第11章(1 / 2)

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事情的各方面都得很好,肩上没有脱落,翼膜也没有皱褶。

小蟋蟀的翼鞘一点一点长大,渐渐变大,这时还看不出哪一扇翼鞘盖在上面。后来两边接近了,再过几分钟,右边的马上就要盖到左边的上面去了。于是这时是我加以干涉的时候了。

它们一定以为马上可以到目的地和同伴们一起进晚餐了。走了十个钟็头,它们一定又累又饿,食欲极好。一棵松树离它们不过几寸远,它们只要从花盆上下来,就可以到达松树,美美地吃上一顿松叶了。但这些可怜的家伙已๐经成了自己吐的丝的奴隶了,它们实在离不开它,它们一定像看到了海市๦蜃楼一样,总以为ฦ马上可以到达目的地,而事实上还远着呢!十点半的时候,我终于没有耐心了,离开它们去睡我的觉。我想在晚上的时候它们可能清醒些。可是第二天早ຉ晨,等我再去看它们的时候,它们还是像昨天那样排着队,但队伍是停着的。晚上太冷了,它们都蜷起身子取暖,停止了前进。等空气渐渐暖和起来后,它们恢复了知觉,又开始在那儿兜圈子了。

后来的一个ฐ晚上还是很冷。这些松毛虫又都挤成了一堆,有许多毛虫被挤到เ丝织轨道的两边,第二天一觉醒来,现自己在轨道外面,就跟着轨道外的一个ฐ领袖走,这个领ๆ袖正在往花盆里面爬。这队离开轨道的冒险家一共有七位,而其余的毛虫并没有注意它们,仍然在兜圈子。

通过细心观察我现,在这个小小的动物身上,有一种十分孤癖的流浪的习๤性。这一点使得它和其它大多数黄蜂,以及蜜蜂是不尽相同的。一般情况下,它总是选择好一个ฐ地点,自己筑起一个显得特别孤独的巢穴。同时,在舍腰蜂自己้养活自己的地方,是很少能ม见到เ它自己家族的成员及亲属的。在距离我们城南不远的地方,经常可以看到这种小动物。但是,这个小东西,宁愿挑选农民那充满烟灰的屋子里的炉灶来筑造自己的小家,也不喜欢那些城镇居民的雪白的别墅里的炉灶。我所到เ过的任何地方所看到的舍腰蜂,都没有像我们村里这么เ多的。与此同时,我们村里的屋子都很有特点。我们村上的茅屋都有一定的倾斜性,而且茅屋都被日຅光晒成了huang色,这使得它们看上去都很有特色。

我记得有一次去一家丝厂,在那里我见到过一个舍腰蜂的巢。它把自己的巢ิ建在机房里,并且为自己选择了刚好是在大锅炉的上面的天花板上的一个ฐ地方。看来,它真是慧眼独具啊!它为自己选择的这个ฐ地点,整个一年,无论寒暑,也无论春夏秋冬的变迁,温度计所显示ิ出的温度,总是不变的一百二十度,只是要除去晚上的时间,还有那ว些放假的日子。很显然,在这些日຅子里,锅炉里并没有加热,所以,温度当然会随之有所变化的。这个事实很明显地告诉我们,这个小小的动物对温度真是要求很高啊!而且,它也是个非常会为自己้挑选地点的家伙。

也有一种不擅长挖隧道的蜜蜂,也๣就是樵叶蜂,它要寻找人家从前๩挖掘好的隧道。

有一种“小贼”,它是樵叶蜂的寄生虫,有时候会受到斑纹蜂的教训。有次我亲眼看到它受了一顿重罚。这鲁莽的东西一闻进隧道便为非作歹,以为ฦ自己进了樵叶蜂的家了。可是不一会儿,它立刻现自己้犯了一个大错误,它闯进的是斑纹蜂的家。它碰到เ了守门的老祖母,受了一顿ู严厉的惩罚。于是它急急忙忙地往外逃。同样,其它野心勃勃又没有头脑的傻瓜,如果想闯进斑á纹蜂的家,毫无疑问它将受到同样的待遇。

