奇妙的大自然-第7章
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19世纪蒸汽机的发明，为飞机研制扫除了动力上的巨大障碍。1903年12月17日，美国自行车修理工莱特兄弟，经过对鸟类飞翔动物的长期观察和研究，制造了第一架动力飞机，取名“飞行者号”，在空中飞行40米，花了12秒，才宣告人类第一次载人飞行的成功。不过，飞起来了的飞机还是不能用于生产和生活，因为人们还无法控制它的升降和转向。可是鸟儿在空中能够自由飞行，为什么飞机不能呢？人们通过细致的观察鸟的飞行动作后发现：鸟在转向时，总是先把身体侧转，再借助升力转弯，否则就无法在较短的时间里转过较大的弯。于是，飞机设计专家在飞机的主机翼上装上一对活动方向相反的副翼：当一侧的副翼向上翻起时，另一侧总是向下翻起，空气对两侧机翼就会产生不同方向的力，使两侧的机翼一边向下一边向上，进入侧转状态，然后飞机就可以借助升力完成转向了。
随着飞机的应用日益广泛，不同用途的飞机通常需要不同的『性』能。民航客机、运输机、轰炸机需要很大的载重量，战斗机、侦察机需要很高的速度。科学家根据鸟的“赐教”，制造了各种各样不同『性』能的飞机：鹰，在飞行时把翅伸得又平又直，人们受此启发，给运输机等装上又宽又大的机翼，制成的运输机可载重近百吨；雨燕，在高速飞行时将双翼向后掠开，以减少阻力的做法，人们便将战斗机的机翼做成后掠式，这样的战斗机速度可以达到音速的两倍或三倍……
鹞是一种猛禽，形状像鹰，但比鹰小，在空中交替飞行，它时而悬停在高空，时而翻着筋斗，时而腾空飞窜，时而又俯冲而下，惊险而又灵活的飞行技巧，给人带来了许多启发。英国人模仿鹞，设计出了一种“鹞式战斗机”。这种飞机可以垂直起降，还能像“鹞”那样在空中低速飞行，就地转弯，倒退。甚至停在空中，这些“绝技”飞行是一般战斗机所无法进行的，而这种鹞式飞机精巧灵便，是人类研究和模仿鸟类制造出的最新成果。
信天翁是一种海鸟，飞行不像其他的鸟，要不停地扇动翅膀，忙得很。它依靠一对天生的宽大翅膀滑翔。科学家受此启发，研究制造了滑翔机。这种机器只要给它少许动力，让它舒展双翼，就能够在空中飘飞，可以用来载人或载物，实施海上救护等。
……
现代航空技术已飞速发展，先进的飞机时速可达3700千米，但飞机的飞行本领有许多方面仍不及飞鸟。有一种“军舰鸟”，它的翅膀骨骼仅有100克重，而两翅展开却有2米多长，因此，它飞行时消耗的能量和动力非常少。比“军舰鸟”更节省“燃料”的是一种叫作金『色』鹬的小鸟，它从加拿大越海连续飞到南美洲，行程3900千米，而体重只减轻60克。现代航空技术若能赶上这种效率，那么一架轻型飞机飞行30千米，只需耗用0。5升汽油，仅相当于目前用量的1/9。看来，我们需要从鸟身上学习的东西还有很多。伴随着仿生学的发展，未来新型飞机的设计将会增添奇光异彩。我们相信，蓝天中“银光闪闪的大铁鸟”家族也一定会越来越兴旺。
【小档案】
