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上海科技館(五)

 二氧化硅2012 2020-04-04


無線網絡


相對於目前普遍使用的有線網絡而言,無線網絡是一種全新的網絡技術。目前,無線網絡主要有手機移動無線網絡和無線局域網絡兩種形式。


無線網絡通過無線電波傳遞信息,在信號覆蓋的範圍內,只要你的計算機裝有無線網卡,就可以在任何一個地方盡情享受網絡衝浪的樂趣。你再也不用遷就網絡接口的布線位置,家裡和辦公室再也不會被一根根網線弄得亂七八糟了。



網絡安全


隨著計算機網絡的快速發展,網絡環境變得越來越複雜,網絡的安全問題日漸突出。網絡系統中的硬件、軟件、系統中的數據,以及存儲、傳播和使用網絡信息的過程常會受到偶然的或者惡意的干擾和破壞。因此,發展網絡安全技術十分重要。


目前常用的網絡安全技術有安裝防病毒程序,安裝防火牆軟件,加密數據,使用認證技術等,還可以將內部網與外部網斷開,確保內部網絡不會受到外界攻擊。



現代通信技術


十九世紀,人類第一次實現電信號距離通訊。自那以後,通訊技術發生了巨大變化。現在,我們不僅有電通訊,還有光通訊;不僅有地面的有線、無線通訊、還有衛星通訊,而計算機技術的引入 更使通訊進入了數字化的時代。


現代通訊技術,尤其是結合了計算機技術、因特網技術和衛星技術,不僅使通訊的效率大大增加,而且傳輸的信息更加豐富。今天,通訊網絡已經覆蓋了全球,無論你在哪裡,都可以方便地取得聯繫。



信息傳遞的發展 電腦揭密



計算機是如何工作的


不同計算機的外形各異,功能也有差別,但工作原理基本相似。首先,計算機將外部數據讀入「主存儲器」,然後由「中央處理器」(CPU)對數據進行運算處理,處理後的數據或存入「外部存儲器」,或送到輸出設備中顯示、打印,還可以被發送給其他計算機……這一切,都在「程序」的控制下進行。



信息時代


計算機及網絡的應用日益廣泛,信息正在成為生產力發展的重要資源。迅速發展的信息技術不僅對社會產生著重大影響,也使得我們的觀念和生活方式發生深刻變化。人類已步入信息時代,這一時代必將譜寫出人類文明的新篇章。


信息時代展區有許多跟信息技術相關的展品,還有虛擬實驗室、虛擬現實演示和遊戲等。讓我們在愉快的活動中去認識信息技術,體會信息時代的魅力吧!



信息的存儲



計算機如何存儲信息


今天,一台小小的計算機就可以「裝下」整整一座圖書館的藏書。計算機如何存儲如此大量的信息呢?原來,這些信息都被轉變成二進制數字「0」和「1」,然後被存儲在各種介質上。計算機存儲信息的方式跟介質的材料有關,例如:


磁介質:在磁性材料上留下兩種不同的磁性特徵,一種代表「0」,另一種代表「1」。


半導體介質:通電時,在特定半導體電路上產生低電位和高電位,分別代表「0」和「1」。


光介質:用激光在光盤反光層上刻出一個個凹坑,用能否反射激光分別代表「0」和「1」。



計算機輸入、輸出信息的設備


計算機「本領」大小,跟輸入、輸出信息的設備有密切關係。由於信息多種多樣,所以輸入、輸出的設備也有許多種。


常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、數碼相機、數碼攝像機、話筒等,它們分別用來輸入文字、命令、圖像、視頻和語音等。


常見的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀和揚聲器等,它們分別用來輸出文字、圖像、視頻和聲音等。



計算機信息倉庫——存儲器


存儲器是計算機「堆放」信息的倉庫,主要有主存儲器(又稱內存)和外部存儲器兩類。


主存儲器:存放當前正在運行的程序和數據。主存儲器分為隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。RAM中的數據可以隨時修改,ROM中的數據不能修改。斷電後,RAM中的數據通常會丟失,而ROM中的數據則不會丟失。


外部存儲器:半永久性地保存大量的數據。外部存儲器種類很多,常用的有軟盤、硬盤、磁帶、光盤、磁光盤和U盤等等。



信息傳遞方式的發展


古時候,人們通過點燃烽火台火把和策馬飛馳來傳遞消息。後來,電信號成為遠距離通訊的主要載體,電報和電話就是最典型的例子。今天,運用互聯網技術建立起來的信息高速公路,已經將我們的地球聯接成一個大家園。


未來,信息傳遞將變得更迅捷、更準確、更方便。信息傳遞方式的變化不僅反映了科技的進步,它還折射出人類社會文明發展的歷程。



光存儲技術


當代光儲存技術能夠在一張直徑12釐米的光盤上,用幾十億個寬度為0.5微米的細小凹槽來記錄信息。這些凹槽沿著一條寬僅1.6微米的螺旋型軌道從光盤中心向外依次排列,一張盤片上的軌道總圖數可達兩萬余圈,總長度超過5000米。當讀取信息時,聚焦的激光束沿著螺旋軌道移動、根據凹槽和平面激光反射率不同的原理,還原出光盤上的信息。本摸型是參照實際光盤驅動器的結構,以1:7的比例放大製成。



