第11章(1 / 2)

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甲虫做球是它们自己้的职业啊!它要继续在地底做球不是很奇怪吗?一个ฐ动物生着长而弯的腿,用它把球在地上滚来滚去是很便利ำ的。无论在那ว里,自然要从事自己้所喜欢的职业。自己้想干的工作,就一定要干好,只有这样才能在自然界ศ中求生存,才能ม在大自然中繁衍后代,一代一代地生存下去。

甲虫做球是它们自己的职业啊!它要继续在地底做球不是很奇怪吗?一个动物生着长而弯的腿,用它把球在地上滚来滚去是很便利ำ的。无论在那里,自然要从事自己所喜欢的职业。自己想干的工作,就一定要干好,只有这样才能在自然界中求生存,才能在大自然中繁衍后代,一代一代地生存下去。

卵还是十分完好的,一点儿也๣没有受到破坏。但是,好景不长。不久以后,蜂螨幼虫的破坏工作便开始了。我们可以观察到เ,幼虫朝着一个ฐ长有小黑点的白卵上跑去。最后,它忽然停下来了,由á于它有六只脚,所以身体可以停得很稳。然后,它利用长在自己身上的大腮的尖钩๗咬住了那个ฐ卵身上的薄皮儿,用尽自己浑身的力气,猛烈地拉扯着,直到那个卵被它拉破为止。于是,卵里面的东西便都流了出来。那只得胜的幼虫,见了这种东西非常满意,立刻高兴地把它享用光。这个ฐ小小的寄生虫,一生第一次使用它的大腿的尖钩,原来是在拉破蜂卵的时候。

卵还是十分完好的,一点儿也没有受到破坏。但是,好景不长。不久以后,蜂螨幼虫的破坏工作便开始了。我们可以观察到เ,幼虫朝着一个长有小黑点的白卵上跑去。最后,它忽然停下来了,由于它有六只脚,所以身体可以停得很稳。然后,它利ำ用长在自己身上的大腮的尖钩咬住了那个ฐ卵身上的薄皮儿,用尽自己浑身的力气,猛烈地拉扯着,直到เ那个卵被它拉破为止。于是,卵里面的东西便都流了出来。那ว只得胜的幼虫,见了这种东西非常满意,立刻高兴地把它享用光。这个小小的寄生虫,一生第一次使用它的大腿的尖钩,原来是在拉破蜂卵的时候。

当把食物放进笼子里时,常常会引起一阵骚动。特别ี是在它们饿极了的时候,它们一步一步的很笨重地向前突进。因为受长颈่的阻碍,它不能很敏捷地行动。有些蝗虫立刻就被捉住,有的乱飞,乱ກ蹦,乱跳,有的急了跳到笼子的顶上,逃出这螽斯所能捉捕到เ的范围之外。因为它的身体很笨重,不能ม爬得那么高。不过蝗虫也只能是延长它们自己的生命而已,最终也๣无຀法逃脱被白面螽斯蚕食的恶运。它们或因疲倦、或因被下面的绿色食物所引诱,纷纷从上面跑下来,于是立刻就会被螽斯所捕获,成为其口中之ใ美食。

当把食物放进笼子里时,常常会引起一阵骚动。特别是在它们饿极了的时候,它们一步一步的很笨重地向前突进。因为受长颈่的阻碍,它不能很敏捷地行动。有些蝗虫立刻就被捉住,有的乱ກ飞,乱蹦,乱跳,有的急了跳到เ笼子的顶上,逃出这螽斯所能捉捕到的范围之外。因为它的身体很笨重,不能ม爬得那么高。不过蝗虫也只能是延长它们自己的生命而已,最终也无法逃脱被白面螽斯ั蚕食的恶运。它们或因疲倦、或因被下面的绿色食物所引诱,纷纷从上面跑下来,于是立刻就会被螽斯所捕获,成为其口中ณ之美食。

当黄蜂在我的笼子里喂养小宝宝时,小幼虫们的头是朝上的,从它们的小嘴๨里遗漏出来的东西,自然会滴落在它们的围嘴上面。至于在蜂巢里喂养它们的时候,它们的小脑袋则是朝下的,但是,我并不心存怀疑,那ว便是在这样头向下的位置上,小幼虫的餐巾纸仍能挥作用,而且,功效是一样的。这是因为幼虫在蜂巢中时,它的头不是直的,而是略๓微有一点弯度的。因此,它们嘴里溢出来的蜜汁很可能ม是堆积在那ว块小小的围嘴上。而且,溢出的蜜汁是非常粘稠的,很快就会粘在围嘴๨上。与此同时,细心的小保姆就是再放下一部分食品在这个地方,也๣是有可能的。所以,无论小幼虫的头是朝下的还是朝上的。无຀论那块围嘴是在嘴的上边,还是在嘴๨的下边,这都不会阻碍围嘴充分挥它的作用。其主要原因是这种食品非常有粘性,可以牢牢地附着在围嘴๨上。因而可以说,这块小小的围嘴简直就是一个又方便又及时的小碟子,它可以减少喂食工作的困难,避免许多不必要的麻烦。为我们的小保姆们方便,使得它们又省力又省时,而且,它还可以使得小幼虫们能够舒适、宁静地享用它们的美味佳看,直至一饱口福,满足为止。

