从3D打印技术的突破，到实现跨物种交流和破译异界音乐，科学家们一步步揭开蜘蛛“音乐”的神秘面纱。

将蜘蛛网的横断面图像组合并翻译成音乐.IsabelleSuandMarkusBuehler

人们在思考世界的时候总是站在以人类为中心的角度，坦白说，我们怎么可能不这样呢?与此同时，科学研究能时不时地为我们提供其他物种所感知的信息，让我们得以一窥这个几乎陌生的世界。

这就是麻省理工学院（MIT）工程学教授MarkusBuehler和他的团队一直在探索的问题。具体说来，就是研究蜘蛛如何结网并利用它们进行交流。他在一次发言中谈及：“这种蜘蛛生活在一个弦振动的环境中，它们看不太清楚物体，所以它们通过感知具有不同频率的振动来获取关于世界的信息。”

蜘蛛是毋庸置疑的建造专家，它们把丝缕编织成复杂的3D网，来充当家和狩猎场。它们通过像拨动吉他弦一样“拨动”蜘蛛网上的丝线，并倾听蜘蛛网的声音的变化，来获得周围环境的信息，比如是否有潜在的配偶、陷阱中的猎物、或蜘蛛网的结构完整性等信息。也就是说，它们通过音乐来感知环境。

包括Buehler在内的科学家们花了数十年时间去研究这种隐密的语言，然而，要想真正地理解并复制这种语言仍然具有极大的挑战性。所幸的是，Buehler和他的同事们最近取得了重大突破。

Buehler所在的研究小组在美国化学学会（ACS）春季在线会议上公布了他们的研究结果，他们称已经成功地将网络结构转化成了音乐。

他们用激光扫描了一张天然的蜘蛛网，捕捉其2D截面图，然后通过计算机算法重建该蜘蛛网的3D结构。通过赋予单根蛛丝以不同频率的声音，该算法就可以实现对音乐“音符”的分配，这些“音符”结合了蜘蛛网3D结构得频率模式的信息。最终他们创造了一种类似竖琴的乐器，可以通过他来演奏蜘蛛音乐。

Buehler说：“我们的仪器在这个过程中会改变声音，反映出蜘蛛织网的方式。因此，我们能够探索蜘蛛网是如何以声音形式随时间被构建。”该团队在世界各地现场演奏了他们的蜘蛛音乐。

通过在不同的点扫描蜘蛛网，该团队能够将织网的不同阶段转换成带有不同声音的音乐。我们希望通过分解蛛网，并从视觉和听觉两方面对它进行分析，进而为许多不同的材料应用提供全新的视角。

为了更好地演示这一点，该团队建立了一个虚拟现实装置，允许人们“进入”蜘蛛网。Buehler解释说:“虚拟现实环境非常有趣，因为你的耳朵会识别出你可能看到但不能马上识别出来的结构特征。通过同时听到和看到它，你可以真正开始了解蜘蛛生活的环境。”

除了提供“一种不同于人类常规体验的音乐灵感来源”，这项研究还有另一个实际目的–为了了解蜘蛛是如何“打印”它们的网的。研究人员可以利用这一知识建造更好的3D打印机，用于复杂和精细的微电子技术。Buehler补充说:“蜘蛛打印蜘蛛网的方式非常了不起，因为它没有使用支撑材料，而支撑材料对目前的3D打印方法而言是必不可少的。”

“说蜘蛛话”能让科学家与蜘蛛直接交流，也许能影响网的类型蜘蛛所结的网的类型，或者帮助人类更好地理解它们的行为。虽然人耳无法察觉，但研究小组记录了蜘蛛在进行不同活动时的蛛网振动信息，比如结网或吸引伴侣时的振动，并利用机器学习来按照不同的活动对不同的声音/音符进行分类。

Buehler说：“如今我们正试图产生合成信号，让它能说蜘蛛的语言。如果我们让蜘蛛接触特定的节奏或振动模式，我们能影响它们的行为吗？我们能开始与它们交流吗？这些想法真的非常令人激动。”

WILEY

本新闻稿取材于AdvancedScienceNews官方网站

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