牛津大学科学家揭开动物神奇的运动常数之谜—————————————————————————————————————— http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2003-10-25 据最新一期的美国《新科学家》杂志撰文写道：从谷蛾到海豚，一切飞行动物和游水动物都具有其特有的运动机制，而且所有这些动物的运动机制都可以由一个神奇的常数表现出来。这一神秘运动常数的发现将向世人揭开自然界一个鲜为人知的奥秘：它不但能向人们昭示早已灭绝的鸟类是如何飞行的，而且能够帮助军方研制出各种小巧灵珑的飞行器以刺探敌方军情。
这一神奇的运动常数巧妙地描绘出了飞行动物和游水动物的运动机理，即它们在飞行或游动的时候翅膀或尾巴是怎样挥舞(振动)的。这一运动常数就等于动物翅膀或尾巴的振动频率乘以其振幅再除以运动速度。科学家们还研究发现，在大多情况下，当这一运动常数值处于0.2至0.4之间时，这些动物便具有最佳的运动效率。
科学家们早些时候就已经探明，鱼类通过晃动尾巴调整其身体姿态使其处于最有效的游动状态。如今，科学家们研究得知，鱼类处于最有效的游动状态时，其运动常数恰好就处于0.2至0.4这一范围之内。
但是，来自英国牛津大学的研究人员戈雷汉姆-泰勒、罗伯特-纳茨和埃德里安-托马斯等科学家却提出了这样一个问题：既然这一运动常数在游水动物身上具有如此巨大的意义，那么这一常数对于飞行动物来说又将如何？为了解答这一疑问，他们对42种飞行动物(如：蝙蝠、昆虫和鸟类)翼翅振动情况和其运动速度的大量资料进行了综合分析研究。结果显示，几乎所有这些飞行动物的最佳运动常数同样都处于0.2至0.4之间。
据埃德里安-托马斯先生表示：“自然界的确存在着某种令人不可思议的天数：动物要有效运动，其运动常数就必需保持在上述这个数值范围内。而且，更使你莫名其妙的是，谷蛾这种小型空中飞虫与鲸鱼这种大型海中巨兽尽管外形相去甚远，但却有着同样的运动常数”。
这一自然常数放之四海而皆准，它能够帮助生物学家们根据动物的身体构造判定那些早已灭绝了的动物曾经具有怎样的运动速度。而且，不能排除，这一自然定律很可能对外星生物也同样适用。科学家们表示：“如果在其它星球上真的存在游水生物或飞行生物的话，我们相信，它们的运动也遵循着同样的定律”。
此外，此项研究结果还将帮助军方根据昆虫的飞行机理研制出有翼飞行装置，毫无疑问，这一常数的发现将使日后研制出来的各种飞行器具有最理想的飞行性能。
目前，美国军方已经着手研制类似于飞鸟的有翼飞行器，在配备上微型摄像之后，这样的机械鸟将可能渗入敌方的任何机密要塞进行刺探。当然，军方最感兴趣的还是能够研制出体积更小、无孔不入的机械昆虫，相信这一天的到来为时不远。
牛津大学科学家们的研究结果为人类揭开自然之谜又添新篇章。如，根据他们的研究结果，一个翼长15厘米、翼振振幅为10厘米的机械间谍如果要做最有效飞行的话，其最佳翼振频率将为30次/秒。
并不排除，有朝一日某个有心人可能会从路边检起一块石子来为它装上这样的飞行装置而让这颗石子也在空中飞翔。因此，美国空军已经向以埃德里安-托马斯为首的科学家小组拔款，教其研究食牙蝇的飞行机制并揭开其如何在飞行中保持平衡的奥秘。 |
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