這種「超音速」飛蟲,竟然驚動了諾貝爾獎得主!
鹿狂蠅(Cephenemyia.spp)是一類惹人討厭的飛蟲。雌蠅卵胎生,卵在體內發育成幼蟲,然後把幼蟲產到鹿鼻孔上,讓它們寄生在鹿的鼻子里。鹿狂蠅必須像傳說中的「馬家軍」(暴露年齡梗)一樣,死趕活趕地追鹿,所以它們都飛得非常快。
馴鹿是鹿狂蠅的常見宿主。圖片來源:pixabay
但是到底有多快呢?很長一段時間內都是謎。1927年,紐約昆蟲學會(New York Entomological Society)的期刊上,發表了一篇昆蟲學家查爾斯?湯森(Charles H. T. Townsend)的文章。
他在新墨西哥的山上,觀察當地的一種鹿狂蠅(C. pratti),它飛來的時候,看不清形狀,只能看到模糊的一團棕色。由此,他估計鹿狂蠅的速度達到每秒400碼(約366米),也就是時速1300公里,超過音速。
學名為C. stimulator的鹿狂蠅。圖片來源:Wikimedia Commons
不久後,《紐約時報》發表文章說,人類不必要為自己的成就而驕傲,雖然我們發明了水上飛機(時速約383公里),但一隻小小飛蟲的速度輕鬆超過了我們。
這個說法委實太過驚人,甚至引起了大科學家的注意。歐文?朗繆爾(Irving Langmuir),因為他對錶面化學的研究,榮獲1932年的化學諾貝爾獎。他在1938年的《科學》上發表了一篇文章,駁斥湯森的觀點:鹿狂蠅絕不可能這麼快。
朗繆爾。圖片來源:wikipedia
利用彈道學的公式,我們可以算出,一隻鹿狂蠅以1300公里時速飛行,承受的壓力大概是1.5個大氣壓,這個力量足以把它壓扁。它所需的功率是1.5馬力。每秒鐘都要消耗0.3克的營養,相當於體重的1.5倍。此外,它突破了音速,還會遇到音障。
朗繆爾遇到過鹿狂蠅,知道它們有時會撞到人身上。一個1300公里時速的東西,如果要在一秒鐘內停下,需要1400牛頓的阻力。超音速的鹿狂蠅足夠在人身上開個洞。
下一個問題是,怎樣才能知道鹿狂蠅的真實速度呢?
朗繆爾展示了他作為諾獎得主的才華。他設計了一個簡單的實驗,來模擬鹿狂蠅的速度。把一小塊焊錫栓在一根線上,甩動這根線,讓焊錫在空中兜圈子。自己決定每秒甩幾圈,再做一點簡單的計算,很容易就能知道,焊錫的速度是多少。
焊錫以13英里(約21公里)的時速飛行時,看上去是模糊的一團,26英里(約42公里),只能勉強看見,達到64英里(約102公里),幾乎完全看不見。所以,很容易得出結論,肉眼根本不可能看到時速1300公里的一個小昆蟲。
朗繆爾結合自己的經驗,認為時速達到25英里(約40公里)的時候,焊錫模糊的影子,最像他看到的鹿狂蠅,所以鹿狂蠅的速度,也應該是這個數量級。順便一提,現在有可靠測量記錄的,飛行速度最快的昆蟲是沙漠蝗蟲(Schistocerca gregaria)和美洲棉鈴蟲(Helicoverpa zea),時速大概是36公里。
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