圓環、螺旋線與海豚_1300字

在許多民族的古代故事裡，都把海豚描寫成慈善的動物，時常引導人們脫離危險，挽救性命。如今我們知道了他們有一種特別的聲納能力，並且正在努力利用這種原理尋求新的通訊方法。另一種科學研究是設法評估這些傑出動物的自我意識和智力。　

　　在全世界，無論野生的或伺養的海豚，都能看見它們玩水泡。其實這並非只是玩玩而已。許多動物有玩具，但是除了人類之外，還有什麼動物能夠嘗試發展和改進它們的娛樂技巧，來打發時間呢？大家知道練習帆板運動，如果不懂得關於踏板、帆和風的力學知識、物理知識，帆板就會在水中不斷翻到。優秀籃球運動員經常練習投籃，計算機遊戲愛好者彷彿粘牢在計算機顯示器前面。這種活動方式原以為只有人類才會採用，但是對海豚智力的總體研究卻顯示出一些令人驚奇的發現。這些觀測不限於一只特定的海豚，而是廣泛考察亞馬遜河中的海豚，寬吻海豚，以及太平洋的和大西洋的斑點海豚。在數學里，我們想到球面、環面、平行螺線和空間螺旋線，是把它們看成複雜的數學形式，不一定當做玩具。面對海豚，很明顯，它們是一種娛樂形式。　

　　海豚怎樣創造這些玩具並且使用它們呢？在檀香山，從海洋公園的水下實驗室里觀察寬吻海豚，實施一項海豚計劃，進行關於海豚智力和行為的科學研究。這裡有一群海豚展示了海水泡沫數學的特殊趣味和魅力。在括撲學中，球面不能連續變行成為救生圈。無論怎樣將它拉長、壓扁和扭曲，它決不會變成一個環面。但是在海豚世界里，利用關於水的物理定律，球面卻不難變成環面。環形水泡的玩法，有何特別之處呢？海豚做的這些環狀或其他形狀的水泡，不是遵照命令，也不為報酬、食物。根據觀察，它們製作水泡是為了消遣，並且用來加強它們的通訊聯絡。據信，一隻接受到聲納和水泡訊號的海豚，使用它自己的聲納來幫助譯解訊號傳達的消息。此外，海豚計劃的觀測還發現，某些海豚能夠駕馭水泡的物理性質，並會利用漩渦。因為在水面以下，水泡下方的海水壓強大於上方壓強，這種壓強的差距形成一股向上的力，頂直水泡垂直上升，並且頂破水泡，刺出一個通往球心的穿孔，形成環面。通常會產生一個豎直的漩渦穿過環面的中心線，將水泡直接送上水面。但是這些海豚已經理解漩渦是如何工作，並且已經想出辦法讓環面沿水平方向移動，而不是垂直移動。此外，通過實驗，有些海豚已經學會利用它們的鰭和身體運動，產生水平的漩渦。利用它們的聲納，它們找到漩渦的眼或中心的精確位置。這是漩渦里壓強最低的地方，而且就在這裡，海豚製作氣泡，跟隨漩渦，走一條螺旋形路線，這些氣泡彙集起來，形成一股螺旋形氣流，沿着水平方向移動。技藝高超的海豚，造成的泡沫雕塑光滑而又光亮，作為藝術品使那些新手海豚相形見拙。另一個吸引人的因素是海豚的泡沫遊戲和實驗並非所有海豚天生局會做的。事實上，在海豚計劃的一項研究中，有一群海豚起初不會做水泡環，直到有一隻會做的加入其中，才扭轉局面。在這位新客的水環啟發之下，共居一池的其他海豚決定學習這種“遊戲”。此外，還觀察到，海豚們互教互學，交流如何產生各種不同形狀的水泡，泡沫雕塑不是僥倖得來，而是花費時間、耐心和靈巧，精通技藝，發揮想象力，創造新形態，成為一種動力學的藝術和科學，令人回味。