第11章(1 / 2)

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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。

我已๐经指出,这种形状对于小甲虫的利ำ处和害处,因为圆形是顶ะ好的形状,可以保存好食物使其不干也不硬。

后来的一个晚上还是很冷。这些松毛虫又都挤成了一堆,有许多毛虫被挤到丝织轨道的两ä边,第二天一觉醒来,现自己在轨道外面,就跟着轨道外的一个领ๆ袖走,这个领袖正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。

现在,让我们抛开这个实际上有些苦恼的母亲,不管它在做着怎样无结果的工作,把我们的注意力转移一下,转到这些用聪明的方法最终得到膳宿的蜂螨的幼虫身上,看看它对我们的试验会做出什么เ样的反应。

我记得有一次去一家丝厂,在那里我见到过一个ฐ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。

它确实是善于咬的昆虫。假如有一种强壮的蚱蜢抓住了你的指头,你可是要当心一点儿,它会把你的指头咬出血来,咬得你生疼,甚至有时疼痛难忍。它那强有力的颚๦仿佛是凶猛的武器。当我要捕捉它时,我必须ี非常小心提防它,否则随时都有被它咬伤的危险和被它咬破的可能。它那ว两颊突出的大型肌肉,显然是用来切碎它捕捉的、硬皮的捕获物时用的。

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เ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๑现自己犯了一个大错误,它闯进的是斑纹蜂的家。它碰到了守门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斑纹蜂的家,毫无疑问它将受到同样的待遇。

于是,这个小保姆又赶快马不停蹄地跑到别处去,继续履行它神圣的职责。

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ณ出来就行了。

这个寓言是造谣,蝉并不是乞丐,虽然它需要邻居们很多的照应。每到夏天,它成阵地来到我的门外唱歌,在两棵高大筱悬木的绿荫中,从日出到เ日落,那ว粗鲁๥的乐่声吵得我头脑แ昏昏。这种振耳欲聋的合奏,这种无຀休无຀止的鼓噪,使人任何思想都想不出来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ณ心都有直接的影响。一只虫子在网的任何一部ຖ分挣扎,都能ม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,是一根电报线。

年轻的蜘蛛都很活泼,它们都不懂ฦ得接电报线的技术。只有那ว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แ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เ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ว人早已在天亮之前๩藏到เ居所里去了。如果你沿着电å报线找过去,就很容易找到它的居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ฐ半瞎子呢!那么在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ว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预料é的那ว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的脚上。蜘蛛它为得到เ食物而满足,而我比它更满意:因为我学到了我想学的东西。

还有一点值得讨论的地方แ。那ว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ภ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ใ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个脚๐趾接着电话线,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向各个方向乱跳,似乎毫无规则,但是这种无规则的工作的结果是造成一个ฐ规则ท而美丽的网,像教堂中ณ的玫瑰窗一般。即使他用了圆规、尺子之ใ类的工具。没有一个设计家能画ฑ出一个比这更规范的网来。

我们可以看到เ,在同一个扇形里,所有的弦,也就是那ว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ฐ是钝角,另一边的两个ฐ是锐角。而同一扇形中ณ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ณ的锐角和钝角分别相等,所以,总的看来,这螺旋๙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ๆ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ท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的一个想吗?这真的仅仅是一个、一个谜吗?那么它究竟有什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,这种螺线的例子还有很多。现在,在南海,我们还可以找到เ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ม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๙形取乐。突然它现这样很舒服,于是常常这么เ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ฦ它和蠕虫没有什么关系。然而它却很熟悉对数螺线,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ฐ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ฐ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1้+1้1+112+11้23+1123๑4+……的和。

几何学家不喜欢用这么เ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เ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ฐ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ษ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,我们能找到它;在行星的轨道上,我们也๣能找到它,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๐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ม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ฐ头衔,叫做“蛛网观察家”吧!世界ศ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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