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。1884年,一种叫尼普科夫盘的装置问世。这盘上沿螺旋线排列开了一些小方孔,盘转动时就把整幅图像分成小孔数那么多行像素,一个光电管、一对导线就能把图像传递出去,这才出现了有实用价值的机械电视系统。据大百科全书记载,电视发明人是俄罗斯工程师弗拉迪米尔·兹沃利金,另一名电视的发明者是美国14岁少年费罗·t·法恩斯沃,实现了画面和声音的一起传送,1971年,《纽约时报》称他是世界上最伟大的科学家之一。当代科学家才开始借助生物学研究成果来提高电视的清晰度,目前的电视的每个画面分成625行、共50多万个像素(点)组成。
第六十一章 鸟类引以为荣的神目——鸽子与警戒雷达()
小问号
提起鸽子,我们有太多的话题。早在几万年以前,野鸽成群结队地飞翔,在海岸险岩或岩洞峭壁筑巢、栖息、繁衍后代。早在5000年以前,埃及和希腊人已把野生鸽训练为家鸽了。它是爱情和友谊的象征。从生理学的角度来欣赏鸽子,也是别有一番情趣。它没有牙齿,喜欢吞吃石子来磨碎贮存在肌胃里的食物;它长着一双黑亮的眼睛,被人们美誉为“神目”。那么,为什么说人类制造的警戒雷达得益于鸽眼呢?
雷达是指利用无线电波发现目标并测定其位置的设备,主要有发『射』机、天线、接收机和显示器等组成。它利用电波发『射』出去到反『射』回来的时间来确定距离,又根据反『射』波与天线所指方位角来测定方向,并通过距离和天线所指的仰角来测定高度。雷达已被广泛地应用于侦察、警戒、导航、跟踪、瞄准、制导和地形测量、气象探测等。其中,有一种警戒用的雷达的制造与鸽眼的工作原理有着十分密切的关系。
我们知道鸽子有一双明察秋毫的眼睛,纵目眺望,能够一眼认出翱翔在天外的老鹰,并准确地识别出这只老鹰是吃动物腐尸还是捕捉活物的;即使它离巢很久,一旦归来,仍然能够准确地找到旧居,仍然能够在千百只盘旋的鸽子中亲昵地认出自己的伴侣……瞧,多神奇!可以说,鸽子的眼睛令所有鸟类朋友引以为荣。
原来,鸽子的眼睛里有成百万根密集的神经纤维,视网膜内有100多万个神经元,能完成一系列复杂的特殊『操』作——可以在极短时间内,准确地判断出物体的亮度、凸边、方向边、垂直边和水平边。科学家根据鸽眼工作原理制成的“鸽眼电子模型”,大大改进了图像识别系统的『性』能。利用鸽眼发现定向运动物体的『性』质,改进了警戒雷达系统,把它设置在机场边缘和国境线上,它只能发现飞进来的敌方飞机和**,对飞出去的则不起反应。这样,便提高了发现目标的选择『性』和准确度。电子专家还借鉴鸽眼的这种功能,设计制造出一种新的电子计算机系统,使计算机能够自动消除对解题无关的所有信息,极大地方便了数学爱好者利用计算机来学习数学和研究数学。
【小档案】
把鸽子作为世界和平的象征,并被世界所公认这是著名画家毕加索的功劳。1940年,以希特勒为首的法西斯匪徒攻占了法国首都巴黎,当时毕加索心情沉闷地坐在他的画室里,邻居米什老人手捧一只鲜血淋漓的鸽子,向毕加索讲述了一个悲惨的故事。原来,老人的孙子养了一群鸽子,平时用竹竿拴上白布条作信号来招引鸽子。当他得知父亲在保卫巴黎的战斗中牺牲时,幼小的心灵里燃起了仇恨的怒火。他想,白布条表示向敌人投降,于是他改用红布条来招引鸽子。显眼的红布条被德寇发现了,惨无人道的法西斯匪徒把他扔到了楼下,惨死在街头,还用刺刀把鸽笼里的鸽子全部挑死。悲愤万分的老人请求毕加索给他画一只鸽子,以纪念被法西斯杀害的孙子。随后,毕加索怀着悲愤的心情,挥笔画出了一只飞翔的鸽子,这就是“和平鸽”的雏形。1950年11月,为纪念在华沙召开的世界和平大会,毕加索又欣然挥笔画了一只衔着橄榄枝的飞鸽。当时智利的著名诗人聂鲁达把它叫做“和平鸽”。从此,鸽子才被正式公认为和平的象征。
第六十二章 永不迷途的使者——鸽子与生物磁罗盘()
小问号
在硝烟弥漫的古战场上,鸽子能突破重围、不畏艰险地传递情报,被人们称为“永不『迷』途的使者”;在当今一些重要的赛事上,鸽子穿云破雾、翻山越岭,一次比赛可飞900千米乃至1000~2000千米,仍能准确无误地返回主人的身旁,令人赞叹不止!那么,鸽子为什么不会『迷』路呢?是因为它有一双明察秋毫的眼睛吗?还是另有其他的特异功能……
