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蝴蝶为什么会飞的故事 小蝴蝶生长记故事内容

发布时间:2022-12-28 02:03:53 来源:网络 浏览量:96

蝴蝶为什么会飞的故事 小蝴蝶生长记故事内容

小蝴蝶生长记故事内容?

在一棵大树上,生活着两只瘦瘦小小的毛毛虫,他们都是嫩绿色的身体,一节一节地,上面点缀着一个个黑色的小点,细细的绒毛看起来非常可爱。他叫她果果,她叫他毛毛,每天,他们一起啃树叶,喝露珠,身体渐渐肥大起来,下雨的时候,他们就躲在树叶下面聊天,阳光明媚的日子,总能看到美丽的蝴蝶在不远处的花园里翩翩起舞,他们好羡慕,真希望有一天,自己也能脱掉丑陋的绿色外衣,长出色彩斑斓的翅膀,自由起舞。

有一天,毛毛突然停止了进食,开始吐丝结茧,把自己缠绕起来,现在的他看起来就像一个小破口袋,变得更丑了,果果开始嘲笑他,为什么要费那么大劲把自己变丑呢,还吃不到美味的树叶。

又过了一些日子,破口袋里面的毛毛使劲咬破茧,挣扎着钻了出来,感觉身上湿润润的,外面空气真好啊,他抖抖身体,突然惊奇地发现自己变了样,不再是绿色的小身体,而是长出了翅膀,真的变成了美丽的蝴蝶,他情不自禁地转了个圈,然后在枝头飞舞起来,不远处,他分明闻到了花香的味道,好想去品尝美味的花蜜啊。

可是这时,他却想起了同伴,果果,它在哪呢?他在枝头不停地飞舞着,寻找着,原来果果正趴在一根树枝上,不吃也不喝,看起来奄奄一息了。他焦急地呼喊着她:“喂,果果,醒醒啊,你怎么啦?”果果抬起眼皮,又沉沉地落下了:“你是谁啊?”

“我就是和你一起啃树叶,一起玩耍的毛毛虫毛毛啊。”可是,果果再没有力气跟他说话了。

这可怎么办,毛毛焦急地在她身边飞来飞去,这可怎么办呢?:“果果,你要坚持下去啊,现在只有吐丝结茧,才能变成蝴蝶,像我一样重获新生啊。”

可是果果还是一动不动,毛毛四处看看,然后飞到花园里,选择了一朵最大最美的花,用他那吸管一样的嘴巴,吸了一口花蜜,来不及品尝,他便带着花蜜飞回果果的身边,他把花蜜送到果果的嘴边。

果果舔了舔花蜜,慢慢有了些力气,她睁开眼睛,开始按照毛毛说的,拼尽最后的力气吐丝结网,毛毛在身边陪伴着她,不停地鼓励她,终于,果果的茧结好了,毛毛 终于松了一口气,这时他才感觉饿急了,匆匆去吃了些花蜜,他又飞到果果身边,日夜守候着她。 终于有一天,果果也破茧而出变成一只美丽的蝴蝶,获得了新生,毛毛开心极了,他情不自禁地拉起了果果的手,现在,两个小伙伴又在一起了,他们一起飞舞着,追逐着,去花园里品尝最美味的花蜜。

飞蛾扑火是为了什么?

先说答案:

飞蛾扑火这种现象的本质,是自然常数e。而常数e概括了我们整个宇宙的基础规律。

你会不会觉得我在胡说八道?飞蛾扑火这种生物现象,跟一个数字能扯上什么关系?这个数字又怎么会概括整个宇宙的基础规律?

下面我就试着讲解一下。

(一)

如果你百度一番“飞蛾扑火”,认真理解各种解释,最后一定能总结出飞蛾扑火的原因。

一般的解释是,飞蛾靠保持自己和月亮、星星这些自然光源的特定角度,来保持直线飞行,当灯火这种非自然光出现后,就会代替自然光源的作用。但自然光一般都是散射的,相当于光线是平行的,飞蛾通过保持和自然光的固定角度,就能够保证直线飞行,但灯火的光线却是辐射状的,飞蛾保持和火光的固定角度飞行,最终就会沿着一条螺旋曲线,飞向火的中心。看起来就是飞蛾扑火。

细致一点的解释会重点强调,飞蛾的飞行路线是在保持和光线的固定角度,而不是光源。这中间有巨大的差别,很多试验就是因为试验者没有区分光源和光线,导致得出莫衷一是的结论。

