每到夏夜，灯光一亮，就是夜行昆虫活跃的时候。我们不要谈论户外。即使在建筑物里，也或多或少有昆虫在灯光周围飞舞。
为什么昆虫喜欢照明？相信这样的问题一直萦绕在每个孩子的心头。通常，他们得到的答案是:因为喜欢灯光。或者:因为昆虫有趋光性。 是的，昆虫趋光性的现象和特点，从我小时候认识大自然开始，就已经牢牢地印在了我的脑海里。比如飞蛾扑火被视为最好的证明，也是昆虫趋光性的坚实锤证。 但是，如果只是一个人间故事呢？ 我们今天不谈历史。先说昆虫趋光。 先从飞蛾扑火说起。 让我们仔细看看飞蛾扑火的飞行轨迹。不难发现，很少有飞蛾直接扑向灯光，它们的飞行路线似乎完全没有规律。感觉就像一个醉汉走在路上，摇摇晃晃，努力躲避着眼前的路灯。 对于这件事，有研究者专门做过统计，记录了飞蛾扑火的飞行轨迹。看起来是这样的: 你看你没醉吧？ 如果飞蛾那么喜欢照明，为什么不直接飞到光源那里呢？那不是更省力吗？何必绕来绕去？ 这涉及到一个问题。飞蛾扑火真的是因为趋光性吗？ 这个问题可以算是一个永恒的不公。昆虫确实很委屈。从人类的角度来说，把它们的行为总结为趋光性可能是对的。不过，飞蛾会有话说的。他们扑向灯光，不是因为喜欢，而是因为他们是人造光源的受害者。 这个怎么说？要从昆虫导航的本能说起。 我们知道，对于大多数生物来说，光是最重要的导航方式。人类通过识别太阳的位置来确定东南西北，动物依靠日月星辰来定位和行动。对于许多昆虫来说，情况也是如此。 但是，由于眼睛结构的不同，昆虫眼中的自然光与我们观察到的不同。 要说到这个，首先要提到偏振光的概念。 对于人眼来说，无论天空的光线来自哪个方向空，我们能感受到的变量只有一个:强度。人眼无法直接分辨头顶的光来自哪里。对于昆虫来说，就不一样了。它们的复眼结构类似于偏光镜，就像筛子一样，只允许平行于偏振方向的振动通过，所以进入复眼的光是具有一定振动方向的光，这是昆虫靠光导航的能力。 再举一个3D电影的例子。可能大家更容易理解。 3D电影是用两个摄像头同时拍摄一个物体的两张照片，放映时同时投射到银幕上。如果我们不戴3D眼镜，看屏幕会有重影。3D眼镜的镜片相当于两个偏光镜，分别与左右玩家的偏振方向相同。这样，两个画面分别通过两个眼镜观察，在观众的脑海中形成一个立体的影像。 昆虫是戴着3D眼镜观察世界的生物。自然光赋予它们导航的能力。这可以追溯到寒武纪有眼睛的生物的出现。自从生物的眼睛出现以来，这种感光器官就通过光源来引导它们的行动。眼睛的出现如此重要，以至于一些科学家认为眼睛的进化是寒武纪生命大爆发的原因。 比如著名的三叶虫，已经进化成六边形复眼，可以通过感受天空的偏振光来辨别方向空。 后来，昆虫进化出了更复杂的眼睛。蜜蜂有三只单眼和两只复眼。每只复眼有6300只小眼睛。这些小眼睛可以根据太阳的偏振来确定太阳的方位，然后以太阳为方位来判断方向。所以当蜜蜂在野外发现花朵时，它们可以准确地将同伴带到发现的花朵旁。 至于昆虫的航行，科学家也专门研究过帝王蝶的迁徙，结论也是一样的。这群小昆虫能完成上千公里的迁徙，靠的就是天空的偏振光空。 人类很早就认识到了偏振光的现象。