不易探究其分子结构。简单来说,蜘蛛丝蛋白结构中具有结晶及非结晶结构,前者可增加蜘蛛丝的物理性强度及硬度,使它的强度比钢铁还大;而后者增加了蜘蛛丝的延展性,使其可以延伸至原长度的140%而不断裂。
蜘蛛感官
在《蜘蛛侠》系列电影中,蜘蛛侠能够意识到他即将被物体击中,或者发觉有人在他身后,一切都似乎变成了慢动作,就好像自带了一个雷达系统,这种感觉让他能够在仅有的时间内躲避潜在的危险,警告信号也会随着所受威胁的强度而变化。
蜘蛛侠的神奇感官也是基于许多蜘蛛所拥有的真实能力。蜘蛛对振动和气压的变化非常敏感,它们能通过振动感知到物体。蜘蛛的重要信息来源是步足上高度敏感的刚毛,具有数种感觉器官,就像是对着远处的探头一样。蜘蛛可以感受到从其刚毛表面传来的震动,并能够探测到空气的流动;这为它们提供了一个预警系统,蜘蛛侠也赋予了这种感知能力。蜘蛛的口器旁有二只比步足短小的触肢,这相当于昆虫的触角,有触觉、嗅觉和听觉的功能,化学传感器也能通过刚毛为蜘蛛提供味觉和嗅觉信息,蜘蛛的身体或足关节附近还有能探测到力和振动的裂缝感觉器官。蜘蛛通常用具有黏性的蛛网当作陷阱来捕捉猎物、等待伏击猎物或是直接追捕猎物,有的蜘蛛还可以随风飘行到别的地方捕食。使用蜘蛛网或伏击战术的蜘蛛物种对空气、地面和蛛丝的震动极为敏感,它们以此作为警告信号。所以在结网蜘蛛中,所有这些机械和化学传感器都比眼睛更重要,而眼睛对于徘徊性蜘蛛来说是最重要的。
飞檐走壁
这是一种看似摆脱了地心引力的能力,但它依然有坚实的科学依据作后盾。这可能是彼得·帕克最喜欢的超能力,使其能够爬上任何物体的表面,甚至是天花板,这招在需要躲避时也相当好用,当然蜘蛛也能做到这一点。
这样出色的攀爬能力要归功于蜘蛛侠特殊的毛发,蜘蛛同样也有这样的毛发。它们的腿部构造特殊,步足由7节构成,末端有爪,爪下有一丛硬毛,故适于在有突起甚至是在表面比较光滑的物体上爬行。此外,蜘蛛的足上有大量非常细密的毛簇,能够产生正负电荷,并产生静电力,其原理是通过与接触面交换电子在表面区域产生足够的抓地力,使蜘蛛能够粘在物体表面上,这种静电连接就是范德瓦耳斯力。范德瓦耳斯力是一种电性引力,这种力的大小和分子的大小成正比,使得蜘蛛足上的毛簇与物体表面产生了相互作用,它们的这种毛发非常类似于攀冰者鞋上的钉子。
闪电速度
在《蜘蛛侠》系列电影中,彼得经常依靠快速移动来战胜敌人;而在现实中,蜘蛛的移动在我们看来常常都是模糊不清的。它们极其敏捷,能够在一秒钟的时间内移动70个身长的距离,这相当于人类用一秒钟跨越一个足球场。
说到蜘蛛侠在空中灵敏的动作,他能够在纽约的钢铁丛林中像玩杂技一样地穿梭,这也是可以找到现实依据的。有一种蛛形纲动物具备了如工程师一般沉着冷静的思考和娴熟的技术,利用弹射原理构建工具,它们就是三角蛛。三角蛛在织成一个三角形的蛛网后,会用蛛丝把自己固定在一根小树枝上,然后拉动中央的蛛丝,把整个蛛网结构拉得越来越紧。三角蛛像弓箭一样把势能负载在蛛网上,而它们的身体则是一个释放机制,能够把整个系统拉紧,直到“开火”。当一只猎物飞来时,三角蛛就会松开蛛丝,将自身连同蛛网一起弹射出去,以抓住猎物。艾克朗大学博士、一项关于蜘蛛研究的合作者丹尼尔·马苏塔说,这种效果有点像“战网发射器”。如今,一项使用高速摄像机的新研究显示,这些蛛网储存并释放出了惊人的能量。事实上,三角蛛的抛网运动可以达到超过770m/s的加速度,大约是美国国家航空航天局(NASA)航天飞机最大加速度的26倍。研究人员认为,这是动物王国中唯一一个已知的将外部能量放大的例子——利用外部物体来储存和成倍地释放能量。
