“毛茸茸”的逻辑:动物生活中的物理学

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作者:马丁·杜拉尼

出版社:中信出版社

出版时间:2020年03月

ISBN:9787521703450

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编辑推荐

1. 一部关于动物奇葩技能的另类科普,动物天生有“黑”科技傍身,自然造物蕴藏超乎想象的“科学性”。为什么狗喝水时吧嗒嘴,而猫则优雅地用舌头舔水喝?这本书不仅为你揭露猫和狗喝水的科学奥秘,还 能“听到”红外辐射的甲壳虫、“窃取热量”的阴阳蛇,轻功“水上漂”的水黾、“杀蟹能手”螳螂虾等,那些我们不知道的动物神奇本领,都蕴含了自然造物的奥秘,不禁让人一睹为快。

 

2. 热、力、流体、声、电磁、光六大科学领域,揭秘动物们傍身“黑技能”背后的科学原理。在动物的奇葩技能和行为中,充满了物理学的神奇、怪诞和美。早在人类科学家之前,动物就学会了利用物理定律获取食物、防身攻击等,这本书从热、力、流体、声、电磁、光六个领域,揭示动物行为背后的物理学原理,让你在惊叹之余,也不得不佩服动物的天赋异禀。

 

3. 无需深奥的物理学知识,就能轻松享受这本新鲜有趣、富有教益的书。用讲故事的语言和风格,让你在不经意的趣味阅读之中获得科学知识。30多个关于动物神奇技能的案例故事,新鲜有趣,尽数呈现,值得所有对动物科学感兴趣的读者阅读。

 

4. 懂得人与动物、人与自然之间应有的和谐共生关系,尊重生物多样性。人类的科技发展不断地从动物身上获得灵感,理解动物、喜爱动物,不仅是从动物身上习得知识,更要学会与大自然多物种相依相存、和谐共处。

 

 

内容简介

一本关于动物是如何利用物理学在野外“适者”生存的。

 

动物界充满了神秘色彩。为什么狗喝水的时候吧嗒嘴,而猫则优雅地用舌头舔?佛罗里达出生的小海龟是怎样环绕北大西洋一周再回到出生地的?科莫多巨蜥是如何一口要死一只强壮的水牛的?这些问题都可以用物理学来解释。

 

最近,生物学家和物理学家对动物刮目相看,意识到它们在日常的吃、喝、交配和避免被杀等方面非常善于利用物理学,包括光、热、电、磁等等,本书揭示了动物行为(如进食、饮水、交配和在战斗中躲避危险等等)背后的物理学原理。科学记者马丁•杜拉尼和利兹•克拉佛在本书中还介绍了有趣的重大发现,可以帮我们更好地了解动物界中的伟大物理学家。

 

每章叙述物理学的一个方面——热、力、声、电、磁、光——通过精挑细选的一组动物的活动来展示物理学的基本原理。

马丁·杜拉尼是《物理学世界》的编辑,他习惯通过故事来讲述物理,以及展示其对日常生活的影响。他住在英国布里斯托市,曾于2012年在《物理学世界》发表了一篇讲述动物如何利用物理学的文章,而后受到广泛关注。马丁拥有化学物理学学位,并在剑桥大学取得了博士学位。

力——大推力

 

一只头重脚轻的蜥蜴/ 避雨的蚊子/ 战无不胜的虾/ 世界上最快的动物/ 聪明的蚂蚁/ 认为自己是蜘蛛侠的蜥蜴

 

爱猫人士都知道,猫在地上打滚时前爪翘起,好像是要诱使你去挠它的肚子,但这并不是它的本意。猫惬意地打呼噜时,如果你轻抚它柔软的皮毛,下一刻你缩回手时它的18 个爪子便会划过你的皮肤,让你疼痛不已。如果你运气不太好的话,猫会咬你,用它长而尖利的犬齿——它最可怕的前牙——咬破你的皮肤。

 