虽然人眼不能分辨偏振光，但不代表不能利用偏振光。 维京人统治北欧的时候，指南针还没有引进。他们在茫茫大海上保持航向，并利用偏振光。维京人用被称为太阳石的方解石来辨别方向。它实际上是结晶碳酸钙，由于其特殊的晶体结构，可以将自然光分解为两种偏振光。因此，维京人可以利用阳光来确定他们的方向。即使他们看不到太阳，太阳石也能提供一个大概的方向，让他们不会偏航。 美剧《维京传奇》里也有这些细节。维京人利用这项技术在北大西洋上航行，成为第一批到达北美的欧洲人。 这也解释了为什么昆虫不直接飞向太阳、月亮和星星。他们只是综合参考自然光的朝向和天空空光的偏振来导航。飞向太阳？有病吧！智商正常的虫子都不会有这种想法。 好了，我们搞清楚了导航问题之后，大概就能明白为什么昆虫喜欢追着光源跑了。对于昆虫来说，这不是因为趋光性，而是因为依靠光源导航的本能。 昆虫以这种方式导航已经有几亿年了。日月星辰变化不大，也从未有过烦恼。 直到，人类学会了用火。 火光通常在晚上点亮。在一定范围内，它们比自然光源近得多，当距离足够近时，强度是自然光无法比拟的。在更强烈的刺激下，昆虫上亿年的本能会驱使它们错误地使用比天体近得多的火作为参照物来导航。 与自然光源不同，人工光源由于距离太近，无法正确导航昆虫。它们呈现中心放射状。这与自然光源有着本质的区别——距离较远的自然光源，到达地面时接近平行光。 于是昆虫们悲剧了。以飞蛾为例。从它复杂而醉人的飞行轨迹可以看出，它们恰恰相反并不是因为趋光性。飞蛾很自然地认为自己在与光线成固定角度或直线飞行。结果，它们飞来飞去，发现不对劲。它们不断调整自己的飞行角度，避免撞到光线。但本能是无法抗拒的，就像看到地上有一张百元的钞票，我肯定会想捡起来。飞蛾的本能驱使它径直飞向光明，但它的大脑是抗拒的。大脑发现问题:哦，不，我不能这样飞！该死的，你得调整角度！ 就在思想和本能如此强烈的斗争下，飞蛾飞出了自己都不知道是什么鬼的路线。最后它一步一步走向火，死了。 这就是飞蛾扑火的道理。 这个道理也可以用指南针在南北磁极的例子来印证。在地球的北极和南极，指南针不会像我们希望的那样指向正南和正北。因为离磁极近，所以会指向附近的磁极。这类似于人造光源的径向波形。磁力线围绕磁极辐射。如果我们在南极跟着指南针走，就会像飞蛾扑火一样走出螺旋轨迹，最终到达磁极。 人类不需要指南针，飞蛾却没有那么多选择。如果灯灭了，就会恢复正常。如果灯一直亮着，那就只能徒劳地螺旋向灯。 人类把昆虫的这种行为称为正趋光性。如果飞蛾知道了这些，她的内心会崩溃:求光？为什么我不飞向月球而不是太阳？如果你瞎了，你会被烤焦的！ 当然，并不是所有的昆虫都会跑向光源，但有很多会远离光源，比如我们讨厌的蟑螂。相应的，这叫做昆虫的负向光性。这种差异的原因是蚂蚁和蟑螂等昆虫不依赖光源进行导航。蚂蚁可以依靠太阳来定位，但它们主要利用触角和嗅觉来导航。蟑螂更惨。最新研究发现，蟑螂拥有类似哺乳动物的导航能力。它的头部有一个“内置GPS”，可以在周围环境中导航，寻找新的寄生地点。 但是依靠光线导航的蜜蜂、甲虫和飞蛾就没那么幸运了。对于昆虫来说，它们是人类造成光污染的受害者，仅此而已。