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飞蛾为什么扑火(飞蛾扑火为什么不是反射)



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这是老生常谈 。飞蛾扑火 。
飞蛾的这种奇怪行为，早就被人类煮成了一碗浓浓的鸡汤 。
这一般是指舍身取义的精神，或者被致命的东西吸引而无法自拔 。
但世间万物都是对生命的绝望 。
生存意识早已写入基因，成为一种本能 。

飞蛾也是如此 。作为没有高级思维能力的动物，它们不会自杀 。
虽然在现实生活中，我们经常可以看到飞蛾相继死去 。
但是飞蛾根本没有结束自己的想法，自杀是不可能的 。

事实上，趋光性是昆虫世界的普遍特征 。
这对它们寻找食物、与异性交配、寻找产卵地等活动有一定的指导意义 。
当然，昆虫的趋光行为也经常被人类利用 。
一些光源诱虫器，很多对昆虫有趋光行为 。

户外诱虫灯
然而，昆虫趋光行为背后的意义比想象的更复杂 。
以飞蛾为例 。人类仍然明白他们为什么灭火 。
许多昆虫是夜间活动的，因为它们的天敌鸟类大多在白天活动 。
通过选择在晚上活动，它们可以避开那些早起的鸟儿 。
那么，既然他们选择了夜间行动，为什么还要拼命扑向光源呢？

每个人都必须知道一个标准答案，大概是这样的 。
在漆黑的夜晚，它们需要依靠微弱的自然光源来导航 。
在人类出现之前，夜晚最重要的光线基本来自天上的月亮和星星 。
为了保证路线的稳定性，他们会寻找远处的光源作为参照 。
而那些发光的天体，就像指南针一样，指引着它们飞翔 。

昆虫的复眼
的确，夜行昆虫的夜视能力非常强大 。
复眼是昆虫的主要视觉器官，一般由许多独立的小眼睛组成 。
由于昼夜光环境不同，夜行昆虫和昼行昆虫的复眼结构也不同 。
昼行昆虫的复眼主要是平行的象眼，每只小眼的光感受器只接收入射到小眼上的光线 。

平行象眼和重叠象眼示意图
夜行昆虫则不同，主要是重叠的象眼 。
这种镜片具有很强的径向折射率梯度，可以使入射到数百只小眼睛上的光线汇聚到视网膜上的单个感光器上 。
这大大提高了夜行昆虫的夜视能力 。
就拿今天的主角，扑蛾来说吧 。只要有一丝光亮，它们就能抓住它，找出自己的航向 。

从这里可以看出，昆虫的趋光性有其进化的意义，已经成为一种本能 。
后来只是人工光源的出现引起了飞蛾的混乱，它们为生存而战 。
这也被称为“轻取向行为假说”，解释看似合理 。
然后把问题反过来，飞蛾既然能灭火，为什么不在晚上统一飞到月球上去呢？

如果你曾经观察过飞蛾扑火，你应该能注意到它们的一个飞行特征 。
也就是说，飞蛾并不是都直直地撞击光源，而是绕着圆圈盘旋着接近光源 。
因此，飞蛾的轨迹，我们可以进入火焰成为螺旋 。
所以，更准确地说，飞蛾不扑火，而是绕火 。

飞蛾的飞行轨迹
飞蛾其实是用天体作为参考点，是一种侧向导航定位 。
因为挂在天上的星星和月亮是非常遥远的光源 。
所以当这些光线到达地球时，已经可以认为是平行光线了 。

以月球发出的平行光为参照，飞蛾的飞行轨迹是一条直线 。
飞蛾的正常飞行是基于这些平行光线 。
它们只需要与入射光成固定角度飞行，就能保证航线始终向前 。
但是人工光源出现后，情况就不一样了 。
相对于月亮和星星，人工光源属于近光源，所以光是从一个点发出的 。

发光
以路灯为例，想象一只飞蛾刚好从远处看到这个光源 。
当飞蛾认为街灯是月亮时，它试图与光线成45度角飞行 。
因为路灯的光线不是平行的，这个角度飞蛾越多，轨迹越向内弯 。
这样，蛾子的轨道就形成了一个等边螺旋 。

人工光源下的蛾路线
在坐标系中，等角螺线的螺线与射线之间的角度总是一个固定值 。
而飞蛾也沿着这个螺旋轨迹，盘旋着逐渐靠近路灯，最后直接撞到路灯上 。
早在公元1638年，著名数学家笛卡尔首先描述了等距螺旋线，并给出了它的解析式 。
因为方程中出现了指数函数，所以等角螺旋线也叫对数螺旋线 。

与此同时，雅各布·伯努利痴迷于等边螺旋 。
他发现当等距螺旋线做各种变换时，如求渐屈线、求垂直群曲线、等比例放大等 。，得到的曲线还是原来的等距螺旋线 。


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