鸟的飞行也不是没有缺点的，甚至会犯错误。主要有这几种情况：一是飞行中常常出差错。每年都会有鸟与飞机或其他飞行器相撞的悲剧发生，说明它们在飞行中“刹车”的本领仍不过硬。还有的鸟会不慎落到池塘里，或者撞到树上。根据慢动作的影片映出的一群鸟类着陆情景，我们会发现，它们要靠摆动尾巴或像小孩坐滑雪小橇似的拖着一脚，作出最后的纠正。二是起飞的方式也不是每种鸟都相同，都轻松自如的。身体重的鸟需要很大的能量，像天鹅起飞时既要有一条跑道，同时又要用力扑打双翼，才能达到足够的速度离开地面。而且所有的大鸟都要迎着起飞，道理和飞机一样，增加和空气的相对速度，否则无法扶摇直上来完成飞天之旅。当然，从整体上讲，鸟类在飞行上的本领仍是大自然中最杰出的，鸟本来就应该属于蓝天。
第十五章 打开心灵的窗户——昆虫与照相仪器（）
小问号
红的花、绿的草、蓝的天……五彩缤纷的大自然美景，让我们的眼睛『迷』恋，心灵沉醉。眼睛是“心灵的窗户”，人的喜怒哀乐透过眼睛这扇“窗户”能看得真真切切。昆虫的眼睛与人类的眼睛不同，许多昆虫都长着复眼，虽然我们无法了解它们的喜怒哀乐，但是揭开那无数颗小眼睛里隐藏的秘密，为人类研制高级照相仪器带来了许多好消息……
昆虫的眼睛结构应该说是大同小异，它们复眼的数量及形状却是千变万化。蜻蜓的头上长着一对很发达的眼睛，里面有许许多多六角形的小眼睛。这些眼睛，少的有1万多只以上，最多的达28000只。地下蚁的复眼比较少，只有6个。在显微镜下，复眼仿佛是许多六角形的美丽图案，既十分紧密地组合在一起，又非常有分寸地隔开。每个小眼都是1个传光系统和敏感的视觉细胞。每个小眼都针对不同的方向，反映的都是形象中的一个片段。所以在夏天，我们从蜻蜓的背后，蹑手蹑脚的去捕捉它，往往是无功而返，望“飞”兴叹！
提起苍蝇，我们往往会感到作呕。可是，这种喜欢追逐臭味的昆虫也不是一无是处，那对奇特的复眼就是由4000多个小眼构成的。它的眼睛几乎占据头的大半，虽然眼睛不能转动，可是这没关系，它的脖颈能自由转动，所以瞻前顾后，环视左右不但毫无问题，而且比人类观察四周情况还方面得多、准确得多。它利用这些小眼能把看到的物体形象迅速汇集起来，形成一幅完整的画面，并准确地判断物体与自己的距离、方位等。
科学家通过对蝇眼的研究，设计制造出“蝇眼”照相机。它的镜头是由1329块极其微小的透镜粘合而成的，一次能拍摄到1329张照片，分辨率高达4000长/厘米。通过这种照相机可以大量复制电子计算机精细的显微电路，帮助技术人员查找电路问题，还可以用来进行邮票印刷的制版工作。如果一块版上印几十枚邮票，那么一次拍照就足以制成一块版，而不需要像普通照相机那样，一张张地拍摄几十次呢！人类模仿蝇眼制造了“蝇眼透镜”，可以用来大量复制电子计算机的集成电路，大大加快了军用文书的复制和军用电子设备的生产速度。
蝇眼，帮助人类更新了立体电视的显示系统。立体电视制造初期，它的显示系统往往是用大量的圆柱形透镜，并排垂直于电视屏。可是，这种显示系统有明显缺陷，只要观众站在旁边观看，图像就不是立体的了。后来，电视制造专家借助仿生学家的研究成果，制造出一种很像蝇眼的复合透镜阵列，用三组这样的透镜安装在发『射』端，在接收端也有这一样一组透镜，所以不论从哪个角度来看电视，都是生动『逼』真的立体图像了。
科学家还发现，在夏日里喜欢打着“灯笼”漫步的萤火虫，也长着4000多只复眼。于是，人们仿照萤火虫的小眼排列方式制造了复眼透镜。这是一种新型的光学系统，可以应用于记录立体信息、激光制导等技术系统中。
