从蜘蛛的音响探测器说起

蜘蛛分布广泛。种类繁多，已发现约35 000种，一般的大小如蚕豆粒子。但是，在南美洲有一种食鸟蜘蛛，大似人的手掌。

蛛与网有着形影不离的关系。在热带有一种奈菲尔蜘蛛，编织的大圆网真是硕大无比，周长可达5.8米，比宴席用的圆桌面还大些。而另一种雕蜘蛛所结的网最小，仅为一般普通邮票大小。

蜘蛛生相丑陋，常在人们心目中产生厌恶的感觉。世界上最毒的蜘蛛是产于美洲的一种叫“黑寡妇”的毒蜘蛛。它中等身材，浑身滚圆乌黑，腹部长着一个红色漏斗状的斑点。“黑寡妇”咬上一口，便可致人畜于死命，幸而人被咬死的记录屈指可数，不必杞人忧天。

你欣赏它呢，还是讨厌它呢？你想不想细细地观察一下蜘蛛的生活呢？你也许还不知道，这种不大招人喜欢的生物却吸引了许多科学家的注意。

最系统地研究蜘蛛生活的科学家，是19世纪末期法国的昆虫学家法布尔。他观察了各种种类的蜘蛛——黑腹毒蜘蛛、克罗素蜘蛛、有带纹的蜘蛛、囊蜘、蟹蜘、圆蜘、迷宫蜘蛛等等。

法布尔非常细致地观察过蜘蛛的丝。在显微镜下面，他惊奇地看到，细得不能再细的蜘蛛丝原来是由更细的细丝绕成的空心管子；管子里面充满了粘液，粘液可以从细丝缠绕成的管壁上慢慢地渗透出来，因而蛛网始终有很强的粘性。

使法布尔更加感到奇怪的是，这种能粘住任何东西的蛛丝，却从来不会粘住在网上跑来跑去的蜘蛛的脚。

蜘蛛脚上有什么可以防止被粘丝粘住的秘密呢？法布尔猜想，蜘蛛的脚上可能会分泌出一种能够抵抗粘丝的油。他做了一个实验，用能够溶解油类的二硫化碳给蜘蛛刷了脚，再把它放到蛛网上，它的脚果然就被粘住了。

近代的科学研究进一步发现，蜘蛛的脚里没有一点肌肉，而是充满着一种液体。蜘蛛可以随时调节这种液体的压强来控制8条脚的运动，所以它在网上可以进退自如。

这种控制动作的方法，在物理学上叫做液压传动。液压传动可供正在研制中的机械手、机器人采用。它们都是没有肌肉的铁家伙，采用液压传动可以让它们像蜘蛛那样灵活地动作。

法布尔注意到，蜘蛛织好网以后，就躲到一个角落去休息。如果有昆虫落到它的网里，它就赶去用丝把那个倒霉的昆虫缠住。

躲在一旁的蜘蛛怎么会知道有昆虫落网了呢？法布尔看到，有一条蛛丝从蛛网的中心通出来，沿着一个倾斜的角度，一直通到蜘蛛白天休息的地方。他猜测，蜘蛛大概是利用这根蛛丝来感知网上的情况的。

为了证实他的猜测，法布尔把一只活的蝗虫放在蛛网上。蝗虫使劲挣扎，蛛网就震动起来，蜘蛛果然顺着这根通向中心的蛛丝急急忙忙地跑过来了。它用丝把蝗虫缠住，再拖着它顺着这根蛛丝回到自己隐蔽的地方，慢慢地把它吃掉。

法布尔又做了一个实验，他用剪刀把从中心通出来的这根蛛丝剪断，再把一只蝗虫放在蛛网上。尽管挣扎着的蝗虫使蛛网震动得很厉害，蜘蛛却一点也不知道，仍旧若无其事地躲在角落里休息。

现在人们进一步发现，蜘蛛感知震动的感官非常巧妙。它是很小的像裂缝似的“耳朵”，就长在脚上，能够感知每秒钟20～25次的振动。这样微小而又灵敏的“音响探测器”，很值得人们去研究和模拟。