伪装身份
彼得·帕克这个角色最初是由斯坦·李和史蒂夫·迪特科构思的一个超才者,帕克不仅在学术上非常出色,而且凭借其艺术天赋,他为自己设计了服装以隐藏身份。
同样,研究证据表明,蜘蛛的颜色也是一种伪装,可以帮助它们躲避主要的捕食者,如鸟类和寄生蜂,这些动物都有很好的色觉。许多种类的蜘蛛呈现出各种各样的颜色,以便与它们最常处于的环境背景融合在一起。有些蜘蛛具有保护色,如条纹和斑点,这可以帮助它们弱化轮廓。在一些蜘蛛物种中,如夏威夷笑脸蜘蛛,它们“微笑”的腹部,非常像人类的笑脸。据科学家表示,这种颜色有助于蜘蛛迷惑它们的天敌。笑脸蜘蛛鲜红的“嘴”是为了误导贪婪的食肉动物,这可能是一种表示“有毒”的警示标志。一些中小型的蟹蛛是不结网的,它们会以花瓣、花蕊的颜色拟态,待昆虫接近后进行捕食。跳蛛也是如此,警告色为蜘蛛提供了很多益处。一些剧毒、大颚或具有危险倒刺的蜘蛛物种带有警告色的斑块,在受到威胁时会积极地显示这些颜色。
视觉敏锐
在电影《蜘蛛侠1》中,彼得·帕克被蜘蛛咬伤后,在戴上眼镜的那一刻,发现自己的视力神奇地变好了,而蜘蛛的视力并不都那么优秀。
蜘蛛头胸部前端通常有8个单眼,有些蜘蛛的眼睛数量较少。在这些蜘蛛物种中,有6只眼睛的蜘蛛数量最多,其他则有4只眼睛或2只眼睛,一些穴居物种甚至没有眼睛;就眼睛的色泽和功能而言,又分为昼夜两种。跳蛛是节肢动物中视力最好的一种,用于求爱、狩猎和导航。它们一般通过视力发现猎物并使用各种方式进行捕食,而狼蛛的视力仅次于跳蛛。这些主动攻击的跳蛛拥有比蜻蜓敏锐十倍的视力,而蜻蜓目前是昆虫中视力最好的物种;事实上,人类的视力只比跳蛛敏锐五倍。它们通过一系列类似长焦镜头、多层视网膜以及旋转眼睛的能力来实现观察这一目的,并在观察中整合不同阶段的图像。
高强弹跳
飞身跳跃是蜘蛛侠一个相当常见的动作,经常出现在《蜘蛛侠》系列电影以及同名的游戏中。
如果你观察一只跳蛛,你会发现,在现实中蛛形纲动物也有同样惊人的跳跃能力。蜘蛛的腿很有力,且动作敏捷,一只跳蛛可以跨越相当于其身长50倍的距离。它利用强大的内部肌肉将体内的液体喷射到腿部,并将自己抛向空中。许多种类的蜘蛛都具备这一特点,斑马蛛的腿部没有伸展肌,相反,关节的伸展是因腿部血压的变化而进行的。研究证据表明,这种伸展是液压作用的结果,在斑马蛛跳跃的过程中,它们腿上的刺会直立起来,这是由于身体压力增加。斑马蛛的跳跃几乎完全是由第四对腿突然伸直而实现的,其平均跳跃速度在0.64~0.79m/s之间。
力量惊人
我们在电影中看到,蜘蛛侠能单手抱起几个人,甚至托起损坏的建筑物,但并不是所有的蜘蛛都如此强壮。
蜘蛛侠的性能特征更类似于跳蛛,跳蛛的抓地力是其自身体重的170倍,这意味着,若一个拥有如跳蛛一样力量的人,就可以用手脚承受相当于自己体重170倍的重量,即一个60公斤的人可以承受10,000公斤的重量,但并不是举起,而是支撑住。在蛛形纲中,雌性通常比雄性更强壮、且体型也相对较大;虽然雄性体型更小,但速度更快,也更敏捷。