蜘蛛：科幻宠儿

小罗

《哈利·波特》中的巨型蜘蛛

提到蜘蛛，人们的反应往往截然不同：有的人会想起《夏洛特的网》中灰蜘蛛夏洛特在蛛网上写出的“SOME PIG”；有的人会想起《哈利·波特》系列电影中的巨型八眼蜘蛛阿拉戈，以及它那些令人感到密恐的子子孙孙；更多的人会想起蜘蛛侠，他依靠无比坚韧的蜘蛛丝，横跨城市的天空；在我们的古典名著中，蜘蛛则是通过《西游记》与“蜘蛛精”和盘丝洞紧密地联系在了一起。

然而在现实生活中，这些家伙只是悄无声息地隐藏在角落里。人来人往，很少有人会停下脚步，弯下身子来看一看它们。虽然不起眼，但是这种神奇的生物却从未被忽视。

上古时期的医疗利器

试想一下，你生活在四千多年前的古希腊时期。

有一天，当你在爱琴海旁散步时，被海边尖锐的贝壳划伤了脚趾。伤口很大，不论你如何按压，血液还是顺着你的指缝一点点溢了出来。你开始感到心慌，要知道，在这个医学尚未得到完全发展的时代，人们对于微生物还没有什么概念，更不要提抗生素了，那是几千年后才会出现的科技。任何一点微小的伤口，都有可能带来致命的风险。

“要是有创可贴和绷带就好了。”你打了一个寒战，不知道是不是因为失血，来自海面的风都变得生硬了起来。这时，你看到了海滩上绵延的巨大蛛网。这些名为长脚蜘蛛（Tetragnatha）的家伙，在潮湿闷热的海滩上刚刚结束了一场旷日持久的狂欢。无奈之下，你抓起一把蛛丝，按在伤口表面，这些黏糊糊的东西奇迹般地和伤口结合在了一起，快速地止住了血……

这并不是我们的首创，而是古人的智慧。在古埃及人开始使用针线缝合伤口之前，人们在伤口上尝试了各式各样的材料。在付出惨痛教训和生命的代价之后，蛛丝被证明是效果最好的材料之一。而其效果出众的原因，直到近现代才得到了合理解释：蛛丝的成分是蛋白质，与人体具有良好的生物相容性，蛛网中富含的维生素K则会促进人体的血液凝结，进而起到止血的作用。

与家蚕的纠葛

蚕的驯养，在中国历史上留下了浓墨重彩的一笔，丝绸之路的建立更是让我们成为世界贸易的中心。那同样会产丝的蜘蛛呢？

蛛丝的密度和蚕丝相似，平均直径只有蚕丝的一半，但是它的刚性和韧性远远优于蚕丝，韧性甚至远远强于著名的凯夫拉（Kevlar）纤维。凯夫拉纤维这个名字听起来也许很陌生，它的化学名称“聚对苯二甲酰对苯二胺”可能更让人摸不着头脑，但是如果说它是军用头盔和防弹背心的主要材料，那一切似乎就都清楚了。

是的，蛛丝可谓是“别人家的孩子”，是全面发展、全面优秀的典型。

从意识到蛛丝具有优秀性能的那一刻起，人们便开始想尽一切办法驯化蜘蛛，试图用蜘蛛丝产业取代蚕丝产业。然而這一切并不顺利。如果说家蚕无比温顺，那蜘蛛可谓是野性十足。

和可以几十个兄弟挤一间屋子的家蚕不同，蜘蛛具有强烈的领地意识，它们对于单间的渴望是刻在骨子里的。如果将十只蜘蛛放在同一个盒子里，那第二天的结果就是，大家无心产丝，而是打了个你死我活，甚至失败者已经被胜利者吞进了肚子。而在产丝方面，蜘蛛的产丝量也无法和蚕相比较。与吃饱了就会产丝将自己包裹起来的家蚕不同，蜘蛛产丝的目的是捕猎，往往只有在蛛网破损之后才会产丝修补。

虽然在各个民族的历史中，蜘蛛的形象都是勤劳的编织者，然而不得不说，它们的工作效率实在无法满足因内卷而水涨船高的KPI。所以直到现在，蚕丝还是稳稳压了蜘蛛丝一头。更准确地说，“是压住了，但是没有压结实”，蜘蛛丝仍然在一些领域冒出了头，生物医疗就是其中的重中之重。

