去看看動(dòng)物身上的圖案

何小凡

12歲

調(diào)皮好動(dòng)，好奇心強(qiáng)，麻煩制造者，所以大家都叫他“何小煩”。

宋大力

12 歲

何小凡與馬飛飛的同學(xué)，平時(shí)總喜歡說自己是天才，其實(shí)是個(gè)萌萌的傻大個(gè)。

馬飛飛

12 歲

何小凡的同桌兼好友。喜歡美食，零食常常不離手?！皩W(xué)霸”，遇到不懂的問題喜歡請教他人。膽小，但在危急時(shí)刻敢于挺身而出。

郝 布

X學(xué)院的老師，是何小凡、馬飛飛和宋大力的班主任。關(guān)心學(xué)生，但很嚴(yán)肅，總在課堂上或考卷中出難題，大家都叫他“ 好恐怖”。

會(huì)變色的翠鳥

“真想出去玩??！” 何小凡偷偷瞥向窗外的樹枝，一只翠鳥靈巧地立在枝頭，頗為好奇地盯著窗戶里的少年。

“何小凡，請回答我的問題?！焙虏嫉穆曇敉蝗豁懫稹?/p>

“什么問題，我怎么沒聽到？”何小凡有些摸不著頭腦。

“我猜，小凡你一定是看到了比上課更有趣的內(nèi)容，可以和大家分享一下嗎？”郝布問道。

“我在思考一個(gè)和翠鳥相關(guān)的科學(xué)問題?！焙涡》泊舐暬卮鸬?。

“明明是被發(fā)現(xiàn)上課走神……”何小凡話音剛落，旁邊的馬飛飛便撲哧笑出了聲。

“是什么問題呢？”郝布輕輕抬手，課堂重新恢復(fù)了安靜。

“我在想，翠鳥身上為什么有那些鮮艷的圖案?！笔艿焦膭?lì)的何小凡瞬間來了精神，“每種動(dòng)物都有不同的顏色，但那些動(dòng)物不論從什么角度看過去，顏色都是一樣的，”他的話引起了同學(xué)們的注意，課堂又響起了竊竊私語?！岸侵淮澍B，隨著我看它的角度不同，顏色是變化的?！毙》矝]有理會(huì)周圍的聲音，大聲說完自己的想法。

“ 小凡你的觀察很仔細(xì)?！焙虏键c(diǎn)點(diǎn)頭。

郝布老師竟然沒有批評自己上課走神，這讓何小凡更來勁兒了。

“ 那為什么翠鳥的顏色會(huì)變化？”宋大力也來了興趣，忍不住問道，“我昨天吃拉面，里面有兩片牛肉跟你說的一樣，也會(huì)變色，從側(cè)面看過去綠瑩瑩的，嚇得我趕緊扔了。”

“我也喜歡吃拉面，也看到過同樣的情況！”馬飛飛深表贊同。

“翠鳥的特殊顏色呈現(xiàn)原理其實(shí)和大力昨天看到的牛肉會(huì)變色是一樣的?！焙虏嫉脑捰忠淮巫屨n堂安靜下來，“如果我們把翠鳥的羽毛放大幾萬倍，就可以看到它的表面具有排列整齊的小鱗片，這些鱗片將綠光或者紅光反射出去，讓別的顏色的光透過，這樣我們看到的翠鳥就呈綠色或者紅色了。這就是結(jié)構(gòu)色?！?/p>

郝布又補(bǔ)充道：“牛肉也是同樣的原理，在切肉的過程中，其表面的肉纖維形成了有序的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)特定的色彩反光?！?/p>

何小凡眼睛滴溜一轉(zhuǎn)，追問道：“那斑馬身上也有奇怪的黑白條紋，是不是也有它特殊的形成原因呢？”

“所以明天的科學(xué)課主題是：斑馬身上的條紋是怎么來的！請同學(xué)們準(zhǔn)備相關(guān)的課前材料?！焙虏季谷挥煤涡》驳膯栴}作為今天的結(jié)束語。果然，出難題才是老師的特長。

“ 郝老師的意思是那牛肉沒壞？”大力還在想著自己的問題。

“ 對，沒壞。”馬飛飛回答道。

“啊，那我豈不是全都浪費(fèi)了！”大力感覺自己遭受了很大的損失，懊惱地提高了嗓門。

云端動(dòng)物園

為了完成科學(xué)課的準(zhǔn)備活動(dòng)，何小凡、馬飛飛和宋大力結(jié)成的學(xué)習(xí)小組商量決定，一起去往城里新開放的“天空之境”動(dòng)物園近距離觀察斑馬，尋找形成它們身上特殊條紋的線索。