当黄蜂在我的笼子里喂养小宝宝时,小幼虫们的头是朝上的,从它们的小嘴里遗漏出来的东西,自然会滴落在它们的围嘴上面。至于在蜂巢里喂养它们的时候,它们的小脑袋则是朝下的,但是,我并不心存怀疑,那便是在这样头向下的位置上,小幼虫的餐巾纸仍能挥作用,而且,功效是一样的。这是因为幼虫在蜂巢ิ中时,它的头不是直的,而是略微有一点弯度的。因此,它们嘴๨里溢出来的蜜汁很可能ม是堆积在那块小小的围嘴上。而且,溢出的蜜汁是非常粘稠的,很快就会粘在围嘴上。与此同时,细心的小保姆就是再放下一部分食品在这个ฐ地方,也是有可能ม的。所以,无຀论小幼虫的头是朝下的还是朝上的。无论那块围嘴是在嘴的上边,还是在嘴的下边,这都不会阻碍围嘴๨充分挥它的作用。其主要原因是这种食品非常有粘性,可以牢牢地附着在围嘴上。因而可以说,这块小小的围嘴简直就是一个又方便又及时的小碟子,它可以减少喂食工ื作的困难,避免许多不必要的麻烦。为我们的小保姆们方แ便,使得它们又省力又省时,而且,它还可以使得小幼虫们能ม够舒适、宁静地享用它们的美味佳看,直至一饱口福,满足为ฦ止。

七月时节,当我们这里的昆虫,为口渴所苦,失望地在已经枯萎的花上,跑来跑去寻找饮料时,蝉则依然很舒服,不觉得痛苦。用它突出的嘴——一个精巧ู的吸管,尖利ำ如锥子,收藏在胸部——刺๐穿饮之ใ不竭的圆桶。它坐在树的枝头,不停的唱歌,只要钻通柔滑的树皮,里面有的是汁液,吸管插进桶孔,它就可饮个饱了。

七月时节,当我们这里的昆虫,为口渴所苦,失望地在已经枯萎的花上,跑来跑去寻找饮料时,蝉则依然很舒服,不觉得痛苦。用它突出的嘴——一个精巧ู的吸管,尖利ำ如锥子,收藏在胸部——刺๐穿饮之ใ不竭的圆桶。它坐在树的枝头,不停的唱歌,只要钻通柔滑的树皮,里面有的是汁液,吸管插进桶孔,它就可饮个饱了。

这根线之ใ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ม把振动直接传导到中ณ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เ息。这根斜线不但是一座桥梁,并且是一种信号工ื具,是一根电å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å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ฐ真实的故事可以证明这一点。

我曾经打到一只在两ä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的主人早已在天亮之前๩藏到居所里去了。如果你沿着电å报线找过去,就很容易找到เ它的居所。那ว是一个用枯叶和丝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ว么在阳光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ะ端连着一根丝线,而那线正是电报线的另一个ฐ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ฐ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到守株待兔的蜘蛛的脚๐上。蜘蛛它为得到เ食物而满足,而我比它更满意:因为ฦ我学到了我想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,那么เ电报线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个神奇之处在于,它像一台电话,就像我们人类的电å话一样,能够传来各种真实声音。蜘蛛用一个脚趾接着电å话线,用腿听着信号,还能ม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ກ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ฐ规律适用于各种蜘蛛。

我们已๐经知道,蜘蛛织网的方式很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ฐ方向乱跳,似乎毫无຀规则ท,但是这种无规则的工作的结果是造成一个规则而美丽的网,像教堂中的玫瑰窗一般。即使他用了圆规、尺子之ใ类的工ื具。没有一个ฐ设计家能画出一个比这更规范的网来。

我们可以看到,在同一个ฐ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个角,一边的两个是钝角,另一边的两ä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ๅ角,又和别的扇形中的锐角和钝角分别ี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ม到达极。即使用最精密的仪器,我们也看不到เ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ฐ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那部ຖ分,那ว么เ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诺利的数学教授现的,他死后,后人把这条定理刻在他的墓碑上,算是他一生中最为光荣的事迹之ใ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ฐ、一个谜吗?那ว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เ现在,壳的样子还没变过。

在壳类的化石中ณ,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ท,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ฐ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ใ便成了螺旋形的了,做螺旋๙形的壳的计划ฐ,就是从这时候产生的。

但是蜘蛛呢?它从哪里得到这个ฐ概念呢?因为它和蠕虫没有什么关系。然而它却很熟ງ悉对数螺线,而且能够简单地运用到เ它的网中。蜗牛的壳要造好几年,所以它能做得很精致,但蛛网差不多只用一个小时就造成了,所以它只能ม做出这种曲线的一个ฐ轮廊,尽管不精确,但这确实是算得上一个螺旋曲线。是什么东西在指引着它呢?除了天生的技巧ู外,什么都没有。天生的技巧ู能使动物控制自己้的工作,正像植物的花瓣和小蕊的排列ต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能作这么เ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ฦ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ฐ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ธ数字1+1้1+112+112๐3๑+1้1234+……的和。

几何学家不喜欢用这么一长串数字来表示,所以就用“e”来代表这个数。e是一个无຀限不循环小数,数学中ณ常常用到它。

这种线是不是一种理论上的假想呢?并不,你到处可以看到垂曲线的图形:当一根弹性线的两端固定,而中间松驰的时候,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ณ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ฦ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方法是聪明的。但我们对明这些方法的人,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个魔术般的“e”字又在蜘蛛网上被现了。在一个有雾的早ຉ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串金钢๐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ใ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界的一切。在铁杉果的鳞片的排列中以及蛛网的线条排列中,我们能ม找到它;在蜗牛的螺线中,我们能ม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,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ฐ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ว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เ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เ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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