沿用千年前古人的智慧，如今人们已经将蜘蛛丝材料用于各式各样的医疗领域，其中包括人造骨、敷料、生物支架等。相信在不久的将来，依托于蜘蛛丝的产业，会对蚕丝产业造成持续不断的冲击。

有生命的纺织工厂

并不是所有的蜘蛛都会结网。在目前已发现的将近四万五千种蜘蛛中，只有一半会结网，而这一半的蜘蛛，可以说是地球上最会纺丝的一群生物了。在只有几毫米的腹腔内，大多数蜘蛛集成了至少六种丝腺。每一种丝腺都拥有各自独立的通道，最终汇总于丝疣并拉出形成蜘蛛丝。这些结构和用途各不相同的丝线，最终构成了我们每天都可以在角落中看到的蜘蛛网。

当猎物撞击到蛛网的那一瞬间，由冲击带来的能量，首先会被曳丝（drag silk）承受并吸收。这种由大壶状腺产生的蜘蛛丝具有极强的韧性，作为蛛网的骨架结构可以承受很大的拉力而不断裂。同时，它还是蜘蛛的保命绳。我们经常能看到蜘蛛从屋顶或房檐垂下，这根拉住蜘蛛的丝，就是曳丝。

随后，猎物会被蜘蛛网上的螺旋结构缠绕，这种由鞭状腺产生的蛛丝虽然本身并没有黏性，但是具有非常出色的延展性，可以抵抗猎物的不断挣扎。为了更加保险，蜘蛛还会通过聚状腺分泌黏液，并将其涂在鞭状腺丝表面，使蛛丝具有黏性。

当猎物终于倒在蜘蛛的獠牙之下，蜘蛛会通过葡萄状腺的分泌快速拉出一排又一排的葡萄状腺丝将猎物包裹起来，更加令人不寒而栗的是，直到这个时候，猎物还是活着的，只不过因为蜘蛛的毒素而无法动弹。除此之外，还有小壶状腺、管状腺、梨状腺，它们各自承担着不同的任务。

电影《天蛛地灭》：城市里的变异毒蜘蛛

人类在进入工业时代之后才意识到，在发展过程中，将每一个模块做小，往往比将其做大更加困难。人类还未出现在地球上的时候，蜘蛛就可以将一系列微纳尺度的模块集成到自己体内，将自己变成一座具有生命的纺织工厂。

对于那些不织网的蜘蛛而言，蜘蛛丝往往在进食过程中起辅助作用。以著名的捕鸟蛛或者狼蛛为例，这些大家伙的体型可以轻松超过十厘米，拥有健壮的肢体和很强的毒性。白天，它们躲在洞穴中，利用洞口的放射状蛛丝感知猎物，一旦猎物接近，它们就会瞬间扑出，用自己的尖牙将毒液注射到猎物体内。

虽然听起来颇为恐怖，但捕鸟蛛通常只有在自卫的时候才会咬人，它们的毒性和黄蜂相当。即使毒性不强，巨大的体型和恐怖的外表也给人们带来了无限的灵感。在电影《毒液》中出现的外星生命体，也许就是来源于此。

值得一提的是，不会织网并没有影响这些蜘蛛的生存。恰恰相反，没有蛛网的蜘蛛们反而获得了更大的生存空间。由于没有蛛网需要照料，它们出现在地洞中、落叶中、草丛里，甚至还能出现在水面上。

这种蜘蛛被简单直接地命名为水狼蛛。它们的体型相较于捕鸟蛛要小一些，大约一厘米左右，主要生活在湿地和滩涂附近的草丛中。和常见的水黾类似，它们也具有疏水的密集腿毛和较轻的体重，这些小家伙可以利用水的表面张力在水面快速移动。

说到蜘蛛，人们想到的除了蛛网就是毒性。虽然体型较小，水狼蛛仍然具有一定毒性。它们的头部前端长有一对鳌牙，可以分泌毒素，虽然十分小巧，依然有可能会刺穿人们的皮肤，将毒素注入体内。

所以，当我们在自然水域中见到在水面活动的小动物时，一定要小心分辨它们是不是蜘蛛。当然，最安全的选择还是不要主动触碰它们。

科幻世界的宠儿

如果我们把蜘蛛拆开来看，它身体的每一处细节似乎都作为惊悚元素出现在了恐怖电影中。

比如蜘蛛的眼睛。和昆虫不同，蜘蛛没有复眼，而是有着多对单眼。这些眼睛具有严密的分工，为蜘蛛提供清晰的彩色图像，并帮助它们判断物体的距离。被这样大小不同、闪着金属光泽、只有黑色的一排眼睛看着，肯定不是一种愉快的体验。

又比如蜘蛛长满纤毛的长腿，这些腿毛异常敏感，可以感受到空气中的振动，进而判断周围的环境。讲一个算不上好笑的笑话，蜘蛛的“耳朵”长在“腿上”。只不过，在夜深人静的时候，如果有一排毛腿轻轻沿着你的手臂爬上来，那种触感，想想都让人汗毛倒竖。更不要提蜘蛛的毒素了，并不是所有人都有运气成为蜘蛛侠，更大的可能是备受肌肉疼痛和痉挛的折磨。

虽然“毛绒绒”的蜘蛛无法和“可爱”或“治愈”联系在一起，然而千百年来，人们对蜘蛛这种凶猛而又神秘动物的热情从未消退，它更是各种科幻作品中的宠儿。

蜘蛛具有非常符合工程学的构造。它们的身体构造久经时间打磨，可以适应各种复杂地形，更能应对各种恶劣环境。第一个蜘蛛机器人何时出现已然无法考究，我们甚至难以判断蜘蛛机器人的标准到底是什么，是爬行并具有八条腿吗？也许我们应该将标准放得松一点点，把爬行的、多足且足上具有关节的机器人通通理解为蜘蛛机器人。

《攻壳机动队》中的塔奇克马

当《攻壳机动队》中塔奇克马出现的时候，虽然四肢看起来仍然略为笨拙，但是极其出色的复杂地形作战能力，一瞬间便让它成为科幻经典及后世各类经典科幻形象的参考。在电影《黑客帝国》中，我们便看到了那些既像八爪鱼，又像蜘蛛的巨型机器人。而在电影《少数派报告中》，这些蜘蛛机器人则具有和真实蜘蛛相似的尺寸，身份由战士变成了辅助，在各种复杂环境中配合警察的行动。另一部汤姆·克鲁斯主演的电影《世界大战》中，则是出现了巨大的三足机器人，看起来颇像是游戏《星际争霸》中巨像的设计，更像是一种大个子的蜘蛛。

一个巨大的蜘蛛机器人，体内拥有一个集成了各种材料的内腔，听起来对工程建设具有无可比拟的吸引力，一个机器人似乎就可以成为一整个施工队，上天入地，无所不能。

事实上，在机器人仿生的道路上，人类还有很長的一段路要走。蜘蛛灵活的关节为运动提供了便利，却为机器人的搭建造成了几乎难以克服的困难。原因很简单，目前机器人产业中的机器人关节，往往都是液压元件。这些结构易损耗，又加上机器人自身的体重较大，使得关节成为机器人设计的瓶颈，通俗点讲就是“灵活性”和“结实”只能选一个。

新时代下的机遇

虽然我们没能完全理解蜘蛛本体的行为，但是以目前的理解，我们也已经在科学和工业领域中受益匪浅。在飞速发展的新材料和持续不断的学科交叉研究中，蜘蛛这位老师屡屡为人类指点迷津。

横滨街头的法国巨型机械蜘蛛

在材料方面，通过模仿学习蜘蛛腿部的结构，人们设计了具有滤波功能的水凝胶传感器。这些传感器可以贴在人体表面，就像蜘蛛利用腿部过滤蛛网上面的噪音，它们可以选择性过滤特定频率的噪音，进而更准确地获得人体信息。

另一方面，3D打印技术由于具有灵活多变的特性，在近十年间脱颖而出，成为一种被寄予厚望的“新技术”。在这种技术的帮助下，科学家们利用类似蜘蛛丝的材料，打印出了各式各样的材料，利用材料出色的生物相容性，实现了包括人造血管支架和细胞培养基质在内的一系列应用。

除了以上应用之外，科学家们始终没有放弃构建和蜘蛛丝一样强韧的材料，进而利用更加强韧的材料替换钢筋和蚕丝。这些材料包括碳材料（石墨烯、碳纳米管）和生物材料（生物纤维素和蛋白质）。也许在不久的将来，人们可以真正建造太空电梯，利用轻便的强韧纤维直接将电梯拉到宇宙空间站中。

虽然一切都还在路上，但是谁又能说得准这一切何时就会到来呢？毕竟二十年前，用移动设备看电影都还是一个颇为科幻的概念呢。

【责任编辑 ：竹 子】