編碼與解碼基本原理


這裡有9種圖形卡,分別代表了12種動物的不同特徵。請你根據對12種動物特徵的觀察和比較,從9種卡里選擇4張組合成組來代表某一種動物,送入識別筒。當你組合的圖形卡正確表達了這種動物的特性,大屏幕上就會出現這種動物。


我們選擇和組合代表動物特徵的一組圖形卡就是一般意義上編碼的過程;而計算機通過內部程序的運算,識別出特徵信息就是解碼的過程解碼與編碼是我們與計算機溝通的一種基本方式。


編碼與解碼遊戲方法


1.這裡有12種動物:牛、大象、老虎、河馬、熊、鹿、驢、狼、猴子、黃鼠狼、兔子、有角蜥蜴,請觀察比較它們的特徵;
2.從12種動物中確定一種作為遊戲目標;
3.根據編碼盒里的提示,選擇4張能代表目標特徵遊戲目標特徵的圖形卡組合成一組送入識別筒;
4.圖形卡的組合正確表達了遊戲目標的特徵,大屏幕顯示這種動物;
5.選擇組合不正確可以再做一次。



編碼與解碼


計算機只「認識」二進制數字「0」和「1」,所以必須對輸入、輸出計算機的各種信息進行編碼和解碼。


編碼就是用二進制數字序列表示文字、圖像和聲音等信息;解碼就是將那些二進制數字序列還原成文字、圖像和聲音等。計算機編碼和解碼都是通過預先編制的程序自動完成的。


你會「編碼」和「解碼」嗎?


1.選擇一種動物,並找出它的四種特徵,如是不是長角、吃什麼東西等。

2.從代表不同特徵的模塊中選取相應的四種,拼裝起來,放入識別筒。


如果你做對了,就會在屏幕上看到你所選擇的動物的圖像。



摩爾定律與芯片製造技術



機器人世界


以簡單的自動機械為基礎的傳統機器人技術開始轉變為基於信息技術為基礎的現代機器人技術。機器人的適用範圍滲透到人類活動的各個領域。機器人世界展區讓遊客在各種與機器人有關的活動中,瞭解機器人技術是結合了多學科技術的綜合性技術。在裡面遊客可以觀看到機器人做操,跟機器人比射箭,看機器人跳舞,體會到機器人給你帶來的樂趣。



機器人的「道德」


想象一下,當機器人變得越來越有「智慧」,本領也越來越大時,它們會不會反抗人類,給人類帶來威脅呢?看來,機器人也要有道德約束。1950年,美國著名的科幻作家阿西莫夫,提出了機器人的倫理綱領:


1.機人不應傷害人類。2.機器人應遵守人類的命令,但與第一條違背的命令除外。3.機器人應能保護自己,但與第一條或第二條相觸者除外。科技界一直將這個綱領作為開發機器人的准則。


工業機器人


工業機器人一般用於製造業中,它們特別適合完成具有大批量、高質量要求特徵的工作。有時候,工業機器人的樣子並不太像人,但它們確實能代替人完成許多工作。例如,在自動化生產線中,人們經常能看到機器人的「身影」,它們從事著焊接、噴漆、切割、電子裝配等工作;在物流系統中,機器人搬運、包裝、碼垛等樣樣在行⋯⋯



在工業領城,有很多機器人操作手臂代替人類不知疲倦地工作著,它們從事著各種各樣的工作,如點焊、弧焊、噴漆、裝配、切割、搬運、包裝碼垛等等。



機場服務機器人



機場服務機器人的原理


機場服務機器人為什麼能聽「懂」你的話,還能「認出」你要的「包裹」呢?這是因為機場服務機器人具有語音識別和圖像識別功能。語音識別技術讓機器人有了「聽」的本領,而圖像識別技術讓機器人具備「認」的本領。


機場服務機器人操作說明


只要說出「包裹」的顏色,機器人就會把你想要的「包裹」拿給你。不信就試試吧!


1.對著話筒說出「包裹」的顏色。

2.觀看機器人提取「包裹」的過程。


注意:說話時語速要平緩,吐字要清晰。



與機器人下棋

機器人下棋的原理

機器人為什麼能與你下棋呢?秘密在棋盤背後。在特製棋盤下有一塊裝著光電傳器的電路板。當你落子時棋子擋住了光線,光電傳感器「感受」到這一變化,並把信號傳輸給計算機。

計算機處理收到的信號,判斷落子位置,再結合對棋譜的分析,「指揮」機器人跟你對弈。

操作說明

你想和機器人切磋一下棋藝嗎?那就趕快行動吧!

