动物身上的物理学（上）

华兴恒

物理知识的应用在我们日常生活中随处可见，就连许多动物身上也包含一些有趣的物理知识！只要同学们留心观察，就会发现有些动物的某些器官和生理机能与“力”的原理有关系。下面一起来看看这些有趣的实例吧。

1.蜘蛛的液压腿

如果切开蜘蛛的腿，你会发现里面没有一点儿肌肉，仅仅只有一些液体，因而蜘蛛的腿運动时不是靠肌肉的收缩。蜘蛛能够使其中的液体压力剧增或锐减，这也许会使大家感到惊奇不已，原来蜘蛛腿是靠液压传动来实现自动调节的。如果有什么“猎物”胆敢自投罗网的话，蜘蛛会通过调节腿里的液体，使其压强增大或减小，驱动8条液压腿快速地赶到现场，从而美美地饱餐一顿。可见蜘蛛的腿是靠液压活动的，它是一架十足的小型“液压机”！

现在，人们模仿蜘蛛腿制造出了步行机，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有效治疗。

2.跳蚤的弹力腿

人们都知道跳蚤的弹跳力很强，那么是什么力量能够使小小的跳蚤可以跳到几十厘米的高度呢？科学家经过研究发现，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。当胶状蛋白质拉长3倍时，经数月后仍可瞬时复原，且能在千分之一秒这样短的时间内将97%的能量释放出来。跳蚤经过几百万年的演变，翅膀退化消失了，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.便可产生一股非常强大的爆发力，跳蚤就会像离弦的箭一样被“弹”起来。

英国某飞机制造公司从跳蚤垂直起跳的方式中得到有益的启发，研制出了可以垂直起落的鹞式飞机。因此我们完全有理由相信，在不久的将来，人工合成的弹性胶状蛋白质将为人类社会做出巨大贡献。

3.苍蝇的平衡棒

苍蝇有两对翅膀，它的一对前翅用于飞行，一对后翅则退化为“平衡棒”。平衡棒能够调节前翅运动，保持身体紧张，且能为飞行时保持平衡和导航。苍蝇飞行时，平衡棒以300赫兹的频率快速地振动着。一旦身体出现倾斜或偏离航向，振动平面也会随之发生变化，且被基部感受器感受到，并立即传人脑神经节，从而迅速纠正航向。

科学家根据苍蝇平衡棒的导航原理，研制出了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倍以上，目前已广泛地应用于火箭、飞机等导航和自动保持平衡方面。

4.蚂蟥的吸盘

蚂蟥的身体前后各有一个吸盘，当它准备吸血时，吸盘一接触人的皮肤，就会立即形成真空状态，这样蚂蟥就可以紧紧地贴在人的皮肤上。因此当我们被蚂蟥叮吸时，千万不要用力去拽它，要用手重重地拍一下被吸处附近的皮肤，皮肤就会收缩，从而让蚂蟥的吸盘进入空气，破坏吸盘内的真空状态，蚂蟥吸不住了，就立即从皮肤上自动掉下来。在日常生活中，人们用来挂衣服的吸盘可以牢牢地“吸附”在平滑的墙壁上，也是这个道理。

5.乌贼的红外线夜视仪

即使在昏暗的深水中，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，它则会立即施放“烟幕弹”，从容地逃走。在能见度极差的环境里，乌贼能有如此灵敏的反应，这其中有什么奥妙呢？原来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”，当其头部的普通眼睛难以应付黑暗时，这些“热眼”则能摄取外界物体发出的红外线影像，经过光化学转换以后，就能形成可视的像，乌贼的脑中枢便因此能够“看见”黑暗中的所有动静。

6.北极熊的管毛取暖器

素有“冰上之王”之称的北极熊为什么可以耐受低温寒冷呢？奥秘在于它身上的毛都是空心的小管子，这些毛是一根根细微的“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来有效地吸收阳光中的紫外线，从而使身体周围的温度升高，这就好似自动增温取暖器一样。

此外，北极熊的脚底长有一层密密的细毛，当它奔跑时，可以增大脚掌与冰面之间的摩擦力。这就是北极熊在茫茫的冰原上可以快速奔跑而不会滑倒的原因。

7.海蜇的耳朵

在浩瀚的海洋上，由于空气和波浪的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“先知先觉”，尽快地躲到安全的地方。

海蜇的耳朵里有一个细柄，柄上有个小球，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，海蜇便听到了次声波。科学家据此得到启示，仿照海蜇耳制成了“海蜇耳风暴预测仪”，它能提前15小时对风暴做出有效预报，这给渔业和航海业带来了福音，减少了灾难的发生。

（编辑 文墨）