因此,我就想要看一看这顶帽子,究竟是由哪种材料é做成的,织造的初步手续又是什么样的。

我等待的时间并不长久,从第二天开始,这些小动物,慢慢地,成群结队地,开始离开它们的蛹袋,用不着把这些摇篮弄破,只从它们母亲在当中弄破的口中出来就行了。

这根线之所以要从网的中心引出是因为中心是所有的辐的出点和连接点,每一根辐的振动,对中心都有直接的影响。一只虫子在网的任何一部分挣扎,都能把振动直接传导到中央这根线上。所以蜘蛛躲在远远的隐蔽处,就可以从这根线上得到猎物落网的消息。这根斜ฒ线不但是一座桥梁,并且是一种信号工具,是一根电报线。

年轻的蜘蛛都很活泼,它们都不懂得接电报线的技术。只有那些老蜘蛛们,当它们坐在绿色的帐幕里默默地沉思或是安详地假寐的时候,它们会留心着电报线出的信号,从而得知在远处生的动静。

长时间的守候是辛苦的,为ฦ了减轻工ื作的压力和好好休息。同时又丝毫不放松对网上生的情况的警觉,蜘蛛总是把腿搁在电报线上。这里有一个真实的故事可以证明这一点。

我曾经打到一只在两棵相距一码的常青树间结了一张网的角蛛。太阳照得丝网闪闪光,它的主人早已๐在天亮之ใ前藏到居所里去了。如果你沿着电报线找过去,就很容易找到它的居所。那是一个ฐ用枯叶和丝做成的圆屋顶。造得很深,蜘蛛的身体几乎ๆ全部隐藏在里面,用后端身体堵住进口。

它的前半身埋在它的居所里,所以,它当然看不到网上的动静了——即使它有一双敏锐的眼睛也未必看得见,何况它其实是个半瞎子呢!那么เ在阳光灿烂的白天,它是不是就放弃捕食了呢?让我们再看看吧。

你瞧,它的一条后腿忽然伸出叶屋,后腿的顶端连着一根丝线,而那线正是电报线的另一个端点!我敢说,无论是谁,如果没有看见过蜘蛛的这手绝活,即把手即它的脚端放在电报接收器上的姿势,他就不会知道动物表现自己智慧的最有趣的一个例子。让猎物在这张网上出现吧,让这位假寐的猎手感觉到电报传来的信号吧!我故意放了一只蝗虫在网上——以后呢?一切都像我预ไ料的那样,虫子的振动带动网的振动,网的振动又通过丝线——“电报线”传导到เ守株待兔的蜘蛛的脚上。蜘蛛它为得到食物而满足,而我比它更满意:因为我学到เ了我想学的东西。

还有一点值得讨论的地方。那蛛网常常要被风吹动,那ว么电å报线是不是不能区分网的振动是来自猎物的来临还是风的吹动呢?事实上,当风吹动引起电报线晃动的时候,在居所里闭目养神๰的蜘蛛并不行动,它似乎对这种假信号不屑一顾。所以这根电报线的另外一个ฐ神奇之处在于,它像一台电话,就像我们人类的电话一样,能够传来各种真实声音。蜘蛛用一个ฐ脚趾接着电话线,用腿听着信号,还能分辨出囚徒挣扎的信号和风吹动所出的假信号。

蜘蛛的几何学

当我们观察着园蛛,尤其是丝光蛛和条纹蛛的网时,我们会现它的网并不是杂乱无章的,那些辐排得很均匀,每对相邻的辐所交成的角都是相等的;虽然辐的数目对不同的蜘蛛而言是各不相同的,可这个规律适用于各种蜘蛛。

我们已经知道,蜘蛛织网的方แ式很特别ี,它把网分成若干等份,同一类蜘蛛所分的份数是相同的。当它安置辐的时候,我们只见它向各个方แ向乱跳,似乎ๆ毫无规则,但是这种无຀规则ท的工作的结果是造成一个规则而美丽ษ的网,像教堂中的玫瑰窗一般。即使他用了圆规、尺子之类的工具。没有一个设计家能ม画出一个ฐ比这更规范的网来。