1.按下「開始」按鈕。

2.請執黑子先行,在30秒內落子,並按「確認」按鈕。

3.先在任意一個方向上連續排列五個棋子者獲勝。

注意:靠走棋子,多下子,超時或確認後又悔棋,都屬於犯規。


智能控制機器人


智能機器人能「感知」,能「思考」,能根據外界環境的信息自行判斷和決策,自動地調整自己的行動。與固定程序機器人相比,智能控制機器人的功能更完善,系統更複雜。


比如,排雷機器人(一種智能機器人),它能夠「辨認」出障礙物,機智地繞過去,他還能「感覺」出雷區泥土的鬆軟程度和暗藏的拉線,從而發現並排除地雷。



會做操的機器人


固定程序機器人


固定程序機器人對外界環境的變化無法自動地做出調整,它只能按照人們預先編制好的固定程序來運行。如果要使固定程序機器人做出不同的動作,就要給它輸入不同的程序。


比如在「會做操的機器人」中,一個程序對應一組動作,只要程序不變,機器人的動作就不變,要想改變表演的動作,必須給這些機器人輸入新的程序。


機器人會做操的原理


這裡的機器人為什麼能夠表演不同的做操動作呢?


原來,當你選擇一種動作表演形式時,也就啓動了對應的固定程序。固定程序「指揮」機器人動作的幅度和方向,因而產生了不同的動作姿態。選擇不同,啓動的程序就不同,所以機器人的動作會隨著樂曲的變化而變化。



什麼是機器人?


要給機器人下一個確切的定義,其實並不簡單。1967年,日本科學家森政弘與合田周平提出:「機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器」,這個定義具有一定代表性。隨著機器人技術的發展,新機型、新功能不斷湧現,機器人的內涵越來越豐富,所以我們對機器人的定義也在不斷充實和創新。


ROBOT的由來


1920年,捷克作家卡雷爾·卡佩克發表了科幻劇本《羅沙姆的萬能機器人》。劇本中的機器人名叫羅伯特(Robot),它們一直受著主人的奴役,後來奮起反抗,終於獲得了「自由」。這個劇本引起了人們對機器人的關注。


後來,在許多不同的語言中,Robot就成了機器人的代名詞。



古代機器人


我國西周時期,一位名叫偃師的巧匠造出了能歌善舞的木偶,這可能是世界上最早的機器人。在亞歷山大時代,古希臘人也曾造出一尊以水、空氣和蒸汽壓力為動力的雕像,據說它能自己開門,還能用蒸汽唱歌。古代機器人就是指那些單純機械結構的仿人機器,但是它們不能感知外界信息,更不能對信息進行自動處理,所以只能「勞動」,不會「思考」。


現代機器人


1973年,第一台由小型計算機控制的工業機器人問世,它是一種能做出仿人動作、可重復編程的自動化生產設備;它能在三維空間完成各種作業。到20世紀80年代,許多機器人產品已經是具有感覺、思考、決策和動作能力的智能機器人。現代機器人是一個集機械、自控、通信等多種技術於一體的複雜系統。


機器人的未來


你能想象嗎?有朝一日,會有一個機器人「秘書」幫你處理繁雜的事務;會有一個機器人「管家」幫你燒飯洗衣,管理家務;你能想到嗎?醫院裡,為病人做手術的是一個機器人「醫生」⋯⋯


這些並非是幻想。因為,機器人的智能化技術正在日趨成熟,它們離普通人的生活已越來越近。未來,機器人將來到我們身邊,成為人類「聰明伶俐」的好幫手。



魔方機器人



與機器人比射箭的原理


這裡有兩個機器人「運動員」,一個握弓,一個射箭,相互配合來完成射箭動作。它們是通過程序控制的,不僅定位精確,動作協調,還能互相「幫助」,具有良好的「合作」能力。


參與比賽的遊客還能通過上方的兩台顯示器觀察到自己的射箭結果。



特種機器人


除工業機器人之外,用於非製造業的,並為人們完成某種特殊任務的各種先進機器人,都是特種機器人,如服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人等。


例如,科學家把海洋探索的重任托付給水下機器人;日本的「海溝」號海底機器人成功地到達了深達萬米的馬里亞納海溝;美國的「阿爾文」號海底機器人進行過3500多次各種海洋科學探索,它曾在地中海850米深的海底找到了一顆遺失的氫彈,還成功地探索了沈睡海底多年的「泰坦尼克」號。



機器人排險的原理


排險機器人是智能機器人。點火後,機器人通過控制軟件發出的信號鎖住目標,確定起火位置,然後通過磁導航系統進行軌跡導引,計算出最佳行進路線。行進中,它會自動識別並避開障礙物。到達著火點後,自動啓動滅火裝置進行滅火。



