飞蛾为何扑火?
飞蛾之赴火,岂焚身之可吝?
早在1600多年以前,数学家伯努利将等角螺旋线刻在自己的墓碑上,并留下这样的墓志铭:"Eadem mutata resurgo.",意为"纵然改变,依旧故我"。
仔细体会,飞蛾扑火这个诡异的行为貌似与这位伯大师的精神极度契合——二者都为终极目标行进且无法自拔。
难道说,飞蛾也偏爱等角螺旋不成?
答案是肯定的。
"活下去!"是所有生物的本能。飞蛾虽然没有伯大师那么高级的思维能力,但它的基因里也谱写着强烈的生存意识,所以肯定不会自杀。
事实上,趋光性( phototaxis )是昆虫的一个共同特征。这对它们寻找食物、交配和寻找产卵地等活动具有一定的指导意义。
在人类出现之前,空中的月亮和星星是夜晚最主要的光源。
为了保证航线稳定,许多夜行昆虫都会寻找一个远方的光源做参照物。而那些会发光的天体,就像罗盘指引着它们飞行。
拿我们今天的主角扑棱蛾子来说,它们可以通过细微的光去绘制自己的航线。悲剧的是,后来人造光源的出现,使飞蛾发生了混乱,纷纷扑火寻死。而这也叫做"光定向行为假说",那么将问题反过来,既然飞蛾会扑火,为什么在晚上它们不会齐刷刷地飞向月亮?
如果大家曾观察过飞蛾扑火,应该能注意到它们的一个飞行特点——螺旋式。
对,这就是伯大师和飞蛾的精神契合点了。
接下来,我们运用伯大师的数学理论来分析一下飞蛾的扑火精神。
夏夜,荷塘边,拥一盏灯,你会发现飞蛾并非全都笔直地撞向光源,而是绕着圈向光源靠近。如果把飞蛾的扑火轨道抽象出来,就会发现它是螺旋式。因此,更准确地说,飞蛾并非扑火而是绕火。
其实飞蛾以天体作为参考点,是一种横向导航定位。因为星星和月亮距离地球较远,它们的光到达地球后,就可以看作是互相平行的光线了。而飞蛾的正常飞行,正是以这些互相平行的光线作参照的。它们只需要与入射光线按固定的夹角飞行,就能保证航线是一直向前的。
相对月亮和星星来说,人造光源都属于近处光源,光线是从一点呈发射状的。以你手里的灯为例,并想象有一只飞蛾刚好从较远处看到这一光源。当飞蛾以为你的灯是月亮时,它就会试图以与光线呈45°的夹角飞行。因为灯的光线并非平行光线,所以飞蛾越是固定这一夹角飞行,轨道就越向内弯曲。于是,飞行轨道便形成了一个等角螺旋。
不过,说到这里飞蛾的扑火之旅还未算真正结束。室内实验结论显示,昆虫对特定波长的单一光源具有很强的趋性,但这个实验结果我们与前面的"光定位假说"是相悖的。然而,可以肯定的是,当人类学会用火的时候就注定了飞蛾的噩运, 40多万年过去了,它们啥时候能长点儿心呢,咱也不知道,咱也不敢问。