1832 年，达尔文正在「小猎犬号」上担任博物学家。一日，他在甲板上发现了件怪事——一夜之间，甲板上多了上千只小红蜘蛛。
此时，「小猎犬号」距离海岸足足有 60 英里，蜘蛛是怎么过来的呢？
一个自然的想法，便是认为蜘蛛靠着海风，「御风而行」，抵达船上。
蜘蛛翘起腹部，射出蛛丝，然后风拉着蛛丝、拖着蜘蛛，漂洋过海：
但达尔文却发现了疑点——不论有风无风，或是在极其微弱的海风之下，船上的蜘蛛都能腾空而起；而且，蜘蛛似乎只在微风之时起飞；同时它也不会将蛛丝射出来……
达尔文没有给出解答，直到最近，布里斯托大学的两位科学家，Erica L. Morley 和 Daniel Robert，给出了解答：
蜘蛛利用电场飞行！
御电而行，蜘蛛如何做到？电场又从何而来呢？
其实，大气层中存在着强烈的电场，地面带负电，云层带正电。这一电场平时有
，阴雨天气时甚至能达到
。
我们之所以难以感知，是因为空气的电容很小，我们自身就可以改变周边电场的分布，使得我们周边的电场减弱。参见《费恩曼物理学讲义》，电磁学部分
蜘蛛靠近地面，蛛丝就会带上负电，从而被天空的正电吸引，从而飞向天空。
但蜘蛛身上的电荷足够吗？不够也不要紧，蜘蛛可以爬上树冠、枝桠，这些尖锐的地方，使得自身所带的电荷更多。
此时，蜘蛛翘起腹部，分泌蛛丝，就可以靠着地球的电场，御电而行。
理论上看起来没有毛病，但科学需要实验验证。
Erica L. Morley 和 Daniel Robert 设计了一个实验：
将蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电场，然后，再在里面施加电场，强度与自然环境下一致。
蜘蛛果然飞了起来！而且，如果调整电场的强度，他们还可以控制蜘蛛的飞行速度！
这是个巧合吗？还是蜘蛛有意为之呢？
要回答这个问题，首先要回答的，就是「蜘蛛能否感知到电场」？
答案是肯定的，而且方式颇为有趣
蜘蛛用腿毛感知电场
不同的电场强度，会使得蜘蛛的腿毛朝向产生巨大的变化，从而能被蜘蛛感知到。
而且，蜘蛛在起飞之前，会有一个独一无二的动作：踮脚（tiptoeing）。这个动作，只有起飞之前会观察到，说明蜘蛛确是有意为之。
电场强度不同，「准备起飞」的蜘蛛数量也大不相同：
如图中 C、D 两幅，就显示了不同场强下，蜘蛛踮脚次数的差异。很明显，蜘蛛不光感知到了电场，还能对它作出反应。
故曰：「列子御风而行，泠然善也；蜘蛛御电而行，犹亦善也」
参考文献
Morley, Erica L., and Daniel Robert. “Electric Fields Elicit Ballooning in Spiders.”Current Biology28, no. 14 (July 2018): 2324-2330.e2.https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.05.057.
ED YONG. “Spiders Can Fly Hundreds of Miles Using Electricity.”The Atlantic(blog), July 5, 2018.https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/07/the-electric-flight-of-spiders/564437/.
文章 / 回答精选集：
复杂性科学 - 生活×物理 - 艺术×数理 - 科研评论
微信扫一扫 
