长春有没有治疗白癜风的医院 http://pf.39.net/bjzkbdfyy/140119/4329398.html幂次定律蚂蚁的组织性，在日本，人们发现一处3亿工蚁和万蚁后组成的超大型蚁巢，包含了处巢穴，由纵横交错的隧道相连接，占地面积2.5平方千米。如果用简单的方程式概括，可以用幂次定律，是指我们正在测量的事物，比如巢穴体积，和其他事物比如蚂蚁数量的固定幂次成比例的关系，最简单的表达式：y=kx的n次方x是我们测量的量（巢穴体积），y是我们想求得的量（蚂蚁数量）。n是衡量两者关系的缩放值（幂次）。k是适用任何给定场景的另一比例常数幂次定律之所以产生，在于一些物理原理，蚂蚁越多，可以搬运的沙粒越多，而沙粒的总体积之和又大致等同于蚁穴体积，因此蚂蚁数量与其建造蚁穴体积有关幂次定律并不局限于蚂蚁，瑞士生理学家克莱伯发现动物代谢率与质量的关系代谢率=70x质量的0.75次幂尽管大型动物代谢需求比小动物更高，但是按照单位体积，小动物的代谢率要高于大型动物，因为同大型动物相比，小动物的肌肉占比更高，脂肪储备更少，而且它们的表面积与体积的比值也更大，因此小动物更容易散失热量。在另一篇文章中，专门讲述了一个很完整的关于幂次定律的研究和分析。自组织行为：椋鸟的集体飞行让人惊叹，至今是一个谜，成千上万每天在同一时间，同一地点聚集，进行一次大致30分钟群体的飞行表演，然后才会安顿下来过夜，而在集体飞行中，又没有发现明显的领头者，完全是自组织行为。另外可以肯定的是，它们这种规律的行为，只会招来而不是赶走捕食者。而大雁的飞行则不同，每只大雁都应该尽量待在前面一只大雁的上升气流中，来为自己节省体力，通过安装心率检测器发现，列队飞行的鸟的心率要比落单飞行的鸟低了11%以上，这也证明了飞行中的上升气流可以减少飞行中能量的消耗分子水平上相互影响的生物体也能自发形成有序的结构，比如人体细胞，将肌肉蛋白纤维和一些肌球蛋白放在玻璃表面，并以ATP提供给它们化学能，于是肌球蛋白开始沿着肌动蛋白纤维行走，如果肌动蛋白纤维浓度较低，它们几乎不会发生变化，随意在玻璃表面移动，随机转向各个方向。但提供浓度后，变化开始发生，纤维开始自发的形成自组织，形成巨大的波浪和涡流，纤维不断旋转并形成涡流结构，产生长距和段距作用的复杂产物因此，在细胞纤维，蚂蚁，鸟类，鱼群，角马迁徙中显现出的规则和原理，展示了物理过程：在一种行为转变为另一种行为的过程中，随着某个临界数量的变化，会将生物集体推向一种新状态。瓢虫瓢虫的足底有一层细毛组成的软垫，这层细毛被称作刚毛，可以帮助它附着在物体表面而不掉下去，比如树上或墙上，它们会从足底分泌出一层很薄的液体，这种液体所产生的毛细作用，可以使它们克服重力作用，就像站在平地上一样而不掉下去。而且瓢虫的体型更小，即使从很高的树上落下，也只会翻身爬起来继续行走，这是因为它们的质量很小，因此从树上落下势能转化成的动能也同样很小，而一个人从树上落到地面所产生的动能要大得多，后果也严重的多所以我们可以说，在人类的尺度上，重力或是引力起了主导作用。而在瓢虫的体型尺度上，占主导地位的是表面张力，范德华力这样的分子间作用力，本质上它们也都是电磁力。因此，电磁力对瓢虫来说更重要，而不是引力。因此即便我们生活在同一个世界，但在不同尺度范围内，或者说不同维度下，占主导地位的可能是不同的作用力。到了更小的尺度比如说原子核内部，主要的力将是强力和弱力。截止目前，我们一共发现了这四种不同类型的力：强力，电磁力，弱力，引力。当然瓢虫还可以飞行，而为了能够飞起来，瓢虫的体温必须达到一定的温度才能支持翅膀的快速运动，瓢虫本身是变温动物，也就是无法通过自身的能量代谢产生热量，它们必须通过同外界环境热交换来获取身体所需热量，人类是恒温动物，可以通过自身代谢调节体温。因此在13摄氏度以下，瓢虫就会被冻僵，这也是为什么，早上你能见到的昆虫数量很少，气温越高，生物的多样性也越高。