機器人畫家在線體驗


1.掃描下方二維碼,關注上海科技館微信公眾號。

2.進入上海科技館微信公眾號,選擇微分享機器人畫家。

3.點擊在線畫家體驗按鈕後請先註冊或登陸上海科技館公眾網。

4.請選擇畫像類型(單人畫像、雙人畫像、預製圖案畫像)。

5.選擇單人或雙人畫像後推薦在現場自拍區進行自拍並上傳照片。

6.上傳成功後可預覽機器人畫像效果圖,如果不滿意可返回重新自拍上傳。

7.畫像滿意後可使用微信分享給朋友或者朋友圈獲得電子版的機器人畫像。

8.現場取畫功能可選擇作畫時間給機器人畫家發送現場作畫指令。

9.请妥善保管取画码,并于机器人作画时间后到现场取画。



機器人「音樂家」的原理


機器人「音樂家」是一種仿人型機器人。這種機器人的手指具有啓動迅速和定位準確的能力。在預先編制的程序控制下,機器人手指的動作靈活、嫻熟、協調、逼真,隨著樂曲音律的變化而變化,與音樂的節奏保持完全一致。



機器人技術


機器人技術綜合了控制論、機構學、仿生學、計算機技術、信息技術、傳感技術和人工智能等,是當代研究十分活躍的高新技術。


隨著機器人技術的不斷發展,機器人的應用日益廣泛。機器人能替代人類「上刀山、下火海」,完成許多人力難以完成的任務,成為人類認識和開拓自然界的有力工具。



機器人的機械結構


為了實現機器人的某種功能或動作,人們設計了各種機械零件,然後把這些零件安裝、組合,構成機器人的機械結構。


一般,機器人的機械結構由傳動件、執行件和機件等部件構成。隨著人類對機器人功能的要求越來越高,以及製造工藝的不斷進步,機器人機械結構的製造越來越精巧,機器人機械結構的設計也越來越富有創造性。


機器人的動力結構


機器人的活動需要動力系統支持。機器人的動力系統包括動力源和傳動部件。根據動力源的不同,動力系統可分為電動、液壓、氣動三種。機器人動力系統中的傳動裝置更是十分精巧。


科學家們還研製成功了一種聚合物,它是動物肌肉的仿生材料,這種材料能把化學能轉變為機械能,並靠聚合物的伸縮實現肌肉的運動功能。



機器人的「智商」


其實,機器人的「智商」來自於高性能的計算機。根據人們編制的程序指令,計算機處理內部或外部的信息,並快速地做出判斷,指揮機器人行動。計算機處理信息的能力越強,機器人的「智商」就越高。


具有高「智商」的機器人是否會比人更「聰明」呢?這一直是科家們爭論不休的話題。


機器人的「感覺器官」


機器人的「感覺器官」是傳感器。傳感器把「感覺」到的各種物理和化學信號轉化為電信號,輸入到計算機處理,然後由計算機作出判斷,去控制機器人的動作。


有了傳感器,機器人能「感覺」自身內部和外部環境的各種變化。許多傳感器能「感覺」到人類感覺不到的變化,因此可以說,機器人的本領有時候比我們大。



機器人與仿生


你知道嗎?美國研制的機器金槍魚,它能夠橫渡大西洋的海域,游動時速達到9.7公里;它還具有測量海水的溫度、密度和流速的本領。機器金槍魚就是採用仿生技術的機器人。


仿生技術是一門用模擬自然界生物系統的特徵,提高各種實用機器效率的科學技術。仿生機器人就是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人,它具有廣闊的發展前景。


多機器人的系統集成


現代單體機器人已經具備了感知、交互和自主行為等能力。將這些具有初級智能的單體機器人有機地組織起來,通過個體之間的相互合作、交流、配合及合理分工,來大大提升機器人的能力、完成單體所不能完成的複雜任務,這就是多機器人的系統集成技術。


比如,現代足球機器人、多工位的機器人為多工位的機器人自動化等,就是多機器人系統集成應用的典型例子。



机器人世界


地面二層


地面二層是科技館二期展館之一,內有地球家園、信息時代、機器人世界、蜘蛛展四個展區。



上海科技館科學影城擁有四個風格迥異的特色影院:IMAX立體巨幕影院、 IWERKS 四維影院、 IMAX 球幕影院、太空數碼影院。這四個特色影院分布在科技館的展區中,組成了亞洲地區最大的科學影城。


影城共有800多個座位。巨幕影院、球幕影院位於地下一層,四維影院位於地面一層,太空影院位於地面三層。



巨幕影院


IMAX立體巨幕影院是中國大陸首家立體巨幕影院。


立體巨幕影院銀幕巨大,高18.3米,寬24.3米(相當於6層樓房的高度),可容納觀眾441位。立體巨幕影院的放映設備採用70毫米15齒孔IMAX雙機放映系統,它使用的70毫米15齒孔膠片畫格是普通35毫米膠片的10倍。


放映立體電影時,6層樓高的巨大畫面使觀眾產生強烈的震撼,並有影院內6 1聲道的音響系統,通過十幾組揚聲器同時播出配樂和特殊音響。



球幕影院


IMAX球幕影院是一座具有球幕電影和天象演示雙重功能的、集教育與娛樂為一體的、新穎的影視場所。銀幕直徑23米,傾斜度為30度,傾斜式銀幕能使觀眾具有飄浮在空中之感覺。可容納觀眾280位。球幕影院放映設備採用70毫米15齒孔IMAX單機放映系統。放映時,放映機由升降機上升到影院中央放映窗口,影像通過165度的魚眼鏡頭將70毫米的影片放映到傾斜的球形銀幕上,畫面清晰穩定,覆蓋銀幕達85%以上。


