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常言道，飞蛾扑火。
而飞蛾的这种看似怪诞的行为，早已被人化作心灵鸡汤。
这通常象征舍生取义的精神，或是被致命之物吸引的难以自拔。
但万物都惜命。
求生本能早已在基因中根深蒂固，是一种与生俱来的本能。
飞蛾亦然，作为一种低等动物，它们根本没有自杀行为。
虽然我们在现实中经常看到飞蛾不断扑火，但飞蛾本身并没有产生自我毁灭的念头，自杀也就无稽可谈。
事实上，趋光性（ phototaxis ）在昆虫界是一种普遍存在的特性。
这对于它们寻找食物、寻找伴侣和寻找产卵地都有着不小的指导意义。
人类也常常利用昆虫的趋光性。
一些光源诱虫器，利用的正是昆虫的这种趋光性。
户外诱虫灯
昆虫趋光性背后的含义，比我们想象的要复杂得多。
以飞蛾为例，人类至今仍未完全弄清它们为何扑火。
许多昆虫都是夜行性的，因为它们的捕食者鸟类大多在白天活动。
它们选择在晚上活动，就可以避开这些早出觅食的鸟类。
那么，既然选择了晚上行动，它们为何还要拼命扑向光源？
想必大家都会想到一个标准答案，大致内容如下。
在漆黑的夜晚，它们需要依靠微弱的自然光源导航。
在人类出现之前，夜间的主要光源基本来自天上的月亮和星星。
为了保证飞行路线的稳定性，它们需要寻找一个远方的光源作为参照物。
而那些发光的天体，就像一个指南针，指引着它们的飞行。
昆虫的复眼
确实，夜间昆虫的夜视能力非常强。
复眼是昆虫的主要视觉器官，通常由许多独立的小眼组成。
由于昼夜光照条件不同，夜间昆虫和昼间昆虫的复眼结构也有所不同。
昼间昆虫的复眼主要是并列型单眼，每个小眼的光感受器只能接收射入该小眼的光线。
并列型单眼和重叠型单眼示意图
而夜间昆虫则不同，主要为重叠型单眼。
由于具有强大的折射率径向梯度，这种晶状体可以将射入数百个小眼的光线聚集到视网膜上的单个光感受器上。
这大大增强了夜间昆虫的夜视能力。
拿我们今天的主角飞蛾来说，只要有一丝微光，它们就能捕捉到，从而调整自己的航线。
由此可见，昆虫的趋光性有着其进化意义，已经成为一种本能。
只是后来人造光源的出现，扰乱了飞蛾的本能，导致它们纷纷扑火自焚。
而这也被称为“光定向性假说”，看似合情合理。
那么反过来说，既然飞蛾会扑火，为什么在夜晚它们不会一窝蜂地飞向月亮？
如果大家仔细观察过飞蛾扑火，应该会发现它们有一个特别的飞行特点。
那就是，飞蛾并非直线撞向光源，而是绕着光源螺旋式飞近。
可以观察到的飞蛾飞向光源的轨迹，形成了一个个螺旋状的路径。
更确切地说，飞蛾并不是直接扑向光源，而是围绕光源盘旋。
飞蛾的飞行轨道
事实上，飞蛾将天体作为参照点，利用横向导航定位的方式飞行。
由于天空中的星星和月亮距离地球极远，到达地球后这些光源可以近似看成互相平行的光线。
以月亮发出的平行光线为参考，飞蛾的飞行路径为一条直线
飞蛾正常的飞行，正是利用这些互相平行的光线作为参照的。
只要保持与入射光线一个固定的夹角飞行，便能保证航线始终向前。
随着人造光源的出现，情况发生了变化。
相比月亮和星星，人造光源是一种近距离光源，因此光线是从一点呈辐射状发出的。
呈辐射状的光线
以常见的路灯为例，假如一只飞蛾从远处看到这个光源。
错误地将路灯视为月亮后，它会尝试与光线保持45°的夹角飞行。
由于路灯光线并不是平行光线，飞蛾越保持此夹角，其轨道就越向内弯曲。
飞蛾的轨道形成一个等角螺旋。
人造光源下的飞蛾飞行路径
在笛卡尔坐标系中，等角螺旋线与射线之间的夹角始终保持一个固定值。
随着飞蛾沿等角螺旋轨道盘旋，它会逐渐靠近路灯，最终与路灯相撞。
早在1638年，著名数学家笛卡尔就率先描述了等角螺旋线，并给出了它的解析式。