瓢虫晒太阳时会将自己的几丁质背壳朝向太阳来吸收太阳辐射的热量，因此比起颜色亮丽的瓢虫，颜色稍暗的后背更能有效率吸收宝贵的阳光，对于人类而言，蒸发可以带走身体热量，运动后，我们可以通过出汗的汗水蒸发来带走身体热量，而当外部环境太潮湿炎热时，身体的汗液不能蒸发出去，就会出现中暑。在冬天或者夜晚，瓢虫为了不让自己冻僵，只能选择冬眠，或是挤成一团藏在泥土下。温度过低时，瓢虫体内的水分可能会冻成固态，形成坚硬又锐利的冰晶刺破细胞膜，而在水中加入盐或其他的防冻物质，我们可以降低水的凝固点，因此瓢虫也会在自己血液中合成大量甘油类的化合物当防冻剂，阻止血液中形成冰晶来度过寒冬。昆虫的呼吸比较简单，可以用一个公式t=x2/2D昆虫没有肺，取而代之的是一种遍及全身的气管系统，用微器官将氧气运送全身，D是分子的扩散系数，用来描述分子在某种介质中移动速度。这个方程告诉我们，某种气体通过一定距离所需要时间与这段距离的平方成正比，如果通过2倍的距离，时间就会急剧拖长为4倍，正是气体扩散的这个特性，使得昆虫的体型大小是有限定的，如果昆虫体积太大，氧气就无法在给定时间内有效扩散到身体全部。在远古时代，也曾出现过巨型昆虫，而那时的含氧量比大概是35%，比今天的21%高了很多，因此也可以说是空气中含氧量限制了现在昆虫的体型另外说到瓢虫的眼睛，和人类一样都有2只眼睛，然而这两只眼睛是由一个个的复眼组成的小眼，而不是人类的单眼（单一晶状体捕捉光线），这样的好处是接受更高分辨率的外界图像，也能从外部环境获取更多细节如果我们仔细观察瓢虫，还可以获取更多的关于物理，化学的细节，他们的繁殖，产卵，交配。这些都离不开大自然的普遍规律和背后的物理学定律鼹鼠P=F/A对于鼹鼠来说，这个公式很重要，单位面积上压力越大，压强也越大，如果鼹鼠施加在土块上的压强大于土本身的凝结力，土就可以被推开，反之不行，因此在演化的压力下，鼹鼠进化出了前肢截面积越小，压强越大，像船桨一样的爪子可以帮鼹鼠挖出大量泥土，为了进一步提高在地下隧道向前移动的效率，它们的体型也变得细长。同时因为在地下二氧化碳会不断累积，因此它们对二氧化碳的耐受能力也更强，血液中有一种特殊类型的血红蛋白，结合氧气能力极强。所谓的趋同演化也是这些物理学定律限制下出现的结果，因此全世界的鼹鼠体型都很接近，因为它们需要面对同样的环境和物理限制。对于鼹鼠来说，因为p=f/a，只有长有粗壮，铁铲一般前肢的小型动物这一个最优解。轮子和螺旋桨为什么自然中没有轮子这样的装置呢，轮子在道路，铁轨等平坦的表面上有效，然而到了自然的地面上就不再发挥作用，不规则障碍物和坑洼会限制住轮子的前进，假如障碍物高度和轮子半径一样高，那么要想越过去就几乎是不可能的，也就是说轮子被卡住了。这样的话，腿的优势就很明显，它们会比轮子更机动。而建造道路并不是一种非常利己的行为，因此，在生命的一开始，没有出现轮子的装置，自然也就没有建造道路的选择压力。对于船只来说，螺旋桨能达到的最高效率只有60-70%，而鱼类通过扭曲身体产生的波流并顺流运动可以将游动效率达到95%，然而在微生物中，鞭毛是一种常见的推进结构，类似螺旋桨的转动可以使它们以自身长度倍的距离每秒钟进行运动，相当于人类以30公里每小时奔跑。而鞭毛又不同于螺旋桨，鞭毛更像以螺旋开瓶器的方式进行推进，而不是螺旋桨那种将动量传递给后方的水产生推力生命的形式并不是毫无边界的，有一些规律严格的限制着它们动物从海里走向陆地，也不是一上来就有四肢，在水中，它们需要应付的总作用力F=mg-pvg，其中pvg就是水的浮力，而到了陆地，尽管空气对我们也有一定浮力，但是因为太小我们感知不到，我们只能感受到重力mg，所以生物体为了可以继续移动，需要想办法来弥补失去的浮力pvg，通过鱼鳍的突变进化出四肢或许是最好的办法。另外走向陆地后，不仅是应付重力，还需要应对紫外线的辐射，在水中，由于光线被海水的吸收，这部分伤害可以很微弱。向陆地出发，动物就需要更多的色素来保护自己，吸收光线，比如黑色素的产生会导致肤色加深，来防止紫外线伤害。Norgewang