球幕影院天像節目演示採用數碼天象儀系統,「靜坐一室,傲游太空」是天象演示的具體寫照。天象儀演示的星空逼真準確,並能模擬在地球上、太陽系中任何地方、任何時候所看到的星空和星空運動。許多罕見的天文現象,如日食、月食、彗星、流星雨等現象都能在球幕影院內再現和預測。天象儀還可按教學要求,演示行星運動、天文坐標、星座圖形、亮星、星雲、星團、星系和銀河系等。除此之外,天象儀與各輔助投影機配合,可演示只有宇航員才能看到的地球以外別的星球上的宇宙景色。



四維影院

四維影院是一座迪斯尼概念的影院,可容納觀眾56位,由三維立體電影和一維環境效果結合而成。放映時,影院內的環境灑水、噴水、吹風、煙霧以及座椅下沈等機關隨電影故事情節而變化,使觀眾感受到下雨、海水濺起、跌入陷阱、海蟹咬腿等現象,完全讓觀眾與電影融為一體。


太空影院


太空影院是中國第一家採用視頻拼接、圖像處理、觀眾互動、電腦集成等技術綜合而成的多媒體球幕影院。Digistar3系統共有6台視頻投影儀,照明功率達到了4800瓦。它們在計算機的控制下,在直徑13米的球形銀幕透射出6幅銜接的影像,組成一幅完整的全球幕影象。


整個影院有69個座位,座位的傾斜度達到了23度,觀眾幾乎是躺著看電影的。最新奇的是每個座位的扶手上有一個控制按鈕,觀眾可以按此按鈕控制電影劇情的發展,達到了「畫隨人動,人隨畫思」的境界。



生物萬象紀念品專售



蜘蛛展



蜘蛛展

——由肯尼斯·貝林先生捐贈

獻給孩子和大人們

從蜘蛛的天地中獲得快樂與啓迪


蜘蛛🕷️紀念戳


蜘蛛展廳的門口共有6個蜘蛛章,裡面主要介紹了世界各地的蜘蛛。如毒蜘蛛等,蜘蛛的習性,蜘蛛的產卵方式,蜘蛛的生活。



蜘蛛的家谱
古老的家族,众多的种类


據科學家估計,蜘蛛在地球上至少生活了38億年,已演化出105科17萬種。目前已被認識的種類僅為34,000種。


蜘蛛學家重建了蜘蛛的演化史。生物的演化有三條途徑:新特徵的出現、特性的變化和特性的消失。圖中的每一個分支至少代表了這三條途徑中的一個演化現象。



蜘蛛無處不在

但它們的生活卻鮮為人知



蜘蛛


可怕的?多毛的?

現實生活中的蜘蛛會讓你大吃一驚


蜘蛛的生活方式和人類截然不同,但蜘蛛卻和我們人類一樣,不得不面對基本的挑戰——謀求生存。



深潛者和沙漠居民

有些蜘蛛生活在極端環境之中


在陸地上的每一角落,包括洞穴、山巔、海岸乃至沙漠地區,你幾乎都能找到蜘蛛,有些蜘蛛甚至生活在淡水中。隨著人類不斷把自然環境轉變為城鎮和農田,很多蜘蛛可能在被認識之前就已經滅絕了。



吐和吸

先消化,再進食


和人類不同,蜘蛛能將消化液多次注入獵物體內,在體外消化食物,然後它們再吸食那些如奶昔般的汁液。


蜘蛛胃的工作方式有些像球形的塗油器,兩套肌肉交替收縮,使胃腔膨大與縮小,以吸取獵物的汁液。



精確的毒藥 潛在的藥物


蜘蛛毒液能從多方面影響神經系統


大多數蛛的毒液是神經毒劑,這種物質以其精確的方式影響神經。蜘蛛的毒液主要是麻痹獵物而不是殺死獵物,被麻痹的動物會被保存起來,直到進餐的時候蜘蛛依然可以享用新鮮的食物。蜘蛛毒液中的化學物質對蜘蛛的獵物有效,但對其它動物來說,這種毒素似乎就沒那麼可怕了。



通輯犯:咬人的悉尼漏斗蛛


大型種類,劇毒,極具攻擊性;獵食或自衛時用毒牙刺。雖然它們通常在室外建造漏斗形蛛網,但常居於房屋地基上,並進入居室。


通緝犯:咬人的熱帶游蛛


具攻擊性,速度快,甚至能在牆壁和玻璃上奔跑。比較麻煩的是這種蜘蛛生活在花園、庭院或棚屋中,使人防不勝防。冬天,它們會進入屋內,棲息在舊衣物和鞋子里。



全副武裝的有毒蜘蛛


謹慎對待這四種蜘蛛


對於人來說,只有極少的蜘蛛才是致命的。被蜘蛛咬的機會不多,一般也不致命,但是被蜘蛛咬後可能會導致劇痛、發病及組織損傷。


儘管與人毗鄰而居,但是它們不具攻擊性。你可以在以下地方發現它們:木屋、地窖、糧倉、棚屋、木料堆甚至廁所的馬桶下面。


它們不主動攻擊,通常白天躲藏,夜晚出來覓食。在從3~10月份之間出來活動,此期間可能會被它們咬,其它時間則進行冬眠。可以在木棚、車庫、貯藏室、閣樓、木料堆、碗碟廚、梳妝台的抽屜內、照片框後、傢具下、鞋子或靴子內發現,也就是一切乾燥、易於躲藏的地方都可能發現棕色遁蛛!