如果咬你的不是6 千克的猫,而是重达80 千克的科莫多巨蜥,情况会有多糟糕?想象一只这样的巨蜥,它一边甩动着头颅,一边伸出分叉的舌头“品尝”着你的气味,步态笨拙地爬过丛林空地向你奔来。对于大部分人而言,这种情景不太可能出现,但对于生活在印度尼西亚科莫多岛、林卡岛、弗洛雷斯岛、莫堂岛或达沙米岛(Gili Dasami)的人来说,这是真实存在的威胁。尽管这种濒危的爬行动物害怕人类,有时它们也会变得凶猛而富有攻击性。它们甚至会同类相残,如果逮到没有隐藏在树上的小蜥蜴,就会把它们吃掉。因此,科莫多巨蜥是噩梦般的存在。这个怪物——或者像生物学家一样叫它巨型蜥蜴——居住在大草原和地势低洼的热带森林。巨蜥身长约2.5 米,是世界上存活的体型最大的蜥蜴,它看起来像缩小版的哥斯拉。巨蜥身体矮壮,身上布满鳞片,拖着长尾巴,腿短粗;它的“肘部”被挤到两侧,因此走起路来像做俯卧撑,叫它巨蜥真是名副其实。它甚至可以两腿站立。在《银河系漫游指南》(Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)一书的作者道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams) 与自然学家马克· 卡沃丁(Mark Carwardine)合著,于1990 年出版的《最后一眼》(Last Chance to See)一书中,以前的探险者如果发现了外观令他们生厌的土地,便会把“这里有恐龙”的警示语写在地图相应的位置上,这里所说的“恐龙”可能就是巨蜥。巨蜥不断伸出的黄舌头可能让早期的探险家误认为它在喷射火焰。至少有一点可以肯定,科莫多巨蜥的口臭相当强烈——它的嘴是细菌的天堂。我们看看哪个杀伤力更强大,是科莫多巨蜥的口臭还是它的利齿?

 

澳大利亚新南威尔士大学的史蒂芬·瓦罗(Stephen Wroe)研究科莫多巨蜥颌骨的力量时,他和他的团队发现了一些奇怪的事情。在说起这些怪事之前,我需要说明的是瓦罗真正感兴趣的不是科莫多巨蜥而是比它大两倍的古巨蜥。古巨蜥身长5 米,直到大约10 万年前,它一直在澳大利亚悠闲自在地生活。科莫多巨蜥是如今存活的最像这一庞然大物的、与其有着某种亲缘关系的动物。瓦罗现在在澳大利亚新英格兰大学,通过研究科莫多巨蜥,他希望能够发现更多古巨蜥对于食物的选择。为了研究科莫多巨蜥如何咬东西,同时避免胳膊被咬的危险,瓦罗、多梅尼克·达莫尔(Domenic D’Amore)和同事用绑在两根铝棒上的肉诱惑来自世界上4 个公园的10 只巨蜥,让它们伸嘴去够。只有金属棒还不行,还需要在上面绑上橡胶以防止巨蜥弄伤牙齿;他们还安装了应变测试仪,当巨蜥的嘴咬上铝棒时便可记录其咬合力。拉力——某物体因长度发生变化而产生的力——既取决于该物体的坚硬程度,还和其所受的压力、其负重和各部分所受的力有关。随后,该团队通过测量已知的载荷量,将测量仪上的电压值转换为咬合力。

 

颌骨力量最强的科莫多巨蜥咬一下的力量是149 牛顿(牛或者kgm/s2, 之后会在本单元详述)。其他巨蜥的咬合力稍弱一些。体重大约是巨蜥二十分之一的家猫,咬一下的力量为58 牛,所以说,巨蜥这种“有趣、性感、标志性的”爬行动物不过是虚有其表。人类的体重大至和科莫多巨蜥相当,咬合力是294 牛。这样看来,被一只科莫多巨蜥咬并不比被一名橄榄球运动员咬更糟。如果科莫多巨蜥放嘴一咬就是它唯一的袭击方式,那么在丛林里与它相遇也就不那么让人害怕了。