我们可以看到,在同一个扇形里,所有的弦,也就是那构成螺旋形线圈的横辐,都是互相平行的,并且越靠近中ณ心,这种弦之间的距离就越远。每一根弦和支持它的两根辐交成四个ฐ角,一边的两个是钝角,另一边的两个是锐角。而同一扇形中的弦和辐所交成的钝角和锐角正好各自相等——因为ฦ这些弦都是平行的。

不但如此,凭我们的观察,这些相等的锐角和钝角,又和别的扇形中的锐角和钝ๅ角分别相等,所以,总的看来,这螺旋形的线圈包括一组组的横档以及一组组和辐交成相等的角。

这种特性使我们想到เ数学家们所称的“对数螺线”。这种曲线在科学领域是很著名的。对数螺线是一根无止尽的螺线,它永远向着极绕,越绕越靠近极,但又永远不能到达极。即使用最精密的仪器,我们也看不到一根完全的对数螺线。这种图形只存在科学家的假想中,可令人惊讶的是小小的蜘蛛也知道这线,它就是依照这种曲线的法则来绕它网上的螺线的,而且做得很精确。

这螺旋线还有一个特点。如果你用一根有弹性的线绕成一个对数螺线的图形,再把这根线放开来,然后拉紧ู放开的那ว部分,那ว么线的运动的一端就会划成一个和原来的对数螺线完全相似的螺线,只是变换了一下位置。这个定理是一位名叫杰克斯·勃诺利ำ的数学教授现的,他死后,后人把这条定理刻๑在他的墓碑上,算是他一生中最为ฦ光荣的事迹之一。

那么,难道有着这些特性的对数螺线只是几何学家的一个ฐ想吗?这真的仅仅是一个、一个谜吗?那么เ它究竟有什么用呢?

它确实广泛的巧合,总之它是普遍存在的,有许多动物的建筑都采取这一结构。有一种蜗牛的壳就是依照ั对数螺线构造的。世界上第一只蜗牛知道了对数螺线,然后用它来造壳,一直到现在,壳的样子还没变过。

在壳类的化石中,这种螺线的例子还有很多。现在,在南海,我们还可以找到一种太古时代的生物的后代,那就是鹦鹉螺。它们还是很坚贞地守着祖๢传的老法则,它们的壳和世界初始时它们的老祖宗的壳完全一样。也๣就是说,它们的壳仍然是依照对数螺线设计的。并没有因时间的流逝而改变,就是在我们的死水池里,也有一种螺,它也有一个螺线壳,普通的蜗牛壳也是属于这一构造。

可是这些动物是从哪里学到这种高深的数学知识的呢?又是怎样把这些知识应用于实际的呢?有这样一种说法,说蜗牛是从蠕虫进化来的。某一天,蠕虫被太阳晒得舒服极了,无意识地揪住自己的尾巴玩弄起来,便把它绞成螺旋形取乐่。突然它现这样很舒服,于是常常这么做。久ื而久之便成了螺旋形的了,做螺旋形的壳的计划,就是从这时候产生的。

但是蜘蛛呢?它从哪里得到这个概念呢?因为它和蠕虫没有什么关系。然而它却很熟悉对数螺线,而且能ม够简单地运用到它的网中。蜗牛的壳要造好几年,所以它能ม做得很精致,但蛛网差不多只用一个小时就造成了,所以它只能做出这种曲线的一个轮廊,尽管不精确,但这确实是算得上一个螺旋曲线。是什么เ东西在指引着它呢?除了天生的技巧外,什么เ都没有。天生的技巧能ม使动物控制自己的工作,正像植物的花瓣和小蕊的排列法,它们天生就是这样的。没有人教它们怎么做,而事实上,它们也只能ม作这么一种,蜘蛛自己不知不觉地在练习๤高等几何学,靠着它生来就有的本领ๆ很自然地工作着。

我们抛出一个石子,让它落到地上,这石子在空间的路线是一种特殊的曲线。树上的枯叶被风吹下来落到เ地上,所经过的路程也是这种形状的曲线。科学家称这种曲线为抛物线。

几何学家对这曲线作了进一步的研究,他们假想这曲线在一根无限长的直线上滚动,那么它的焦点将要划出怎样一道轨迹呢?答案是:垂曲线。这要用一个很复杂的代数式来表示ิ。如果要用数字来表示的话,这个数字的值约等于这样一串数字1+11้+112+1้12๐3+11234+……的和。

几何学家不喜欢用这么一长串ธ数字来表示,所以就用“e”来代表这个ฐ数。e是一个ฐ无限不循环小数,数学中常常用到它。

这种线是不是一种理论上的假想呢?并不,你到เ处可以看到垂曲线的图形:当一根弹性线的两ä端固定,而中ณ间松驰的时候,它就形成了一条垂曲线;当船的帆๰被风吹着的时候,就会弯曲成垂曲线的图形;这些寻常的图形中都包含着“e”的秘密。一根无຀足轻重的线,竟包含着这么多深奥的科学!我们暂且别惊讶。一根一端固定的线的摇摆,一滴露水从草叶上落下来,一阵微风在水面拂起了微波,这些看上去稀松平常、极为平凡的事,如果从数学的角度去研究的话,就变得非常复杂了。

我们人类的数学测量方แ法是聪明的。但我们对明这些方แ法的人,不必过分地佩服。

因为和那些小动物的工作比起来,这些繁重的公式和理论显得又慢又复杂。难道将来我们想不出一个更简单的形式,并使它运用到实际生活中ณ吗?难道人类的智慧还不足以让我们不依赖这种复杂的公式吗?我相信,越是高深的道理,其表现形式越应该简单而朴实。

在这里,我们这个ฐ魔术般的“e”字又在蜘蛛网上被现了。在一个有雾的早晨,这粘性的线上排了许多小小的露珠。它的重量把蛛网的丝压得弯下来,于是构成了许多垂曲线,像许多透明的宝石串成的链子。太阳一出来,这一串珠子就出彩虹一般美丽的光彩。好像一串ธ金钢钻。“e”这个数目,就包蕴在这光明灿烂的链子里。望着这美丽的链子,你会现科学之美、自然之美和探究之美。

几何学,这研究空间的和谐的科学几乎统治着自然界ศ的一切。在铁ກ杉果的鳞片的排列中以及蛛网的线条排列ต中,我们能找到它;在蜗牛的螺线中,我们能找到它;在行星的轨道上,我们也能找到เ它,它无处不在,无时不在,在原子的世界里,在广大的宇宙中ณ,它的足迹遍布天下。

这种自然的几何学告诉我们,宇宙间有一位万能的几何学家,他已经用它神๰奇的工具测量过宇宙间所有的东西。所以万事万物都有一定的规律。我觉得用这个假设来解释鹦鹉螺和蛛网的对数螺线,似乎比蠕虫绞尾巴而造成螺线的说法更恰当。

蛛网的建筑

即使在最小的花园里,也能看到园蛛的踪迹。它们都算得上是天才的纺织家。

如果我们在黄昏的时候散步,我们可以从一丛迷迭香里寻找蛛丝马迹。我们所观察的蜘蛛往往爬行得很慢,所以我们应该索性坐在矮树丛里看。那里的光线比较充足。让我们再来给自己加一个头衔,叫做“蛛网观察家”吧!世界上很少有人从事这种职业,而且我们也不用指望从这行业上嫌点钱๥。但是,不要计较这些,我们将得到许多有趣的知识。从某种意义上讲,这比从事任何一个ฐ职业要有意思得多。

我所观察的都是些小蜘蛛。它们比成年的蜘蛛要小得多。而且它们都是在白天工ื作,甚至是在太阳底下工作的,尽管它们的母亲只有在黑夜里才开始纺织。当到每年一定的月份的时候,蜘蛛们便在太阳下山前两小时左右开始它们的工作了。

这些小蛛都离开了它们白天的居所,各自选定地盘,开始纺线。有的在这边,有的在那边,谁也๣不打扰谁。我们可以任意地拣一只小蛛来观察。

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