天才“紡織家”

沫沫

蜘蛛是一位名副其實的“紡織高手”。蜘蛛網(wǎng)是蜘蛛的家，是蜘蛛賴以謀生的地方。

下面，我們將蜘蛛網(wǎng)的大致形狀畫在紙上，然后從數(shù)學角度出發(fā)，好好觀察一下這位“紡織高手”的杰作。

“螞蟻搬家晴必雨，蜘蛛結(jié)網(wǎng)雨必晴。”你聽過這句話嗎？能預知天氣的動物真不少，不過這不是重點，重點是……一起往下看吧！

蜘蛛網(wǎng)里有什么——輻線

蜘蛛網(wǎng)看起來像一把傘，其中最引人注意的是從中心點放射出去的蜘蛛絲，在數(shù)學中，我們把這樣的線叫輻線。一般來說，不同種類的蜘蛛在織網(wǎng)時引出的輻線數(shù)目不同，其中絲蛛引出的輻線最多能有42條，而角蛛最少也有21條。

蜘蛛網(wǎng)里有什么——弦和線

在蜘蛛網(wǎng)中，每兩條輻線之間連接著的比較短的蜘蛛絲就是數(shù)學中說的弦。當然，有一些蜘蛛網(wǎng)上的弦并不是平滑的曲線，而是平直的線段。那么，蜘蛛網(wǎng)中就會再添一些新“成員”——平行線。

蜘蛛網(wǎng)里有什么——扇形和三角形

蜘蛛網(wǎng)在風兒的吹拂下會微微變形，這時弦的彎曲程度就會改變。原本向著中心點凹進去的弦會向外凸，一個扇形就這樣出現(xiàn)了。而扇形有時候又會在微風的吹拂下，變成三角形。

蜘蛛網(wǎng)里有什么——對數(shù)螺線

慢慢從蜘蛛網(wǎng)的局部觀察到整體，你會發(fā)現(xiàn)在同一個扇形里，所有的弦之間幾乎都保持著一定距離，而且越靠近中心點，這個距離就越小。這就讓我們想到對數(shù)螺線。對數(shù)螺線是一條圍繞著一點不斷纏繞的曲線，它越繞越靠近中心點，但不會到達中心點。蝸牛的殼、鸚鵡螺的殼等也蘊含著對數(shù)螺線這個構(gòu)造。

蜘蛛絲的承重

不管刮風還是下雨，蜘蛛都會穩(wěn)穩(wěn)地搭在網(wǎng)上，悠閑地晃來晃去。

這都要歸功于蜘蛛絲的結(jié)實和強韌。蜘蛛絲的橫截面直徑越大，它能承載的重量就越大。把蜘蛛絲的橫截面直徑增加到1厘米，它甚至能提起重8000千克的物體。

蜘蛛絲纖維的強度大，人類對其研究后人工合成了仿蜘蛛絲，可以用于制作衣物、生物半導體等。