悉尼漏斗蛛


慶幸的是,澳大利亞的這種蜘蛛與北美洲庭院

中的漏斗蛛沒有關係。悉尼漏斗蛛毒性非常強,在攻擊獵物或者自衛的時候會用毒牙猛刺。最後一個被悉尼漏斗蛛咬死的病例發生在1980年。



毒液 捕食的無價之寶


所有的蜘蛛都是獵食性動物,絕大部分會使用毒液來麻痹獵物。咬,在蜘蛛自我防禦中不過處於次要地位,只有很少的蜘蛛能對人造成致命威脅,但是對昆蟲(魚、鳥及其它小動物)就是另一回事了。儘管蜘蛛不會主動攻擊人,但我們仍不要掉以輕心。



毒液的犧牲品



攻擊謀略

先咬再捆,還是先捆再咬


毒液並不是蜘蛛捕捉獵物的唯一手股。蛛絲也起很大的作用。當蛛網的振動告訴花園蜘蛛午餐已經粘在網上的時候,蜘蛛會立即決定如何安全地實施捕捉計劃。


如果振動表明這是一隻蝴蝶(或者蛾子),花園蜘蛛首先就「咬」——用毒液把它們麻醉(由於這些昆蟲的翅膀扇動幅度較大,容易脫離蛛網的束縛;然後,花園蜘蛛用絲將獵物捆住、存貯起來,以後再吃。


如果振動告訴蜘蛛這是一隻蟋蟀(或是蚱蜢),花園蜘蛛首先進行捆縛,然後再實施麻醉,如果這種善於跳躍的昆蟲非常強壯,蜘蛛還會特意捆縛它多刺的後足,這類昆蟲的踢蹬有可能會傷害甚至殺死蜘蛛,因此花園蜘蛛絕不會冒險。



毒牙和顎

注射毒液是捕獲獵物的完美方式


在一瞬間,蜘蛛會伸出它的毒牙,迅猛刺入那倒霉獵物的體內,注射精確劑量的毒液,使之癱瘓。這套能注射致命毒液的精巧設備包括:毒腺和一對位於蜘蛛顎內的毒牙。



形形色色的蛛絲

不同的蛛絲,不同的用途


蜘蛛能紡出不同的絲,每種類型蛛絲的化學性質和結構都不相同以適應特定的用途。復合絲特別有用,這是因為它們是由兩種乃至多種不同類型的絲絞合而成。



絲質的生命線

蜘蛛的成功在於有各種特化的絲


沒有一種絲能與蛛絲媲美!比如蠶僅僅在幼蟲期才吐絲,其目的也不過是將自己包裹在繭中。在蜘蛛的一生中,每天都在紡各種各樣的絲,它們目的不同,作用各異。蜘蛛以蛛網陷阱而聞名,但是蛛絲的「產品」還包括蜘蛛的桌布、床、搖籃、電話線、安全網線等。



編織圓網



圓網蛛的工作

20分鐘之內完成一件漂亮的作品


在一張新網上,結構絲或是纏繞或是直的,但不彎曲。只有那些拉緊的經線和框線能傳遞振動。鬆弛的絲線則形成「死區」。一個圓網可能有一千二百個連接點,每一個連接點都一次性完成,所以說織一個沒有死區的網是一件技藝高超的作品。每紡一根絲的時候,蜘蛛都要「計算」這根線在完成後蛛網上的張力和長度,這樣後面紡出的蛛絲才不會導致前面的蛛絲出現鬆弛的情況。



性能卓越的蛛絲

你知道蛛絲有多棒嗎?


蛛絲比任何人造絲更強,這是因為蛛絲將強度、韌性及延展性集於一身。有些人造絲在某個性能上優於蛛絲,但在綜合性能方面卻仍不如蛛絲。



蛛網字典

千姿百態的蛛絲陷阱


世界上已知的蜘蛛達34,00種。所有的蜘蛛都能紡絲,但是只有一半的蜘蛛能利用蛛網捕獲獵物。蛛網的形狀各式各樣——漏斗狀、片狀、管狀、不規則狀等等,有的甚至看起來不像蛛網!