“不只斑馬身上有條紋，長頸鹿也有特殊的斑點(diǎn)，就連我家的貓，身上都有漂亮的斑紋……”何小凡喃喃自語道，他轉(zhuǎn)頭問身邊的小伙伴，“飛飛，大力，你們有沒有什么想法？”

“直接去問問動(dòng)物們不就好啦。據(jù)說這里的動(dòng)物可以和游客實(shí)現(xiàn)真正的交流?！彼未罅Φ淖⒁饬σ驯晃×恕高^浮空車的玻璃，他看到了半空中巨大的全息投影廣告。

天空之境動(dòng)物園，和動(dòng)物來一次心靈的溝通。

遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，天空之境動(dòng)物園像是一個(gè)頂天立地的大蘑菇，人們從“蘑菇”的根部坐電梯來到頂端的陽光平臺(tái)觀看動(dòng)物。

“能撐起這么大一片建筑，它根部的材料一定很結(jié)實(shí)。”馬飛飛從包里拿出了一包零食，邊吃邊嘖嘖稱奇。

三人迫不及待地從浮空車接駁處趕到動(dòng)物園門口，乘坐高速電梯快速上升。

“這東西看起來可不結(jié)實(shí)?！焙涡》埠闷娴厍昧饲脡Ρ诤筒ＡВl(fā)現(xiàn)它們比想象中的要薄很多。

“ ?。磕憧刹灰獓樜?！”上一秒還在興奮地東張西望的馬飛飛突然覺得零食不香了。

“你們好，我是智能導(dǎo)游，現(xiàn)在由我來解答你們的疑問?！币粋€(gè)柔和的聲音響起，仿佛來自每一個(gè)人的身邊。

“ 請問這個(gè)動(dòng)物園不會(huì)塌嗎？”宋大力的問題總是這么直接。

智能導(dǎo)游用輕松的語調(diào)說道：“雖然我們的動(dòng)物園看起來宏偉壯觀，但是整個(gè)建筑的重量卻非常輕，甚至比空氣還要輕，也許我們更要擔(dān)心它被‘ 吹跑’了。”

“比空氣還輕？”宋大力驚出聲，三人都感到不可思議。

“是的，我們的建筑利用的是凝聚了最新科技的氣凝膠材料，這種材料非常輕且結(jié)實(shí)，同時(shí)又隔熱，能讓動(dòng)物們的房間冬暖夏涼，可以說是擁有如同‘天空之境’一般的美妙環(huán)境。為了人類的喜好就把動(dòng)物關(guān)在有限的空間中，并不是很好的行為?！?智能導(dǎo)游解釋道，“所以，我們用仿真虛擬技術(shù)模擬出真實(shí)的動(dòng)物，它們看起來不僅栩栩如生，還有真實(shí)動(dòng)物沒有的能力——跟人類對話的交互設(shè)計(jì)?！?/p>

“那我們可以問它們問題嗎，比如斑馬身上的條紋是怎么來的？長頸鹿身上的斑紋是怎么來的？”何小凡問道。

“當(dāng)然可以，不過……”智能導(dǎo)游似乎有點(diǎn)兒猶豫，“ 也許它們也不知道?！?/p>

會(huì)說話的動(dòng)物

天空之境動(dòng)物園中，剛抵達(dá)的三個(gè)小伙伴深受震撼：天空似乎觸手可及，鋪滿青草的地面異常柔軟，云朵飄浮在身邊，不時(shí)有三三兩兩的動(dòng)物在遠(yuǎn)處出沒。

“我們架設(shè)了無線智能通信系統(tǒng)，只要接入園區(qū)內(nèi)的云端，便可以和動(dòng)物們進(jìn)行無障礙交流了?！敝悄軐?dǎo)游的聲音又一次在身邊響起。

三人連忙將自己的通信設(shè)備接入。

“恭喜你們成功連接云端，如果有什么疑問請隨時(shí)叫我。”智能導(dǎo)游的聲音漸漸消失。

“我們趕快去問一問吧。”何小凡一馬當(dāng)先，馬飛飛與宋大力緊隨其后。

“感謝天空之境動(dòng)物園為我準(zhǔn)備這么一塊涼爽的地方，還有這大水池，讓我喝水也不用那么費(fèi)力了。”一個(gè)聲音響起，隨后一個(gè)巨大的身影出現(xiàn)在他們右前方。

“長頸鹿！”三人第一次離長頸鹿這么近，不由感嘆長頸鹿的高大。

“是的，你們好，人類?！遍L頸鹿埋頭看看他們，似乎很高興，“在非洲老家的時(shí)候，每次喝水我都需要把頭整個(gè)低下去。你們也知道由于脖子太長，我的血壓是你們?nèi)祟惖膬杀抖?，所以每?dāng)我喝水的時(shí)候，都感覺自己快要暈過去一般。你們看看這……”

