奇妙的大自然-第6章
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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（）
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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（）
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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，主要部件像只音叉，是通过一个中柱固定在基座上的。装在音叉两臂四周的电磁铁，使音叉产生固定振幅和频率的振动，就好像苍蝇楫翅的振动那样。有了这种仪器，飞机和火箭就能够自动纠正偏转的航向，有力地保证火箭和飞机飞行的稳定『性』。装有这种仪器的飞机，能自动停止危险的“翻滚”飞行，即使机身在强烈倾斜时，也能够自动平衡，使飞机的稳定度非常完善，以至在复杂的急转弯时，飞机也能万无一失。
【小档案】
导航有两种意思，一是在水面或陆上设置航标、灯塔等导航设备，引导船只沿着安全、便捷的航线航行，二是利用地面导航设备，保障飞机准确航行。地面导航设备有无线电设备（定向定位设备、着陆设备）和目视导航设备（各种发光、发烟、布板信号等）两种。
第十七章 眼睛的特异功能——昆虫与偏振光导航（）
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飞机诞生不久就能依靠磁罗盘来导航了。可是，有一次一架小型飞机进入北极圈上空后，驾驶员发现磁罗盘失灵了。惊恐万分之下，飞机只好迫降在茫茫的冰原之上。原来，地磁场的两极就在地球的两极附近，飞机只要进入两极地区，磁罗盘的指针就会被磁极牢牢地吸引向下，失去了往日精确指示方向的作用。那么，在高纬度的两极区域怎样才能找到正确的方向呢？
飞机在高纬度『迷』失方向的问题曾经长期困扰着科学家。后来，仿生学家在长期的研究中发现，昆虫的眼睛里有我们人类看不见的“秘密”。原来，自然界中有许多昆虫，如：蚂蚁、蜜蜂、甲虫、水蚤等能看到太阳的偏振光，并利用它来导航。
所谓太阳偏振光，是指在某个方向上振动，或某个方向的振动占有优势的光。天空中任何一点偏振光的偏振方向，都同太阳、观察者和那一点组成的平面相垂直。可惜，人类的眼睛不仅看不到偏振光，而且根本觉察不到偏振光。
不过，许多昆虫的眼睛有这种“特异功能”。蜜蜂的眼睛里就长着“天然的偏振光罗盘”。蜜蜂有5只眼：长在头甲上的3只眼，叫单眼。单眼能感受光线的强或弱，是照明强度的感受器。蜜蜂早晨什么时间飞出去，晚上什么时间归巢，是由单眼决定的。而长在头两侧的两只大眼，叫复眼，每只复眼由6300只小眼组成。复眼中的每个小眼是由8个作辐『射』状排列的感光细胞组成的。蜜蜂就是利用这些小眼感受太阳偏振光的，由此来确定太阳方位。所以，蜜蜂即使在阴云密布的日子，也能“看”到偏振光，并准确无误地飞行在蜂巢和采蜜地点之间。
生活在沙漠的蚂蚁也是利用偏振光定向的能手。为了寻找食物，沙漠蚂蚁在没有任何标志物的沙漠上奔波忙碌，即使云缠雾绕的日子，也能找到回家的路，这种奇特的本领让人类羡慕不已，而依靠的就是偏振光导航——能准确地判定出太阳的位置。
科学家从蜜蜂、蚂蚁等昆虫的偏光定向技术中得到启发，设计了用于航海和航空的偏振光罗盘。依靠这种新型罗盘的导航，在南极或北极附近的高纬度区域，轮船和飞机照“航”不误。即使是在乌云蔽日或太阳处于地平线以下之时，也不至于『迷』失方向，再也不用担心磁罗盘失灵了。
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早在2000多年前的战国时期，中国人就发现了磁石能指示南北的特『性』，并根据这种特『性』制成了指示方向的仪器——司南。到了宋代，人们已经了解地磁场的原理，并利用磁力作用把铁片进行人工磁化，或将磁石磨成针锋状，做成磁针，因受地磁场的作用，针的一头大体上指向南方，利用这一『性』能，可以辨别方向，常用于航海、旅行和行军中。后来，宋朝人又把经过人工磁化的指南针和方位盘结合起来，制成了“罗盘”。宋朝时，对外贸易往来已经非常频繁，很多阿拉伯商人和水手来到中国的广州、泉州等地，他们从中国商船获得了有关指南针和罗盘的知识，并随中国的船舶南行到印度半岛，亲眼目睹了中国水手使用指南针和罗盘的实情。到了13世纪，指南针（包括罗盘）由阿拉伯人作为中介，传到了欧洲及世界各地，成为中国人民对世界文明的一大贡献。
第十八章 触角＋口须=鼻子——昆虫与气味灭虫法（）
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人的嗅觉器官是鼻子，长在脸部，不论什么人种，我们一眼就可以看出。可是，昆虫不一样，它的嗅觉器官是：触角＋口须=鼻子。而且，各种昆虫的触角是不一样的：有的是细长的，像一对鞭子；有的生着许多分枝，像2把刷子；有的非常短，下面是1个柄，上面膨大，2只触角像2把短锤。在昆虫的口部下面，还有2对短小的口须。这触角和口须的模样和高等动物的鼻子完全不同，它们却能够和鼻子一样，起着闻气味的作用。因为触角和口须的表面，有许多微小的孔洞，有些孔洞里藏着能够感受气味的细胞。当昆虫遇到带着气味的空气时，靠着这种特殊的构造，就能使它们辨别气味。那么，气味灭虫法是怎么一回事？与昆虫的鼻子有什么关系？
气味与我们的生活密切相关。好闻的气味，给我们以美的享受，甚至能提高工作效率；芬芳四溢的花香，还可以防病治病，祛病延年；臭味、腥味等异味，令人作呕……当然，我们人类肯定喜欢闻花香味。有趣的是，不仅人类爱闻花香，许多昆虫也�
