博雯 發自 凹非寺量子位 | 公眾號 QbitAI

現在，科學家們終于搞懂蜘蛛是怎么飛行的了。

哦不對，放錯了，是這個：

加州大學的科學們假設，蜘蛛雖然沒有翅膀，但卻可以依靠自己吐出蛛絲的負電荷，以及地球大氣中的正電勢場形成的電場來飛行。

基于這一假設，研究團隊正經進行了受力分析和數值模擬，實驗結果發表在統計物理學、非線性物理領域的期刊Physical Review E上：

對此網友們熱烈討論，并表示：

蜘蛛統治世界的時代已經不遠了！

不過在蜘蛛真的統治世界之前，還是讓我們先來看看它飛行的原理。

（本文不含任何蜘蛛高清圖，讀者可放心食用）

蜘蛛如何靠電場飛行？

首先，科學家們建立了一個包括粘性力、蛛絲、蜘蛛的重量和尺寸、靜電上升力、排斥力以及彈性彎曲力的三維數值模型，以探索蜘蛛蛛絲在氣流中的膨脹和展開的動力學。

如圖所示，一個吐出蛛絲的蜘蛛可以被簡化為這樣一個模型：

一個直徑2毫米左右的實心球體，頂部有2、4或8條距離十分接近（100微米）的絲線，開始為垂直方向，每根線都附有電荷。

關于絲線上是如何帶上靜電荷的，研究人員認為，這可能是在蜘蛛制作蛛絲的過程中迅速加載電荷，或在制作完成之后，吐絲時與氣流產生的摩擦。

為了研究流體結構與電場的相互作用，數值模擬涉及到三個部分：

通過離散彈性棒（DER）方法計算線的彈性變形，即彎曲、扭曲和拉伸等等阻力理論（RFT）方法計算蜘蛛和絲線上的流體動力學的粘性力由大氣電位梯度和絲線電荷引起的靜電力具體而言，在數值模擬中，蜘蛛被建模為一個彈性棒網絡。

其中一個節點x0代表蜘蛛身體，每條線有Nt個節點。對于一個有nt條線的蜘蛛，節點的總數是ntNt+1，兩個連續節點之間的向量是邊，每個線程由Nt條邊組成：

邊的拉伸、彎曲、旋轉則采用這樣一種框架來分析：

在模擬實驗中，蜘蛛從地面靜止，然后開始被電場“提起”。

帶電的、最初的絲線會附著在蜘蛛身上，絲線之間的相互排斥會導致它們在一段時間內分開。隨著蜘蛛向上加速，向下的阻力會增加，和蜘蛛本身的重力一起抵消向上的力。

最終，團隊中的研究人員Charbel Habchi下了定論：

我們認為，至少小型蜘蛛在沒有任何上升氣流幫助的情況下，完全可以通過電場懸浮。而體型較大的蜘蛛則需要向上氣流的推動。

“懂了，蜘蛛會用原力”

對于這項研究，廣大網友身體力行地上演了一波真·震驚體。

我震驚地張大了嘴，但又害怕有一百只小蜘蛛飛進來。

巨大的蜘蛛群籠罩并襲擊了整個北喬治亞區和周邊地區。這真是個不錯的科幻概念。

下面有人回復道：別再說了，我要yue了……

而星球大戰梗也雖遲但到：

所以蜘蛛會使用原力。

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