有的解释说飞蛾靠月亮、星星、磁场定位,而且还有实验证明。二十世纪八十年代,英国曼彻斯特大学罗宾·贝克等人设计了一系列实验。他们在户外立了一个支架,支架的顶端伸出悬臂,上面吊着一根线,线的另一头粘在一种能长途飞行的蛾——模夜蛾的背上。蛾能够自由地飞向任一方向,当它飞行时,触动了电流开关,会记录下它的运动轨迹。

实验显示,在月圆之夜,蛾试图沿着直线飞行。但是如果遮住月亮,或者用颜料遮盖蛾的眼睛,它们的飞行轨迹就变得有些杂乱。在月亮被树林挡住后,实验人员在距离蛾大约2米的地方放一盏125瓦的灯,蛾就对着灯改变飞行方向,保持与月亮相同的相对方位。出乎意料的是,对蛾来说,灯的亮度并不是很重要,更重要的是灯的高度和大小。如果灯只距离地面0.6米高,蛾要在距离灯大约3米以内才会被吸引。如果同一盏灯被放在大约9米高的位置,那么蛾在15~17米外就会被吸引。在这个距离,灯的影像大小看上去和月亮的影像大小一样。

在没有月光只有星光的夜晚,蛾似乎是用距离北极星大约95度的星星来定位。如果是连星光也没有的阴天,蛾也并不乱飞,而是靠地球磁场来定位。如果逆转周围的磁场,它们的飞行方向也跟着逆转。

这一系列实验看来已证实了飞蛾扑火是因为把灯火误当成了月亮。

与贝克等人差不多同时,美国北卡罗来纳大学亨利·萧也在研究飞蛾扑火问题。他把美洲棉铃虫粘在泡沫塑料碎片上,放在水池里,记录这种蛾是怎么驾驶泡沫小船的。没有灯光时,小船在水面上没有目的地漂荡。在水面上点一盏灯,小船将向灯漂去,但并不是像标准答案预测的那样呈螺线逼近,而是呈直线冲过去,少数直直地撞上灯,多数则是朝向灯的两旁,好像一开始是被灯吸引,但最后一刻又试图逃离。萧认为,这个实验结果难以用飞行定位理论来解释。他提出,蛾是把灯光当成了晨曦。蛾夜间飞行白天躲藏,当凌晨的阳光刚刚出现时,蛾向阳光飞去,以便能发现最佳藏匿地点,然后赶快藏起来。

细心的你可能看出来了,这些实验者没有区分光源和光线的区别。

对地球上的生物而言,太阳、月亮、星星这样的光源所发出的光线,几乎是平行的,保持和光源固定的方位,和保持和光线固定的角度,几乎是等效的。但换成人造光源后,光线显然是辐射状的,保持和光源固定的方位,完全无法等同于保持和光线固定的角度。

所以,如果注意到飞蛾是在保持和光线固定的角度在飞行,就可以解释上边的各种实验结果了。所谓飞蛾依靠月亮、星星、磁场定位,其实都不对,飞蛾是依靠光线定位的,磁场也是一种波,其实也是一种光。

弄清楚这个以后,我们再来看飞蛾扑火现象,是不是就很清楚了。

飞蛾在飞行过程中不断的捕捉光线,并依靠保持和光线的固定角度来保持直线飞行。自然光线几乎是平行的,飞蛾就能保持直线飞行,但人造光线是辐射出来的,飞蛾却还在保持和光线相同的角度飞行,最后就沿着螺旋线,飞进了火中心。

如果嫌飞蛾扑火不够直观的话,我们换成行人过斑马线。

假设过马路时,除了斑马线,你没有别的任何参照物,你如何确保自己的路线和斑马线保持垂直?是不是看自己和每根斑马线的角度是不是一样的?假如每过一根线的角度都和上一根一样是垂直的,最后一定能走出一条垂直于斑马线的直线,否则一定会跑偏。

但如果斑马线不是垂直的,假如在50米外斑马线的两端接起来了,你还按照这种走法行走,最后会走出一条什么路线呢?对了,一定是一条螺旋线。就像下面这张图一样。

这个曲线有个名字,叫做斐波那契螺旋线。

这么说你可能还没有感觉,请你再看下一张图。

这是一张植物叶片的生长曲线。如果你还没有感觉,请再看下面这组图。

是不是被震撼到了?

