『怪奇物种』惊动炸药奖得主的“超音速”飞虫 | 目的地Destination

『怪奇物种』惊动炸药奖得主的“超音速”飞虫

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警告:内含飞虫图片一张。

鹿狂蝇(Cephenemyia.spp)是一类惹人讨厌的飞虫。雌蝇卵胎生,卵在体内发育成幼虫,然后把幼虫产到鹿鼻孔上,让它们寄生在鹿的鼻子里。鹿狂蝇必须像传说中的“马家军”(暴露年龄梗)一样,死赶活赶地追鹿,所以它们都飞得非常快。

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驯鹿是鹿狂蝇的常见宿主。图片来源:pixabay

但是到底有多快呢?很长一段时间内都是谜。1927年,纽约昆虫学会(New York Entomological Society)的期刊上,发表了一篇昆虫学家查尔斯•汤森(Charles H. T. Townsend)的文章。

他在新墨西哥的山上,观察当地的一种鹿狂蝇(C. pratti),它飞来的时候,看不清形状,只能看到模糊的一团棕色。由此,他估计鹿狂蝇的速度达到每秒400码(约366米),也就是时速1300公里,超过音速。

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学名为C. stimulator的鹿狂蝇。图片来源:Wikimedia Commons

不久后,《纽约时报》发表文章说,人类不必要为自己的成就而骄傲,虽然我们发明了水上飞机(时速约383公里),但一只小小飞虫的速度轻松超过了我们。

这个说法委实太过惊人,甚至引起了大科学家的注意。欧文•朗缪尔(Irving Langmuir),因为他对表面化学的研究,荣获1932年的化学诺贝尔奖。他在1938年的《科学》上发表了一篇文章,驳斥汤森的观点:鹿狂蝇绝不可能这么快。

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朗缪尔。图片来源:wikipedia

利用弹道学的公式,我们可以算出,一只鹿狂蝇以1300公里时速飞行,承受的压力大概是1.5个大气压,这个力量足以把它压扁。它所需的功率是1.5马力。每秒钟都要消耗0.3克的营养,相当于体重的1.5倍。此外,它突破了音速,还会遇到音障。

朗缪尔遇到过鹿狂蝇,知道它们有时会撞到人身上。一个1300公里时速的东西,如果要在一秒钟内停下,需要1400牛顿的阻力。超音速的鹿狂蝇足够在人身上开个洞。

下一个问题是,怎样才能知道鹿狂蝇的真实速度呢?朗缪尔展示了他作为诺奖得主的才华。他设计了一个简单的实验,来模拟鹿狂蝇的速度。把一小块焊锡栓在一根线上,甩动这根线,让焊锡在空中兜圈子。自己决定每秒甩几圈,再做一点简单的计算,很容易就能知道,焊锡的速度是多少。

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焊锡以13英里(约21公里)的时速飞行时,看上去是模糊的一团,26英里(约42公里),只能勉强看见,达到64英里(约102公里),几乎完全看不见。所以,很容易得出结论,肉眼根本不可能看到时速1300公里的一个小昆虫。

朗缪尔结合自己的经验,认为时速达到25英里(约40公里)的时候,焊锡模糊的影子,最像他看到的鹿狂蝇,所以鹿狂蝇的速度,也应该是这个数量级。顺便一提,现在有可靠测量记录的,飞行速度最快的昆虫是沙漠蝗虫(Schistocerca gregaria)和美洲棉铃虫(Helicoverpa zea),时速大概是36公里。

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