法布尔在观察蜘蛛网的时候，注意到它的丝并不是从丝囊中纺出来的，而是靠身子移动或往下掉拉出来的。不过法布尔似乎没有进一步去研究，蜘蛛的丝究竟是通过什么器官“拉”出来的。

发现蜘蛛拉丝器官的是法国的另一位科学家，名叫卜翁。他饲养过许多蜘蛛，希望能利用蛛丝作为纺织的原料，并且割破了许多蜘蛛的丝囊，取出胶液，抽成细丝，织出了第一双也是最后一双人造蛛丝手套。

利用蛛丝作纺织原料的实验失败了。因为蜘蛛的食物是昆虫，而且自相残杀，无法实现人工饲养；蛛丝一见水就膨胀，容易断裂，比蚕丝差远了。

据化学家分析，蛛丝是以甘氨酸、丝氨酸及丙氨酸为主的液体蛋白质。那么蛋白质怎样变成丝呢？这些原料得通过腹部的纺丝“工段”——吐丝器。它是由纺织突起小孔组成，液体蛋白的丝汁通过小孔喷吐出来，遇着空气便马上凝聚成一根根细微的丝。蜘蛛能按照它的愿望，生产不同粘度或粗细的蛛丝，用来作卵囊、隐蔽所、框架线诱捕蚊蝇等的网状蜷丝，以及捆缚猎物的粘胶蛛丝。

蜘蛛的腹部后端有6个吐丝器，每个吐丝器有许多小孔，总共有1000多个小孔，每个小孔分泌出一细滴粘液，经过拉扯变细变长，在空中凝成了丝。一根蛛丝原来是由1000多根这样的细丝合并起来组成的。蜘蛛这套器官叫做吐丝器，现代人造纤维的喷丝头就是模拟蜘蛛的纺丝器设计的，而且也是用很快的速度将胶液拉成细丝的。

人们赞美蜜蜂的六角形蜂房，认为它是最符合数学观点的节省材料的建筑设计。蜘蛛网的结构，也赢得了数学家的赞叹！你看，蜘蛛网像一个圆，有一个圆心；从圆心辐射出来若干根半径，它们的圆心角都是大致相等的。但是它又不是一个圆，而是我们平常说的“八卦”形，因为连接各条半径的蛛丝不是同心弧，而是平行的直线。它们距离并不相等，越接近中心越密。这样复杂的圆形，人们就是用直尺和圆规也不容易把它画得这样匀称、这样美！这些特点使数学家想起了一种高级的几何曲线，名叫“对数螺线”的无穷曲线。蜘蛛当然不懂几何，也不懂绘图，它却本能地织出了这样复杂而美丽的几何图案。它是用的什么工具，使自己在织网的时候能沿着这样一个无穷曲线进行呢？这个问题，法布尔在19世纪的末期就提出来了。他觉得人们研究数学的方法虽然很巧妙，但是太复杂。能不能像蜘蛛那样，用一种简单的方法去研究数学，甚至将来有一天可以完全抛掉那些解决的方式呢？他认为也许可以。不过直到今天，蜘蛛的“数学头脑”仍然是一个等待人们去揭开的秘密。

蜘蛛的家族中还有一种很吸引人的品种，它的名字叫做水蜘蛛。

水蜘蛛虽然不能直接在水里呼吸，但是它能够为自己在水底下造一座水晶宫——丝质的网，像钟罩一样紧紧地扣在水里。这个钟罩似的网里充满了空气，这些空气是它用身上的茸毛从水面上带进去的。水蜘蛛住在这样的“潜水钟”里，生活得很自在。

法布尔很希望能够观察一下水蜘蛛的生活，描写一下水蜘蛛为自己建造的神奇的建筑。他认为“水晶宫”不过是美丽的神话，只有水蜘蛛才为自己创造了在水底下生活的宫殿。可惜法布尔没有条件实现他的愿望。

这个问题，后来有别的科学家作了研究，并且想到，人也可以像水蜘蛛那样，在水底下建造起充满空气的密闭的建筑，也可以像水蜘蛛那样在水底下生活和工作。

这个幻想正在变成现实，人们不但已经设计了可以在水下居住的比较简单的潜水钟，而且正在设计在海底建筑庞大的现代化的海底城市，作为开发海底矿藏、进行海洋养殖的基地。