相見時難別亦難，東風(fēng)無力百花殘。

　　春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干。

　　曉鏡但愁云鬢改，夜吟應(yīng)覺月光寒。

　　蓬山此去無多路，青鳥殷勤為探看。

　　大家知道，這首膾炙人口的七律是唐代詩人李商隱的《無題》。此詩早已被選入包括《唐詩三百首》在內(nèi)的各種唐詩選本之中�！按盒Q到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”是其中最有名的兩句。后人常用它來贊美人間忠貞不渝的愛情，歌頌心目中的英雄人物和人類靈魂工程師那種“鞠躬盡瘁，死而后已”的崇高精神�？墒悄�是否曾想到，在這名句之中也蘊(yùn)含著十分有趣的力學(xué)現(xiàn)象。

　　李商隱并沒有明確說蠶絲是怎么形成的，但是從古至今，一直有人根據(jù)頭腦中的“常識”想當(dāng)然地認(rèn)為，蠶絲是從蠶的嘴里“吐”出來的。如唐代詩人于濆所寫的《野蠶》：

　　野蠶食青桑，吐絲亦成繭。無功及生人，何異偷飽暖。我愿均爾絲，化為寒者衣。

　　與蠶絲成繭類似的現(xiàn)象，還有蜘蛛以絲結(jié)網(wǎng)。另一位唐代詩人蘇拯的《蜘蛛諭》寫道：

　　春蠶吐出絲，濟(jì)世功不絕。蜘蛛吐出絲，飛蟲成聚血。蠶絲何專利，爾絲何專孽。映日張網(wǎng)羅，遮天亦何別。倘居要地門，害物可堪說。網(wǎng)成雖福已，網(wǎng)敗還禍爾。小人與君子，利害一如此。

　　在現(xiàn)今的報刊及文學(xué)著作中，也經(jīng)�？梢姷叫Q“吐”絲，蜘蛛“吐”絲的說法。

　　我國當(dāng)代文學(xué)評論家周汝昌先生稱“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”這一詩句，有“驚風(fēng)雨的境界，泣鬼神的力量”，并對此詩句作過精彩的注釋：“春蠶自縛，滿腹情絲，生為盡吐；
吐之既盡，命亦隨亡。絳蠟自煎，一腔熱血，爇而長流；
流之既干，身亦成燼。有此癡情苦意，幾于九死未悔，方能出此驚人奇語�！睂τ谌绱司�美的注釋，筆者亦頗欣賞，但從力學(xué)的觀點可以提出這樣的問題：蠶絲究竟是怎樣形成的，是蠶從嘴里“吐”出來的嗎？

　　蠶絲是拉出來的

　　現(xiàn)代科學(xué)對蠶絲的形成過程已有了明確認(rèn)識。蠶卵孵化成蟻蠶后，在25～30天內(nèi)經(jīng)過5個齡期，蛻4次皮，發(fā)育成5齡蠶。5齡蠶食桑6～8天后停止食桑，皮膚透明，成為熟蠶。這時蠶腹的絲腺內(nèi)充滿了由于化學(xué)反應(yīng)形成的黏液體——蠶絲的原料，亦稱為絲液。

　　蠶將嘴里的絲液粘到某物體上（絲液中的絲膠起著“粘”的作用），然后蠶的頭按照8字形左右搖擺，搖晃著把絲液拉成絲線，靠絲線表面上剩留的絲膠將絲線粘到繭的內(nèi)側(cè)，這樣就慢慢地成了繭。有人做了這樣的試驗：讓一個粘著絲液的物體也隨著蠶的腦袋一起擺動，那么從蠶的嘴里就“吐”不出絲線來了。也就是說，如果蠶的腦袋不擺動，絲線就不會“吐出來”。而如果拿住絲線頭抽拉，可以連續(xù)不斷地拉出絲線來；
如果你用剪刀將絲線剪斷，蠶就不能再繼續(xù)拉絲了，于是它的腦袋就在空中搖晃著，試圖再找一個拴線的地方拉絲。這個試驗說明：蠶絲不是“吐”出來，而是“拉”出來的。

　　養(yǎng)蠶的農(nóng)家兒童常捉蠶來玩。捉一條又肥又大的即將做繭的蠶，捏住它的頭尾，猛地一下左右拉開，這時頭尾分離了，而從蠶腹中卻拉出一條直徑約1毫米、長約30厘米的透明結(jié)實的絲線。如果慢慢地拉就不行了，蠶體被拉斷后，其體液滴滴嗒嗒地流出來，什么也得不到。