打开“心灵的窗户”，研究昆虫复眼精巧的构造和特异功能，不断改进照相仪器，离不开昆虫复眼给我们的许多宝贵启示。现在，人类模仿昆虫复眼光学系统的结构研制的先进照相仪器，已广泛地运用于工业、卫生、航天、军事等领域。
【小档案】
第一架照相机诞生于18世纪中期。16世纪初，意大利画家根据“小孔成像”的原理，发明了一种“摄影暗箱”。著名画家达·芬奇曾在他的笔记里作过描述：当光线通过一座暗室壁上的小孔的时候，在对面的墙上就形成了一个倒立的像……接着，又有人对“摄影暗箱”进行了改进，为它增加了一块凹透镜，使倒立的像一下子变成正立的像，看上去舒服多了；后来，有人在墙上放上一块45度角的平面镜，使画面更清晰『逼』真……但是，这只是像的投影而不是照片。18世纪中期，一位名叫达孟尔的人发明了新型感光材料碘化银，用它作底片装在“摄影暗箱”上，终于在这种特殊的纸上显出像来。至此，世界上第一架照相机诞生了。1858年，英国的斯开夫发明了一种手枪式胶板照相机。1946年，兰德和宝利发明了“一次成像”照相机。
第十六章 如果切掉了平衡棒——昆虫与新型陀螺仪（）
小问号
在弱肉强食、各显神通的大千世界，弱小的昆虫可谓微不足道。可是，生活在地球上的100多万种昆虫，在长期的生存竞争中，不断进化、优化，炼就形形**的“拿手绝技”：有的昆虫可以用改变飞行的姿态或位置来调节体温，有的昆虫用与周边环境相似的拟态来躲避天敌的追杀……其中，双翅目昆虫的楫翅（平衡棒），成为许多昆虫的天然导航仪，也为人类研制新型陀螺仪带来了重要启示！
日常生活中，我们往往把没有目的地东碰西撞的行动说成“像无头苍蝇一样”。其实，如果把任何双翅目昆虫的楫翅（平衡棒）切掉，它们的飞行就会像没有头的苍蝇一样，东倒西歪，失去了方向感。楫翅是昆虫后翅的一个微小器官，形状像哑铃，是调节昆虫翅膀向后返回运动，并保持虫体的紧张『性』，使昆虫能一举飞离开去，而最重要的功能是能够使昆虫在飞行中保持航向不偏离既定的目标。因此，生物学家称它是昆虫的“天然导航仪”。
生物学研究发现，双翅目昆虫在飞行时，它们的楫翅以每秒330次的频率振动着。当虫体倾斜、俯仰或偏离航向时，楫翅振动平面即刻发生变化，这个变化被其基部的感受器所感受，并把偏离的信号发送到昆虫的脑子里。昆虫的大脑收集这些信号后立即发出相关指令给有关的肌肉组织，就会把偏离的航向纠正过来（蛾子、蝴蝶、甲虫等没有楫翅，但是它们触角能在水平面上振动，发挥着楫翅一样的功能）。以苍蝇为例，它有高超的飞行技巧。譬如说，大鸟起飞要助跑，小鸟和大多数的昆虫起飞要弹跳，而苍蝇却什么都不需要。它能做各种巧妙的飞行，如：向上飞升，垂直下降，定悬空中，突然侧飞和回头飞行等。总之，它随时可以向任何方向飞行。那么，苍蝇是靠什么来迅速起飞和保持平衡的呢？依靠的就是苍蝇的楫翅，能保证苍蝇在飞行时迅速转动，随时保持平衡。
我们知道，陀螺在转动时，它的轴总是朝着一个方向不变的。利用这个原理制造的陀螺仪是飞机、轮船、火箭惯『性』导航系统的重要感受器。可是，这种陀螺仪都有高速旋转的转子，不易小型化，要制造高精密度的、小型化陀螺仪，需要寻找新的途径。科学家正是根据双翅目昆虫的楫翅的导航原理，研制成功了一种音叉式振动的陀螺仪，成为新型的导航仪器安装在高速飞行的火箭和飞机上。它的体积很小，主要部件