“我們想問問你，你身上漂亮的圖案是怎么來的？”何小凡連忙提出了問題。這只長頸鹿似乎有說不完的話，如果不打斷，它可能會(huì)一直說下去。

“ 我身上的斑紋？”長頸鹿左右扭頭看了看。

“以你們?nèi)祟惖难酃?，它可能算得上漂亮，但對于我們而言，它只是皮膚的一部分而已?！?長頸鹿舔了舔自己的身體，“我們每只長頸鹿身上的斑紋都不完全相同，但我并不知道它們是怎么來的。不如你們?nèi)枂柊唏R，它們也有特殊的圖案?！?/p>

斑馬總是成群結(jié)隊(duì)地活動(dòng)，當(dāng)見到三人時(shí)，好奇的斑馬們擁上前來將他們團(tuán)團(tuán)圍住。

宋大力仔細(xì)打量了下離自己最近的一頭斑馬身上的黑白條紋，說道：“我們想來問問，你們身上這種漂亮的圖案是怎么來的？”

“我們身上的條紋圖案可是獨(dú)一無二的?！卑唏R們對此很自豪，七嘴八舌地說了起來，“我們的條紋其實(shí)具有很好的保護(hù)作用?！薄皼]有這些條紋，我們可活不下來。”

“保護(hù)作用？你們不是生活在大草原嗎？保護(hù)色難道不應(yīng)該是黃棕色，像獅子那樣？”何小凡忍不住發(fā)問。

“保護(hù)色當(dāng)然是一種保護(hù)，但是我們的條紋圖案是另一種形式的保護(hù)。你們?nèi)祟惞芩凶饕曞e(cuò)覺?！币活^高大強(qiáng)壯的斑馬走上前來，“我們身上有密集的黑白條紋，當(dāng)我們奔跑或者靜止不動(dòng)的時(shí)候，會(huì)給捕食者帶來一定的錯(cuò)覺，在它們眼中，與我們的距離遠(yuǎn)近和我們的身形大小都會(huì)有變化，讓它們難以快速準(zhǔn)確地判斷我們的輪廓，在大草原上，多爭取的每一秒都能夠決定我們的生死?！?/p>

“ 那你們身上為什么會(huì)有條紋呢？”宋大力沒有忘記來此的目的。

斑馬們沉默了，片刻之后紛紛打起響鼻。

“ 我們出生后就是這樣了?！?/p>

看來，在斑馬群這兒是找不到答案了。三人決定去往下一個(gè)目標(biāo)。

隨后，馬飛飛、何小凡和宋大力去茂密的森林邊問了悠閑散步的梅花鹿母子，去水族館的深處問了小丑魚，甚至鼓足勇氣喚醒熟睡的老虎，得到的答案都是“ 我們天生就是這樣”。

“ 這個(gè)問題好難啊?！焙涡》灿悬c(diǎn)兒泄氣。

馬飛飛伸手從包里拿零食，卻掏了個(gè)空，她的眉頭更皺緊了幾分。

“既然已經(jīng)在動(dòng)物園完成了對一個(gè)科學(xué)問題的基礎(chǔ)信息收集，那你們下一步可以去哪里呢？”正當(dāng)三人一籌莫展之際，一個(gè)熟悉的聲音從同學(xué)們的手腕上響起。

“ 郝老師！”三人驚喜地收到了來自郝布的語音信息。

原來，宋大力在梅花鹿處沒有得到答案時(shí)，就偷偷給老師發(fā)了消息，希望他能給大家自發(fā)組織的這次研學(xué)活動(dòng)提供幫助。這時(shí)，三人才明白過來：對了，還可以回X學(xué)院尋求幫助呀！

科學(xué)的路徑

“我們回來啦。”何小凡率先走進(jìn)郝布的辦公室，小聲嘀咕，“跑了好大一圈卻沒什么頭緒……”

“科學(xué)的探索和發(fā)展從來都不是一帆風(fēng)順的，總會(huì)走一些彎路，這跟我們的學(xué)習(xí)一樣?！焙虏汲雎暟参?，“科學(xué)的探索如同盲人摸象，科學(xué)家們只能依據(jù)自己有限的科學(xué)知識(shí)做出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。你們剛剛便完成了一次假設(shè)的驗(yàn)證，就是根據(jù)已知的問題，去找動(dòng)物進(jìn)行詢問。雖然這不是一次成功的驗(yàn)證，但卻是一次成功的假設(shè)?！?/p>