　　為什么快拉能成絲，慢拉就是液體流出來呢？現(xiàn)代科學(xué)的研究表明，蠶絲是通過力的作用由絲液拉成的，這個過程稱為“牽引凝固”。絲液的主要成分是絲蛋白，絲蛋白的鏈狀分子是線團(tuán)狀態(tài)。絲液是黏性液體，它的線團(tuán)狀分子呈圓球狀，當(dāng)你慢慢拉伸時，圓球分子之間只有滑動，沒有其他變化，所以整個液體只是流動。當(dāng)你快速拉伸時，各個分子還來不及流動就被抻開了。被拉開的絲蛋白鏈狀分子有了新的排列，產(chǎn)生了變異，相互靠近的分子之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的結(jié)合力。這種絲蛋白分子之間的“結(jié)合力”雖然比原子之間的作用力弱，但是長鏈的各鏈節(jié)之間卻有很強(qiáng)的結(jié)合，所以形成了整體上很結(jié)實的蠶絲。

　　蠶腹的絲液直接用手去拉，只能拉成像釣魚線那樣粗的絲線，但如果借助于蠶的嘴就能拉成纖細(xì)而漂亮的絲線，其直徑可以細(xì)到0.002毫米，長度可達(dá)1200米左右。蠶的嘴是由“角質(zhì)蛋白”形成的，嘴巴上有一個“調(diào)節(jié)口”，當(dāng)絲液經(jīng)過它時，可對拉出的流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。由解剖得知，在蠶的嘴巴上，吃桑葉與出絲的“調(diào)節(jié)口”是不同的兩個口。

　　由上所述，可得如下結(jié)論：蠶絲的原料（絲液）在蠶腹中是由于化學(xué)反應(yīng)形成的，而蠶腹中的膠狀絲液變成結(jié)實而又漂亮的蠶絲卻是由于力的作用。蠶絲不是從蠶嘴里“吐”出來的，而是通過蠶嘴巴的流量調(diào)節(jié)用力拉出來的。除了桑蠶外，柞蠶、蓖麻蠶、木薯蠶、樟蠶、柳蠶和天蠶等也都不是吐絲，而是拉絲的。這就糾正了一些人根據(jù)頭腦中的“常識”而提出的、沒有可靠實驗根據(jù)的蠶“吐”絲的傳統(tǒng)看法。

　　在現(xiàn)代化學(xué)纖維工業(yè)中，人們正在模仿蠶所做的工作，用“拉伸”的辦法制造尼龍和滌綸等各種合成纖維。只是在開始做成絲狀時，先要對液體施加很大的壓力，使其從一個小孔中擠壓出來，再去拉伸。如何又快又好地拉出絲來，正是“流變學(xué)（rheology）”中“拉絲流動”所研究的內(nèi)容（流變學(xué)是力學(xué)、化學(xué)和材料科學(xué)交叉形成的新興分支學(xué)科）。實際上目前的技術(shù)還比不上蠶，還不能像蠶那樣只靠拉牽就能制出漂亮而結(jié)實的絲線來。蠶這個小生物身上還有許多問題，有待人們?nèi)ヅ�力探索�?/p>

　　蜘蛛拉絲結(jié)網(wǎng)

　　蜘蛛以絲結(jié)網(wǎng)與蠶的情況類似，它的肚子里有“蜘蛛液”，從腹部末端（而不是從頭部嘴里）拉出絲來。根據(jù)化學(xué)家的研究，蜘蛛絲的成分與蠶絲的絲蛋白大體相似。蜘蛛為結(jié)網(wǎng)拉出的絲有兩種：一種是指向外面的，它較結(jié)實而光滑；
另一種是一圈一圈的，它很有彈性，并且布滿黏液珠。據(jù)說，在一個好的蜘蛛網(wǎng)上有25萬個以上的黏液珠，以用來粘住飛蟲供蜘蛛飽餐。

　　唐代詩人孟郊的五言詩《蜘蛛》是這樣描述的：

　　萬類皆有性，各各稟天和。蠶身與汝身，汝身何太訛。蠶身不為己，汝身不為他。蠶絲為衣裳，汝絲為網(wǎng)羅。濟(jì)物既無功，害物日已多。百蟲雖切恨，其將奈爾何。

