壁虎神功的秘密

胡明

壁虎是比較古老的動物。它最出名的招數(shù)就是猶如“壯士斷臂”那般自斷尾巴，在敵人被那條活蹦亂跳的斷尾吸引時，自己溜之大吉。斷了的尾巴，沒過多久又會長出來。

不過，這是小把戲。壁虎最拿手的還是飛檐走壁的“輕功”。早在公元前4世紀，古希臘大哲學家亞里士多德就對壁虎高超的爬行能力感到匪夷所思。中國古代武術中也把能飛檐走壁的“輕功”稱作“壁虎功”。大多數(shù)人認為壁虎能貼在光滑的天花板上行走，靠的是它足底上神奇的吸盤，但事實并非如此 !

來自夏威夷的凱爾博士（圖1右下），觀察到天花板上的一只壁虎輕取一只蜘蛛。蜘蛛素以擅長“輕功”聞名，壁虎居然能夠倒著身子擊敗它，必有絕招兒。于是，博士對壁虎展開了研究。在他的老師，美國加利福尼亞大學伯克利分校的羅伯特·福爾教授的幫助下(圖1左下），經(jīng)過7年的努力，凱爾博士最終找到了壁虎能飛檐走壁的真正原因。

原來，壁虎竟然是自然界中數(shù)一數(shù)二的“應用物理大師”。它足底的神奇力量來自于分子引力。依靠這種引力，一只身長5厘米的壁虎，用不到幾平方毫米大小的足底，可以毫不費勁地提起40千克的重物，真是厲害 !

所謂分子引力，就是中性分子彼此距離非常近時，產(chǎn)生的一種微弱的電磁引力。由于此力太過弱小，通常沒人注意。比如，當我們將手掌貼在墻上時，就會產(chǎn)生分子引力，但因接觸點只有幾千個，太少了，所以，人的手掌并不會吸附到墻壁上。

但是，壁虎就不一樣了。通過觀察，科學家發(fā)現(xiàn)它的每只足底都長著數(shù)百萬根極細的剛毛(圖2)。再用電子顯微鏡查看，更是了不得，每根剛毛的末端還有幾百上千根更細的分支(圖3)。這種精細結構，使得剛毛與被接觸物體表面分子間的距離異常接近，從而產(chǎn)生出分子引力。雖說一根剛毛所產(chǎn)生的引力微不足道，但幾百萬根合在一起的力量就巨大了。根據(jù)計算，1根剛毛能夠舉起一只螞蟻的質量，100萬根可以提起20千克的質量，要是壁虎同時使用全部的剛毛，就能支持125千克的力。因此，科學家斷言：壁虎實際上只要用一只足，便能支持整個身體的質量了(圖4)。

凱爾還用顯微攝像機錄制下壁虎在玻璃上爬行的情況，研究后發(fā)現(xiàn)，當壁虎試圖移動足時，它需要付出比吸附住物體高600倍的力量。并且，還得將足趾伸展到30°以上，才能達到目的(圖5)，就像人們撕扯下粘貼著的膠布一樣。

在孜孜不倦的觀察和探究下，壁虎奇特的攀爬本領，終于真相大白了。

“壁虎功”的應用

這項研究成果，為許多技術發(fā)明創(chuàng)造了條件，發(fā)明家紛紛把這一科學原理應用到實際產(chǎn)品上。美國斯坦福大學的一個研究小組就發(fā)明出一種機器壁虎。

這只壁虎看上去像個“機器怪物”(圖1)，因有4只足才有點兒像壁虎，而它的奇妙之處就在足底。研究人員在機器壁虎的足底裝了布滿無數(shù)毛纖維的物體，細細的毛纖維數(shù)量和壁虎足底的剛毛不相上下(圖2)，也會產(chǎn)生分子引力而被吸附在物體表面。所以，這只機器壁虎爬在光滑的玻璃窗上，也就不費吹灰之力了(圖3)。

要想往上或往下，就得移動足掌，機器壁虎在這一點上，也和真壁虎一模一樣。它同樣得將足趾伸展到30°以上，才可以拔下吸得牢牢的腳掌(圖4)，真是惟妙惟肖呀 !

這項發(fā)明將研究成果轉化為現(xiàn)實，今后就可能發(fā)明制造出“壁虎鞋”“壁虎手套”等，這樣，人人都能成為“輕功”高手，個個賽過“蜘蛛俠”了。難怪美國《時代周刊》雜志曾把機器壁虎評為年度世界最佳玩具發(fā)明哩(圖5) !