蜘蛛小鏈接


當你的屋角出現蛛網時,表明宣蛛已經在你家安家落戶了,當蛛網骯臟,沾滿灰塵時,表明宣蛛已經不用這個網了,同時它在其它某地又建了一個新網。


如果屋子的陰暗處或者牆角出現了白色桶狀的蛛網,意味著袋蛛已經把家安在你的屋內,這些淺色的蜘蛛在網上蛻皮、休息,並外出尋找食物和水。


這是一個蛛網,那麼蜘蛛呢?蜘蛛通常掛在網中央或在網上部的一個角落里。如果你找不到蜘蛛,那你去找一根從中央區發出的一根單絲(不是半徑絲),蜘蛛常常垂在這根絲的下面。如果它已經走到蛛網邊緣,你就能循著這條線找到它。


蜘蛛網之所以在捕獲獵物上是行之有效,那是因為它幾乎是看不見的。那麼如何研究或者拍攝你幾乎看不見的東西呢?你可以在蛛網上撒玉米澱粉(用球形橡皮噴粉器或尼龍長襪做成的小袋來撒)。這就是為什麼大多數蜘蛛網的照片呈白色的原因。



蜘蛛媽媽的工作

舒適的卵袋正是大多數幼蛛的期待


蜘蛛產的卵呈簇狀,雌蛛一次能產一兩千枚,產卵數量因種類而異。蜘蛛卵被一些能迅速變乾變硬的膠液粘在一起。為了保持蜘蛛卵不散,同時也為了保護這些卵,雌蛛往往會織一個絲質的卵袋。建造一個堅固的卵袋是蜘蛛媽媽的天職。大多數孵化後的幼蛛完全靠自己從卵袋中爬出來。


雌蛛將卵產在略呈杯狀絲網的底部,如果她不攜帶這個卵袋(多數蜘蛛均是如此),就用捆扎絲覆蓋絲網,最終形成一個堅固的保護層。所有的工作都是為了保護蜘蛛卵免受細菌、真菌、蜂類以及蠅類的寄生,還能防止卵變乾,同時避免溫度的劇烈變化對卵的影響。



生存與死亡

交配具有風險


從根本上講,蜘蛛活著就是為了繁衍後代。蜘蛛在地球上生活了至少3.8億年,這足以證明,它們在這方面相當成功。儘管如此,發育和繁殖後代對蜘蛛來說仍充滿了艱辛與危險。蜘蛛不僅要蛻皮生長,而且還要彼此確認對方是伴侶而不是獵物。



金色園網蛛的卵袋



蛻皮

蜘蛛成長的唯一方法


長到一定程度後,受到體壁(外骨骼)的限制,蜘蛛必須將舊皮脫去——蜘蛛通過蛻皮生長。蛻皮有這樣的好處:蜘蛛可以獲得一套全新的毛和刺,甚至能獲得新腿!但是蛻皮也伴隨著「成長的煩惱」;在新的外皮(外骨骼)硬化之前,蜘蛛面臨重重困難。因為身體柔軟,蜘蛛甚至不能站立,當然更別說防禦敵人了;剛形成的新皮通透性很強,這時蜘蛛很容易脫水。


在蜘蛛蛻皮之前,一層新的皮在舊皮下形成,新舊皮之間會滲出一層液體,在此期間,蜘蛛的眼睛,尤其是新的剛毛不能很好地發揮作用。


一些正在蛻皮的園網蛛將自己用絲線掛起來,蛻皮之前,蜘蛛就像死了一樣。它們的身體裂開,然後將自己的腿從舊皮中拉出,利用血壓將新皮撐開,使自己達到正常的體形。



求愛、交配和繁育後代



交配的技巧

蜘蛛交配三部曲


蜘蛛採用間接受精的方式交配,與所有的哺乳動物不同,蜘蛛產生卵子(雌蛛)和精子(雄蛛)的器官在交配的過程中從不接觸。事實上,雄蛛是利用它拳狀的觸肢器來傳輸精液的,每一個觸肢器都像注射器一樣,將精液注入雌蛛腹內的貯精囊中,雌蛛將這些精液存儲起來,作為她們產卵時受精用,而受精過程可能發生在數周後。


雄蛛編織一個被稱為「精網」的小三角網,然後在上面分泌一滴精液。


接著,雄蛛轉身將這些精液收集到「拳套」中貯存,當兩個觸肢器中的精液注滿後,雄蛛開始去尋找雌蛛。



雄蛛的觸肢器是動物王國中最複雜的雄性器官之一,每一個觸肢器包括膜質(淺藍)和骨質(深藍)部分,在交配時,各式各樣的雄性觸肢器,或卡住雌性外雌器(黃色),或插入其內。雄蛛將一個觸肢器插入雌性腹部的交媾孔,插入針狀部分後,膜質部分膨脹,隨即將精液擠出。接著,再插入另一個觸肢器。



雌性還是雄性

區別在於是否有「拳擊手套」


通常,同種蜘蛛的雌性要比雄性的個大,要產卵的雌蛛看上去往往比較肥大而雄蛛比較瘦小。那是因為許多雄蛛一旦成年後食量較小,而它們的腿卻相對較長。


所有的蜘蛛都有觸肢——一種位於口器附近和腿結構相似的附肢,用於處理獵物。雌蛛和所有幼蛛的觸肢都比較纖細,而雄性成蛛的觸肢器看上去像是戴了副拳擊手套。在交配的時候,雄蛛就用觸肢器將精液注入雌蛛腹內。