　　宋代詩人范成大在詩《四時田園雜興》中所寫：

　　靜看檐蛛結(jié)網(wǎng)低，無端妨礙小蟲飛。

　　都是這一情況的生動描述。

　　還有一種結(jié)草蟲，也可以拉出與蠶絲結(jié)實程度不相上下的絲，其“巢殼”外表有樹葉和小枝纏掛著，“巢殼”的內(nèi)側(cè)像蠶繭一樣結(jié)實，用手指都不易戳破它。

　　科學(xué)家研究得知，有些種類的蜘蛛其蛛絲和鋼絲一樣堅硬，卻又比鋼絲富有彈性，還特別耐寒，在-50℃ ～-60℃的低溫下才會變脆發(fā)生斷裂，而一般聚合物在攝氏零下十幾度就會變脆。利用蛛絲的這些特性，若以它為原料制作防彈服裝、降落傘等軍需物資，在冬季使用時會有極佳的性能。據(jù)報道，美國軍方已責(zé)成有關(guān)部門飼養(yǎng)能產(chǎn)堅韌的金黃色蛛絲的巴拿馬蜘蛛。這種蜘蛛個大體胖，是一般蜘蛛的十幾倍。采集者從蜘蛛腹中引出蛛絲，用鑷子夾住末端，將其繞到裝有小型電動機(jī)的紡綞上。紡綞輕巧地轉(zhuǎn)動，蛛絲也就唾手可得。一般每次可提取蛛絲3～5毫克，每段絲長可達(dá)300多米。最令人吃驚的是，使用這種方法抽絲對蜘蛛并無傷害，只要飼養(yǎng)得當(dāng)，每天都可提取。

　　形形色色的液體拉絲

　　只要稍加留意就可以看到，日常生活中有不少液體也是能拉絲的，比如敲開雞蛋，將蛋黃取走后，只留下蛋清放在碗里。用筷子慢慢攪蛋清時，你會感到它與普通液體不同。蛋清是攪動一下后能彈縮回來的液體，也是一種向上挑能拉絲的液體。可用筷子插入向上挑一下試試看。當(dāng)向上挑的速度很慢時，蛋清會像液體一樣流下來，不拉絲；
當(dāng)向上挑的動作很快時，蛋清不粘筷子，也不拉絲；
可是當(dāng)向上挑的速度適當(dāng)時，蛋清就拉絲了。當(dāng)?shù)扒謇�的絲斷了的時候，還可看到在斷開的一瞬間會像橡皮條那樣稍有收縮。山藥汁（將山藥搗碎制取的黏液）以及嬰兒流的口水，情況也都與此相似。這些液體能拉絲，也跟蠶的絲液能拉出絲一樣，是因為它們有黏性和彈性的雙重性質(zhì)。

　　動物與植物的“黏液”大多具有黏性和彈性的雙重性質(zhì)，比如蝸牛和蛞蝓的黏液，人的唾液、痰、鼻涕，鱔魚的黏液，海藻表面的黏液，芋頭的黏液等。這些液體用力攪動后都能表現(xiàn)回縮的彈性，向上挑的速度合適的話也能拉出絲來。研究表明，在液體拉絲現(xiàn)象中，黏滯性起主要作用，彈性起輔助作用。也就是說，可流動性是拉絲的基本條件，再加上可伸縮的彈性，才能出現(xiàn)拉絲的現(xiàn)象。

　　有些食品以能拉出絲來而著名，如主產(chǎn)于河北滄縣和山東樂陵的“金絲小棗”，以核小、肉厚、色鮮、味濃、糖多、質(zhì)細(xì)著稱，購買時鑒別質(zhì)量是否上乘的主要標(biāo)準(zhǔn)，是用手抓住小棗兩頭，猛一撕開后，看是否能拉出很多金色的絲。成語“藕斷絲連”，描述了鮮藕切斷后，藕中所含黏液被拉出絲的情景。菜肴中有一道拔絲菠蘿（或拔絲蘋果、拔絲山藥），就是用炒糖稀做成黏液裹在上面，以能拉出許多糖絲而著稱。當(dāng)然也有的食品，在新鮮的時候不會有拉絲，腐壞了才容易拉絲，人們也常以此來判斷這些食品是否腐壞變質(zhì)了，比如農(nóng)歷八月十五中秋節(jié)時的月餅。

　　關(guān)鍵詞：液體拉絲 蠶 蜘蛛

　　（本文原刊登于《科學(xué)》2004年56卷5期,作者授權(quán)天益發(fā)布）

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