由于方程中包含指数函数，等角螺旋线也称为对数螺旋线。
在同一时代，雅各布·伯努利对等角螺旋着迷不已。
他发现，对等角螺旋线进行各种变换，如求渐屈线、求垂组曲线，或进行等比例放大，得到的结果仍是等角螺旋线。
伯努利对这一特性感到惊叹。
他甚至将等角螺旋线刻在他的墓碑上，并留下这样的墓志铭。
“eadem mutata resurgo.”，意为“纵然改变，依旧故我”。
雅各布·伯努利的墓志铭（可惜的是，这位对数学一窍不通的工匠把墓碑上的对角螺旋刻成了阿基米德螺旋）
正是这种放大后仍能与自身重合的特性（也称为自相似性），等角螺旋还有另一个名称，称为生长螺旋。
除了飞蛾扑火的轨道之外，自然界中还有许多类似等角螺旋的现象。
最常见的等角螺旋出现在各种螺旋状的贝壳中。
鹦鹉螺在地球上已经演化了数亿年，但其外形、习性等变化很小，被誉为海洋中的“活化石”。
而这种古代生物早已与等角螺旋线结下了不解之缘。
剖开鹦鹉螺壳，可以看到一个清晰的等角螺旋。
由于等角螺旋的自相似性，这个螺旋可以满足贝壳内软组织以固定形状缓慢生长的需求。
1868年出版的书籍中绘制的鹦鹉螺图像
植物的生长也受到等角螺旋的影响。
例如，菊花、向日葵、车前草的花、种子和叶片的排列结构中，都能发现等角螺旋的影子。
飞蛾扑火的现象和大自然对等角螺旋的偏爱，一直令人着迷不已。
宝塔花菜中的等角螺旋
值得一提的是，飞蛾的扑火之旅并未就此结束。
尽管昆虫趋光行为极其复杂，但目前仍未达成共识。
以飞蛾为例，科学家早在 20 世纪初就观察到，在月光下，飞蛾通常会直线飞行。遮挡月光后，它们飞行轨迹就会发生改变。
值得注意的是，飞蛾只对那些与月亮方位相对应的光源，才会改变方向。
例如，当光源位于地面 0.6 米高时，飞蛾仅在 3 米以内才会被吸引。
但若同一盏灯放置于 9 米高处，飞蛾会在 15 至 17 米外受其影响。
这是因为从这个角度看，光源的大小和月亮的大小看上去一致。
从视觉上看，路灯与月亮的大小相同
大量室内实验表明，昆虫对特定波长的单一光源表现出强烈的趋光性。
这一实验结果与早期的“光定位假说”相违背。
有科学家提出，昆虫趋光是因为误将光源视为求偶对象。
在自然界中，普遍存在雄性追逐雌性来完成交配的行为。
日落后，雄性昆虫开始寻找释放性信息素的雌性。
法布尔
早在《昆虫记》一书中，法布尔就记述了一个令人困惑的现象。
当雌蛾和光源放在同一房间时，绝大多数雄蛾仍被光源吸引，而忽略了雌蛾的存在。
明明雌蛾就在眼前，雄蛾却执意前往何处？
光定位假说无法解释这一现象。
于是有人推测，雌蛾释放的性信息素能够吸引雄蛾，是因为其中包含特定波长的光线。
人造光源恰好发出这种特定波长，强度更大。
这使得雄蛾误认为人造光源就是交配对象，因此不顾一切地向其飞去。
昆虫趋光行为在性别上也存在显著差异。
飞蛾扑火可能确实是为了寻找心仪的伴侣。
另一种假说认为，飞蛾扑火属于一种应激反应。
原因是夜行的飞蛾在白天阳光明媚时不出来活动。
在这种节律调解下，它们在白天会处于静息状态，因此对光不敏感。
但当它们晚上外出觅食时，昆虫却突然遇到强烈的光源，复眼无法一时适应，导致生理应激。
除了绕着光源盘旋，一些昆虫扑灯的动作会更加激烈。
有的甚至还未扑向光源，就已经眩晕跌落灯旁，开始抽搐。
这也解释了为什么夏季路灯下会出现大量的昆虫尸体。
尽管飞蛾扑火的原因尚未达成共识，但人造光源显然脱不了干系。
几乎所有生物都会因人类活动而发生翻天覆地的变化。
而飞蛾的悲剧，始于 40 万年前人类学会用火。
多年来，飞蛾仍未学会如何避开人造光源。
从这一点来看，飞蛾扑火确实可以用来形容不懂得变通的行为。