觀察角


中國的蜘蛛種類比較豐富,目前我國已記載的蜘蛛達56科、245屬、2361種。蜘蛛種類多,數量也很大。據調查,在中國南方稻田估計每平方米有315頭以上的蜘蛛。地理條件不同,蜘蛛種類的分布會有差異,但有些種類的蜘蛛分布廣泛,我們經常可以在不同地區看到它們。現在,請你來觀察一下這些常見的蜘蛛吧。



十字園蛛(園蛛科)



綠蟹蛛(蟹蛛科)



大腹園蛛(園蛛科)



機敏漏斗蛛(漏斗蛛科)



金蛛(園蛛科)



棒絡新婦(肖蛸科)



多毛的蜘蛛

為什麼蜘蛛有這麼多毛


體驗蜘蛛的生活!你的「皮膚」是硬的,你不能依靠觸覺來感受周圍的事物,但能通過體表外骨骼的小狹縫和剛毛來感知周圍的世界。


除了眼睛,蜘蛛能通過身體的每一個部位來感知(包括嗅、嘗、聽、冷熱、重力等)周圍的世界。很多感覺器官看起來像毛一樣。


敏銳的剛毛能夠……味覺、嗅覺、聽覺、觸覺


靈敏的裂縫能夠……對空間的感知



看看我的眼睛


跳蛛是蜘蛛中的另類:它們的視力非常好。它們八隻眼睛中的兩只就像汽車的前燈一樣,視野較窄,卻非常清晰,跳蛛對光線的依賴性非常強,如果沒有光,它們不能捕食,甚至不能辨別配偶。



蜘蛛看到了什麼

八隻眼不等於正常的視力


體驗蜘蛛的生活!你的眼睛長在頭的後部,但是你的視力不佳,你看到的將是扭曲的世界!



扮一回蜘蛛

用蜘蛛的眼光看世界


自然界中動物的生活方式取決於它們的進化特徵。作為人,你會看,也會說,還有一個聰明的大腦,但你的耳朵和鼻子卻不是那麼靈敏。


現在請你扮演一隻蜘蛛,來體驗蜘蛛的生活!你將有八條腿,八隻視力不太好的眼睛,外表包著一層堅硬的外殼。



格萊斯捕鳥蛛的雌蛛體長10釐米,展肢可達25釐米,重達135克,是世界上最大的蜘蛛。它們生活在拉丁美洲的熱帶雨林中,有時捕食蛙類、蜥蜴或其它小型哺乳動物。



測一測蜘蛛的大小

蜘蛛大小各異


對於多數蜘蛛來說,體型小有利於生存。這些小動物能在非常狹小的空間中安家,使人很難抓住它。最小的蜘蛛生活在落葉層中,其成年個體,即便包括它們的腿在內,體長也不超過1毫米。



蜘蛛和它的近親

蜘蛛與其他類群的區別與聯繫


蜘蛛與昆蟲有親緣關係,但是我們仍能很容易地將它們區分開。蜘蛛的身體分為兩部分,有八條腿;而昆蟲的身體則分為三部分,有六條腿。


蜘蛛和昆蟲都沒有脊椎,但它們都有外骨骼(覆蓋於體表的堅硬外殼),並且身體分節,長有分節的腿和附肢——它們均屬於節肢動物門。


與蜘蛛親緣關係最近的節肢動物是一些其他蛛形綱動物,如蠍子、蜱蟎和盲長足蛛等。在蛛形綱動物中,只有蜘蛛具有紡器——一種能紡絲的器官。



蛛形綱動物

蠍子、蟎、蜱和盲長足蛛


蜘蛛也許是引人矚目的,但在蛛形綱中還包括其它一些特別的動物。所有的蛛形綱動物都有八條腿,有觸肢——一種位於身體前部用於進食和捕獵的附肢。


數一數這些蠍子的腿,可不要被那對巨大的爪狀觸肢迷惑——那只是它們口器的一部分!



蜘蛛的生命

許多幼蛛來到世上,但能存活的很少


一隻蜘蛛能產大量的卵,甚至以千計,但是只有很少的個體能活到成年。


成蛛、幼蛛、蛛卵都會被一些生物如螞蟻、胡蜂、甲蟲、蠅類、蝽類、蜻蜓、蟋蟀、長腳蜘蛛、蠍子、蟎類、鳥、蜥蜴、蛇、魚、甚至真菌、人類及其它蜘蛛妹取食和寄生。



防禦性的生活

寧躲不鬥的蜘蛛


蜘蛛防衛的第一原則就是遠避危害,不得已的情況下才用牙咬。當蜘蛛遇到危險時,很多蜘蛛只是墜落到地上裝死或鑽到隱蔽處。其它的逃生策略還包括偽裝、擬態保護色和自斷等。

多毛的反擊

捕鳥蛛通過脫去自己的螯毛進行反擊。它用後腿將大量有毒帶倒鈎的螯毛拔向前來攻擊它的哺乳動物的鼻子、嘴唇、眼瞼等處。

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