“我明白了，也就是說，科學(xué)家面對問題都會(huì)從不同的方向進(jìn)行探索?！彼未罅W(xué)到了一些新的東西。

“去動(dòng)物園實(shí)地探訪是一個(gè)方向，這個(gè)效果不好，去實(shí)驗(yàn)樓求助更專業(yè)的設(shè)備或是專業(yè)人士也是一個(gè)方向?！焙涡》惨裁靼琢恕?/p>

“ 完全正確！”郝布點(diǎn)點(diǎn)頭。

“請問郝老師，斑馬為什么會(huì)有條紋？”何小凡一本正經(jīng)地向郝布提問道。

“斑馬身上條紋的產(chǎn)生，其實(shí)是一個(gè)涉及物理、化學(xué)和生物的復(fù)雜問題，科學(xué)家們雖然沒有百分百理解其原理，但將之稱為圖靈斑圖?！?/p>

“圖靈？我們在計(jì)算機(jī)課程上學(xué)習(xí)過，他是一位橫跨諸多學(xué)科的科學(xué)家，被人們稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父和人工智能之父?！瘪R飛飛不愧是學(xué)霸，但學(xué)霸也有不知道的知識(shí)，“圖靈斑圖就是他提出的概念吧？這是什么意思呢？”

“沒錯(cuò)。我們一起去生物實(shí)驗(yàn)室看看到底是怎么回事吧。”郝布帶著同學(xué)們進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室，操作了一番桌上的電腦，站在電腦屏幕前的四人瞬間便被彩色光影籠罩。

“圖靈斑圖的形成大致可以這么理解：比如有兩種材料，當(dāng)它們的濃度都達(dá)到一定程度時(shí)，便會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成新的物質(zhì)，就好像兩種顏色混合，就會(huì)產(chǎn)生新的顏色一樣?！焙虏颊f到這里，眾人眼前出現(xiàn)了黃色和藍(lán)色的小球，數(shù)量足夠多、足夠密集的黃色和藍(lán)色小球合在一起，便形成了密集的綠色小球，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就是一條綠色條帶。

“可這個(gè)也不是很多條紋的組合呀?！彼未罅σ苫蟮?fù)蠐项^。

“產(chǎn)生新顏色是因?yàn)榕鲎驳牟牧狭Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)速度一致，如果兩種材料的速度不同，就不會(huì)產(chǎn)生新的顏色?！焙虏佳a(bǔ)充道。

話音剛落，兩種小球便開始滾動(dòng)起來，只不過黃色小球的速度要慢于藍(lán)色小球，當(dāng)黃色小球的數(shù)量不足之際，正密集形成的綠色區(qū)域就戛然而止，重新變成藍(lán)色和黃色小球的混合體。

“當(dāng)兩種材料的數(shù)量比例再次達(dá)到一定程度，同時(shí)運(yùn)動(dòng)速度也一致時(shí)，便又產(chǎn)生新顏色?！焙虏冀忉尩?。

此時(shí)，遠(yuǎn)方飛快滾來更多的黃色小球加入，因此綠色條帶又出現(xiàn)了。循環(huán)往復(fù)之間，一條又一條綠色的條帶在同學(xué)們面前形成。

“可我還是不理解，為什么粒子相互碰撞后會(huì)形成斑馬身上的黑白條紋?！焙涡》财诖剞D(zhuǎn)向郝布追問道。

“目前還沒有針對圖靈斑圖的透徹解釋，一些科學(xué)家認(rèn)為，圖案的生成發(fā)生在動(dòng)物胚胎發(fā)育過程中，它們體內(nèi)的某些化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)使其有了條紋、斑塊等圖形結(jié)構(gòu)?！焙虏冀獯鸬?。

“原來還沒有完全研究明白呀。”何小凡有點(diǎn)兒失望。

“這不是好消息嗎，這些問題的答案都等著你們未來去探索啊?！焙虏冀o大家鼓勁兒。

“也對！等我以后大展拳腳，就能徹底弄明白那些動(dòng)物身上的圖案到底是怎么回事了。”何小凡大聲宣布。

馬飛飛自信地補(bǔ)充道：“不只這個(gè)，我們未來還會(huì)弄明白更多未解之謎，突破更多前沿科技?！?/p>

宋大力舉起手，“ 還有我，我也要加入！”

“只要你們堅(jiān)持探索，大自然里那些充滿科學(xué)謎團(tuán)的細(xì)節(jié)，總有一天會(huì)全部露出它們的‘真面目’！”郝布欣慰地點(diǎn)點(diǎn)頭。

雖然這次的課前準(zhǔn)備還不夠圓滿，大自然的“圖案”卻已留在了同學(xué)們心中，“探索精神”的小種子也埋在了每個(gè)人的心底，等待開花結(jié)果的一天。