飞蛾为什么扑火?真正原因可能只有飞蛾自己知道( 二 )


飞蛾为什么扑火?真正原因可能只有飞蛾自己知道

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从这里可以看来,昆虫的趋光性是有着其进化意义的,已成为一种本能 。
只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”,解释看来是合情合理啊 。
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?
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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 。
那就是,飞蛾并非全都笔直地撞向光源,而是绕着圈螺旋式地向光源靠近 。
于是,我们可以得到的飞蛾扑火轨道,就成了一个个螺旋 。
所以更准确的说,飞蛾并非扑火而是绕火 。
飞蛾为什么扑火?真正原因可能只有飞蛾自己知道

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飞蛾的飞行轨道
其实飞蛾以天体作为参考点,是一种横向导航定位 。
因为挂在天边的星星和月亮,都是一种极远的光源 。
所以这些光到达地球后,就已经可以看作是互相平行的光线了 。
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以月亮发出的平行光线为参考物,飞蛾的飞行路线是一条直线
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 。
但人造光源出现后,情况就不一样了 。
相对月亮和星星来说,人造光源都属于近处光源,因此光线是从一点呈发射状的 。
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呈发射状的光线
以街边的路灯为例,并想象有一只飞蛾刚好从较远处看到这一光源 。
当飞蛾以为路灯就是月亮时,它就会试图以与光线呈45°的夹角飞行 。
因为路灯光线并非平行光线,所以飞蛾越是固定这一夹角飞行,轨道就越向内弯曲 。
于是,飞蛾的轨道便形成了一个等角螺旋 。
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人造光源下的飞蛾路线
在坐标系中,等角螺线的螺线和射线之间的夹角就始终是一个固定值 。
而飞蛾也随着这个螺旋轨道,盘旋着逐渐逼近路灯,最后直接与路灯撞个满怀 。
早在公元1638年,著名数学家笛卡尔就首先描述了等角螺旋线以及给出了它的解析式 。
因为方程中出现了指数函数,所以等角螺旋线也被叫作对数螺旋线 。
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而在同一个时代,雅各布·伯努利则更是对等角螺旋痴迷 。
他发现等角螺旋线作各种变换时,例如求渐屈线、求垂组曲线、等比例放大等,所得的曲线仍然是原先的等角螺旋线 。
对于这一特性,伯努利感到惊奇 。
他甚至还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” 。

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