原来,虫子的飞行,叶片的生长,钙化外壳的生长,DNA 的生长,云层的生长,星际尘埃物质的生长,它们都保持着与辐射线等角度的前进方向,最终都形成了一条螺旋线。

而这条描述等比生长或者裂变发展的螺旋线,就是数字e决定的。

(三)

说了这么多,该说说这个e到底是什么了。

自然常数 e,一个无限不循环小数,数值是2.71828…

大家最早接触这个数字,应该是高中学习对数,也就是学习 log 运算时接触到的,有时log 直接就写成 LN,LN 的底数默认就是这个自然常数e。

高中老师一般不会告诉我们这个常数的意义,其实,这个数反映了事物发展的内在规律。

这么说挺抽象的,我们来看个简单直观的例子:

你在投资担保公司存了1块钱,假设年利率是100%,这样过一年,存款就变成2块钱,如果年利率变成半年100%,也就是半年付一次利息,到年底就是2.25元,如果按季度付利息,到年底就是2.37元,按月付利息,到年底是2.61元,按天付利息,到年底是2.714567元。那么如果按秒来付利息,那这个收益会大到什么程度呢?

答案是,你最终的收益会无限趋近于一个数值,就是我们刚才说的自然常数 e,2.71828…

可能你会说,投资担保公司怎么能给100%的年利率呢?一般年利率不就5%吗?其实本质是一样的,计算一下你就会知道,利率从100%降到5%之后,增长的极限就是给 e 开一个20次方。所以,年利率5%的话,把支付利息的频率提到无限多次,利息最多可以达到5.127%。

举这个理财的例子是想说明,任何裂变式增长都是有极限的,这个极限就是常数e。

比如微生物的繁殖,细胞的,当增长率是100%的时候,比如细胞裂变一分为二时,它在单位时间内,持续地翻倍增长,所能达到的极限值就是大约2.718倍。

而这个增长轨迹画成图,就是一条螺旋曲线。而不同的螺旋曲线的区别,只是这个 e 的多少次方不同而已,或者具体来说,就是保持跟辐射线到底是呈60度角,还是61度角,还是65度角等等。但是这个规律本质上依然包含着自然常数 e。

你可能会问,为什么这里面都包含 e?

现实的自然世界中,并不存在绝对的平行。我们说的平行,只不过是为了方便,把局部特征近似成平行。比如虫子顶着月光飞,它顶多也就飞几百公里,在这个尺度上月光是近似平行的。但如果虫子飞行的距离是几十万公里,那它最终也会螺旋式地坠落到月球上。

只要我们把尺度放得足够大,很多空间都会有发散的趋势,所以这种螺旋状的东西,才会在宇宙中,地球上,在生命中,任何地方都出现。

(四)

你看,一个没有特殊单位,只反映倍数的 e,小到 DNA 的螺旋,大到星系物质的分布,都能从中发现规律,所以才管这个 e 叫做自然常数。

正是因为反映了自然界的底层规律,e 这个数字,才比其它数字更有魅力。

像1英尺、1米、1摄氏度,它们多少都跟人的身体,还有水的吸热能力等绑定在一起。

假设某个和地球环境完全不同的外星文明,比如高温高压,或者重力是地球的几百几千倍。那么在那儿用的数字,就不太可能是1英尺、1米、1摄氏度。那里假如有智慧生命,他们就会根据自己的生存条件,去应用自己的数字单位。

但是,我们可以断定,即使在截然不同的外星文明中,e 这个数字依然管用。因为它反映宇宙底层规律,不带单位,不跟任何具体的事物绑定。

另外,e这个数连接了三角函数和指数函数这两个具有悠久历史的函数。从前,这两个函数根本没有交集,直到人们发现了e。

更重要的是,如果 e 不精确地等于2.718那个数字,绝大部分积分变换就会失效,而现代信息技术的基础就是从傅里叶变换,拉普拉斯变换,希尔伯特变换这些积分变换开始的。e 如果不等于那个数值,今天整个 IT 产业都不会存在。

其实何止是这样,e 背后反映的,是所有事物增长变化的规律, e 的数值哪怕有一丝一毫的改变,我们的这个宇宙都不会存在。

所以,如果谁说要颠覆世界,那么请他设法去改变e吧,因为这个数字,是整个宇宙的一根“定海神针”。

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