神秘的運(yùn)動(dòng)常數(shù)

　　①鳥(niǎo)兒在空中飛翔時(shí)，翅膀每分鐘拍幾次？每次幅度有多大？魚(yú)兒在水里游動(dòng)時(shí)，尾巴每分鐘擺幾回？每回幅度又是多少？這些問(wèn)題看上去似乎沒(méi)什么意義，難道空中的飛鳥(niǎo)和水里的游魚(yú)不是完全自由的嗎？它們的運(yùn)動(dòng)不是完全無(wú)拘無(wú)束的嗎？

　　②答案真是出乎我們的意料。看上去自由自在、無(wú)拘無(wú)束的飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物，它們的運(yùn)動(dòng)似乎恰恰遵循著嚴(yán)格的規(guī)律。科學(xué)家們通過(guò)大量的觀察和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在著一個(gè)神秘的常數(shù)，那就是它們的翅膀和尾巴的振動(dòng)頻率、振幅以及運(yùn)動(dòng)速度三者之間的關(guān)系———振動(dòng)頻率乘以振幅再除以運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算得到的數(shù)值總是落在0.2-0.4之間。

　　③比如，世界上最小的鳥(niǎo)類(lèi)———蜂鳥(niǎo)，其雙翅展開(kāi)僅有10厘米左右，飛翔時(shí)振幅大約是20厘米。蜂鳥(niǎo)的飛行速度非常快，大約能達(dá)到50米/秒。而科學(xué)家們以往觀察到的蜂鳥(niǎo)飛行時(shí)雙翅震動(dòng)頻率在50—70赫茲之間，根據(jù)上述公式計(jì)算出來(lái)的蜂鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)常數(shù)就落在0.2－0.4之間。

　　④與蜂鳥(niǎo)形體相差懸殊的海豚也是科學(xué)家們觀察的一個(gè)對(duì)象。成年海豚的體長(zhǎng)一般在3米左右，在大海里游動(dòng)時(shí)，海豚尾巴擺動(dòng)的振幅大約是1米，頻率每分鐘30次左右，游泳速度是每小時(shí)100公里。根據(jù)公式計(jì)算出來(lái)的海豚的運(yùn)動(dòng)常數(shù)是0.3，也落在0.2－0.4之間。

　　⑤這不僅僅是巧合，研究者們做了大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)機(jī)制中都存在這個(gè)神秘的常數(shù)。事實(shí)上，只有當(dāng)這一運(yùn)動(dòng)常數(shù)的值處于0.2-0.4之間，動(dòng)物們才能達(dá)到最佳的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　⑥雖然目前科學(xué)家們還不清楚為什么會(huì)存在這個(gè)運(yùn)動(dòng)常數(shù)，它的值又為什么恰恰落在0.2-0.4之間，但這一神奇常數(shù)似乎像物理學(xué)中著名的光速不變?cè)�理那樣放之四海而皆�?zhǔn)，也像光速一樣神秘。它能夠幫助生物學(xué)家們根據(jù)動(dòng)物化石的身體構(gòu)造，判斷出那些早已滅絕了的動(dòng)物曾經(jīng)具有怎樣的運(yùn)動(dòng)速度。甚至，不能排除，這一常數(shù)很可能對(duì)外星生物也同樣適用。很多科學(xué)家都表示：“如果在其它星球上真的存在游水生物或飛行生物的話(huà)，我們相信，它們的運(yùn)動(dòng)也遵循著同樣的規(guī)律。”

　　⑦此外，這一常數(shù)還能夠幫助軍方研制出各種高性能的飛行器。比如說(shuō)，一個(gè)翼長(zhǎng)15厘米、翼振振幅為10厘米的機(jī)械間諜如果要做有效飛行的話(huà)，其最佳翼振頻率應(yīng)該是30次/秒左右。目前美國(guó)軍方已經(jīng)著手研制類(lèi)似于飛鳥(niǎo)的有翼飛行器，在配備上微型攝像機(jī)之后，這樣的機(jī)械鳥(niǎo)將可能滲入敵方的任何機(jī)密要塞進(jìn)行刺探。當(dāng)然，它們最感興趣的還是能夠研制出體積更小，無(wú)孔不入的機(jī)械昆蟲(chóng)，相信這一天的到來(lái)也為時(shí)不晚。

　　1．第⑤段中加點(diǎn)的“不僅僅”“幾乎”能不能去掉？為什么？（3分）

　　答：

　　2．文章舉蜂鳥(niǎo)、海豚的例子，意在說(shuō)明什么？（3分）

　　答：

　　3．生物的“運(yùn)動(dòng)常數(shù)”在目前的科學(xué)研究中，具有怎樣的用途？（2分）

　　答：

　　4．隨著人類(lèi)對(duì)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能等研究的不斷深入，仿生學(xué)在改進(jìn)工程技術(shù)系統(tǒng)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。請(qǐng)結(jié)合日常獲取的信息再舉一個(gè)仿生學(xué)的例子。（3分）

　　答：

　　參考答案

　　1．“不僅僅”說(shuō)明不是唯一，而“幾乎”說(shuō)明不是全部，都是虛指，而非確指；如果去掉，則與事實(shí)不符，不符合說(shuō)明文語(yǔ)言準(zhǔn)確性的要求。

　　2．說(shuō)明飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物這兩類(lèi)不同動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都存在著這個(gè)神秘的常數(shù)。

　　3．它能夠幫助生物學(xué)家們根據(jù)動(dòng)物化石的身體構(gòu)造判斷其曾經(jīng)具有的運(yùn)動(dòng)速度；還能夠幫助軍方研制出各種高性能的飛行器。

　　4．示例：①模擬人腦的結(jié)構(gòu)和功能，改善計(jì)算機(jī)的性能；②模仿昆蟲(chóng)的視覺(jué)器官，制造電子眼等。
 

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