书城科普奇妙的大自然:360°亲近大自然
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第16章 打开“心灵的窗户”——昆虫与照相仪器

小问号

红的花、绿的草、蓝的天……五彩缤纷的大自然美景,让我们的眼睛迷恋,心灵沉醉。眼睛是“心灵的窗户”,人的喜怒哀乐透过眼睛这扇“窗户”能看得真真切切。昆虫的眼睛与人类的眼睛不同,许多昆虫都长着复眼,虽然我们无法了解它们的喜怒哀乐,但是揭开那无数颗小眼睛里隐藏的秘密,为人类研制高级照相仪器带来了许多好消息……

昆虫的眼睛结构应该说是大同小异,它们复眼的数量及形状却是千变万化。蜻蜓的头上长着一对很发达的眼睛,里面有许许多多六角形的小眼睛。这些眼睛,少的有1万多只以上,最多的达28000只。地下蚁的复眼比较少,只有6个。在显微镜下,复眼仿佛是许多六角形的美丽图案,既十分紧密地组合在一起,又非常有分寸地隔开。每个小眼都是1个传光系统和敏感的视觉细胞。每个小眼都针对不同的方向,反映的都是形象中的一个片段。所以在夏天,我们从蜻蜓的背后,蹑手蹑脚的去捕捉它,往往是无功而返,望“飞”兴叹!

提起苍蝇,我们往往会感到作呕。可是,这种喜欢追逐臭味的昆虫也不是一无是处,那对奇特的复眼就是由4000多个小眼构成的。它的眼睛几乎占据头的大半,虽然眼睛不能转动,可是这没关系,它的脖颈能自由转动,所以瞻前顾后,环视左右不但毫无问题,而且比人类观察四周情况还方面得多、准确得多。它利用这些小眼能把看到的物体形象迅速汇集起来,形成一幅完整的画面,并准确地判断物体与自己的距离、方位等。

科学家通过对蝇眼的研究,设计制造出“蝇眼”照相机。它的镜头是由1329块极其微小的透镜粘合而成的,一次能拍摄到1329张照片,分辨率高达4000长/厘米。通过这种照相机可以大量复制电子计算机精细的显微电路,帮助技术人员查找电路问题,还可以用来进行邮票印刷的制版工作。如果一块版上印几十枚邮票,那么一次拍照就足以制成一块版,而不需要像普通照相机那样,一张张地拍摄几十次呢!人类模仿蝇眼制造了“蝇眼透镜”,可以用来大量复制电子计算机的集成电路,大大加快了军用文书的复制和军用电子设备的生产速度。

蝇眼,帮助人类更新了立体电视的显示系统。立体电视制造初期,它的显示系统往往是用大量的圆柱形透镜,并排垂直于电视屏。可是,这种显示系统有明显缺陷,只要观众站在旁边观看,图像就不是立体的了。后来,电视制造专家借助仿生学家的研究成果,制造出一种很像蝇眼的复合透镜阵列,用三组这样的透镜安装在发射端,在接收端也有这一样一组透镜,所以不论从哪个角度来看电视,都是生动逼真的立体图像了。

科学家还发现,在夏日里喜欢打着“灯笼”漫步的萤火虫,也长着4000多只复眼。于是,人们仿照萤火虫的小眼排列方式制造了复眼透镜。这是一种新型的光学系统,可以应用于记录立体信息、激光制导等技术系统中。

打开“心灵的窗户”,研究昆虫复眼精巧的构造和特异功能,不断改进照相仪器,离不开昆虫复眼给我们的许多宝贵启示。现在,人类模仿昆虫复眼光学系统的结构研制的先进照相仪器,已广泛地运用于工业、卫生、航天、军事等领域。

“小档案”

第一架照相机诞生于18世纪中期。16世纪初,意大利画家根据“小孔成像”的原理,发明了一种“摄影暗箱”。著名画家达·芬奇曾在他的笔记里作过描述:当光线通过一座暗室壁上的小孔的时候,在对面的墙上就形成了一个倒立的像……接着,又有人对“摄影暗箱”进行了改进,为它增加了一块凹透镜,使倒立的像一下子变成正立的像,看上去舒服多了;后来,有人在墙上放上一块45度角的平面镜,使画面更清晰逼真……但是,这只是像的投影而不是照片。18世纪中期,一位名叫达孟尔的人发明了新型感光材料碘化银,用它作底片装在“摄影暗箱”上,终于在这种特殊的纸上显出像来。至此,世界上第一架照相机诞生了。1858年,英国的斯开夫发明了一种手枪式胶板照相机。1946年,兰德和宝利发明了“一次成像”照相机。