和蜘蛛合作一場音樂演奏

袁則明

蜘蛛在地球上至少結了1.4億年的網，只是過于尋常，所以它一直默默無聞，也很少有詩文抒頌。但近些年來，蜘蛛突然紅火了起來，它先后被請進了電影《蜘蛛俠》和多名科學家的實驗室。美國麻省理工學院的材料工程師馬庫斯·比埃勒就認為蜘蛛編織網的過程，很像一個人正在作曲，因而，他帶領團隊成員試圖將蜘蛛的“曲譜”轉化為音樂旋律。

蜘蛛織網看起來很復雜，實際上蜘蛛只用不到一個小時就能織成。它是先懸一根絲，從中心向外拉幾條成輻射狀的主絲，像傘撐開后的骨架;其次，拉幾道網孔很大的臨時螺旋絲來固定骨架，到此，它拉的絲都沒有黏性;然后，它會從外圍正式向內安置帶黏性且緊密的螺旋絲，并把臨時螺旋絲吃掉，等織到了中心后，一張極其對稱的“八卦”網便大功告成;最后，它瀟灑離開網，躲藏了起來。

蜘蛛的視力不太好，又躲藏起來了，那么，它怎么知道自投羅網的是什么物體呢？原來，它依靠的是網絲的振動。蜘蛛的絲是一種骨蛋白，初為黏稠的液體，遇到空氣便很快凝結，且強韌而富有彈性。它的腿上有裂縫狀的振動感受器，通過網絲振動的頻率，就能準確地判斷是風還是葉，或是大小昆蟲來到了自己的“餐廳”，并能毫厘不差地定位獵物，快速地通過無黏性的“跑道”將其捕獲。

在普通人看來，蜘蛛絲都是一樣的，為什么頻率不同呢？這是因為蛋白質分子中含有20種氨基酸，而每一種氨基酸發出的頻率并不相同，所以蜘蛛將氨基酸進行排列組合，在網上交叉搭配，就出現了各種神奇的振動頻率。比埃勒正是由頻率想到了聲音，并把20種氨基酸對應成20種音階，使蜘蛛的這手絕活轉化成了聲音，再映射到音樂理論上。這項研究得到了藝術家托馬斯·薩拉瑟諾的支持，他用蛋白質模擬制作了一個蜘蛛網，可是效果并不理想，問題在于他把蜘蛛網制成了二維空間的平面，實際上大多數蜘蛛構建的網都是三維空間，所以發出的聲音自然大相徑庭。

怎樣使網絲的聲音更加完美？薩拉瑟諾創建了一種類似豎琴的互動樂器，先用激光掃描蜘蛛網的二維橫截面，再利用計算機算法重建三維網絡，然后將特定頻率分配給模擬網線用作音符，最后把音符在網線的三維結構中以各種模式組合起來，便可以生成旋律。

這種旋律類似一個和弦，但不會清越、繞梁。科學家們只不過像3D打印一樣，復制了這種復雜的結構，并通過這種可聽的旋律了解蜘蛛如何對網上變化做出反應，以及研究構網過程，之后再將這種生命現象和機械原理加以比較后進行仿生。

目前，比埃勒對蜘蛛“譜曲”的研究已經有了初步結論。他認為人類若能采用蜘蛛的方法，就能在人造結構設計中內置修復機制，以防患于未然。比如，橋梁如果內設修復機制，就能及時發現問題，而不會等到斷裂后再修復，使得整個建筑結構變成一個活的有機體。

對蜘蛛的研究還有很多，涉及各方面的科學。比如，人類根據它麻醉的方法，研究出了神經系統的藥物;俄羅斯科學院基因生物學研究所專家在對蜘蛛網進行研究時發現，蛛絲材料硬度比同樣厚度的鋼材高9倍，彈性比最強彈性的其他合成材料高2倍，加工后可以制造輕型防彈背心、降落傘、防護材料和車輪外胎等。