鸽子凭什么认路?它除了有一双神奇的眼睛外,还能借助气味、风向、星空等来识别方向。在长途飞行中,它能利用星空来确定方位,即使万里飞行,穿山越岭,也不会『迷』路。在飞临鸽窝附近时,窝里的那种特殊气息随风飘散,风传导了这种气味,鸽子便敏锐地嗅出来,再把特殊气味和风向联系起来,从而认出自己的旧巢和情侣。
科学家在进一步的研究中还发现,鸽子的体内有一种精确的导航系统。在好天气时,它能根据太阳的位置大致辨别方向;在阴天或用黑布盖住鸽子眼睛时,它仍不『迷』失方向。但是,如果把一个小磁铁拴在鸽子颈或腿上,减少了地磁场的作用,或使其飞返途中经过强大无线电台或雷达站附近,使地磁场受干扰,这时鸽子就晕头转向地不能飞回鸽舍了。也就是说,鸽子有一种特殊的导航系统,凭自己体内磁场的感应器官,识别方向、位置,准确回到故乡。
人类为了研究鸽子这种磁感应器,曾进行了许多实验。如:德国一个生化研究所,在供试验的细胞上面放上一种能导电的盐溶『液』,用以测量细胞表面电荷。如果同时在电场之下加一个磁场,测量结果就更正确。于是,细胞会跟着磁场上下移动,盐溶『液』也会跟着流动。这时,测方用的容器里会从磁场引出电流来,电流对磁场的反应极其灵敏。通过这个实验,人们认为,上述系统可能就是磁感应器官的模型,也就是一种生物磁罗盘,而鸽子体内就存在这样的生物磁罗盘,是由一定数量的、平行排列的神经细胞和可以诱导磁场电流的电压接收器官所组成。
鸽子体内生物磁罗盘的被发现,除了揭开它长途跋涉不会『迷』路的谜团外,对人类还有许多意想不到的帮助:人们观察到地磁场对动植物生长发育都有积极作用,用它可治疗疾病,目前医务科技人员用“磁疗法”制作的磁疗环、康乐磁等许多医疗设备,都是磁场对生物具体作用的应用。
【小档案】
据科学家研究,除了蜜蜂、蝴蝶、海豚、家鸽等体内发现有磁『性』物质外,某些水生细菌也有生物磁罗盘。1975年,有人用显微镜研究盐泽的泥浆沉淀物时,观察到有些微生物持续不变地向一个方向游动,它们聚集在一滴污水的某一边缘。进一步研究发现,这不是一种趋光『性』反应,而是一种趋磁『性』行为。实验证明:当把一小滴泥浆用暗场照明的显微镜在低倍率(约80倍)下放大检查时,游动的、折『射』光的细菌看起来像一些游动的小光点。在只有地磁场而没有其他磁场作用时,一些细菌就持续不断地向北游动,并聚集在小水滴的北面的边缘。如果把一条形磁铁放在附近,细菌就游向吸引罗盘针指向北端的那一极。当磁场强到几个高斯时,细菌会很好地选择方向且有较大的波动速度。磁场较弱时,定向能力较弱,细菌在磁场方向中游速就较慢。这一发现令科学家感到惊喜。
第六十三章 不怕患脑震荡的医生——啄木鸟与防震头盔()
小问号
在鸟类中,啄木鸟的知名度非常高,是我们大家熟悉的“树林的医生”。据统计,全世界共有啄木鸟200多种,我国有20多种。不论是哪一种啄木鸟,它们都喜欢用尖尖的嘴巴来掏去藏在树木深处的虫子作为美餐。可是,啄木鸟与人类制造的防震头盔有什么必然联系呢?
“笃、笃、笃”,天刚亮,寂静的森林里,就传来了一阵阵敲敲打打的声音。这是啄木鸟在凿树捕虫,为树木治病呢。
啄木鸟的驱体和一般的鸟有一定的差别。它的腿也短,长有一双锐利的爪子,脚上有四趾,两个向前,两个向后,后两趾分开,紧紧地抓住树皮。爬树干时横向伸出,防止身体摇晃。一般的鸟是站在树枝上,而它却是攀援在直立的树干上。它用尾巴撑在身体下面,抵住树干,保持身体平稳。
啄木鸟用它那又硬又尖的长嘴,不停地这里敲敲,那里击击,通过敲击的声音,啄木鸟能判断出树干中是否有害虫,同时确定害虫躲藏的位置。一旦发现害虫,它便立即用钢锥一样的嘴,把树干凿出洞来,将又尖又软的大长舌头伸进洞里,用舌尖上的小钩子或舌面上的倒刺把幼虫一一卷出来,吞进肚子里,然后,尾巴往上一翘,两脚轻轻地朝旁边一挪,继续诊断另一个地方。啄木鸟从早到晚,不厌其烦地工作着,有了这个“森林医生”,虫子不论躲到哪里,也休想逃脱。据科学家统计,啄木鸟能消灭在树干中过冬的百分之九十五的害虫。
据调查,啄木鸟为了捕食害虫,在啄树皮的时候,速度令人吃惊。它每天要敲树啄洞成千上百次,每啄一次速度可达每秒555米,比空气中的音速约快1。4倍。头部摇动的速度更快,大约每小时达2080千米,比『射』出的子弹还要快1倍多。那么,在这种连续的震动下,啄木鸟为什么不患脑震『荡』或感到头疼呢?科学家把啄木鸟的头部解剖后,才揭开这一秘密。
原来,啄木鸟的头部构造与众不同。它的头颅特别坚硬,骨质松而且呈海绵状,里面有『液』体,具有良好的缓冲作用;头