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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：

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。

論文：
https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.105.034401

參考鏈接：
[1]https://physics.aps.org/articles/v15/31
[2]https://www.reddit.com/r/science/comments/takn5y/spiders_use_electric_fields_to_fly_and_we_may/