◎北京科学中心

在炎热夏日，蚊子在耳边嗡嗡作响，我们很容易就能一巴掌将其拍死。

然而，当面对苍蝇时，尽管它们看起来更大、更明显，但我们却往往难以一击即中。这背后其实蕴含着一些有趣的生物学和物理学原理。

苍蝇拥有宽广的复眼视野

人类的双眼位于头部前方，每一只眼睛都独立配备了一套完整的视网膜成像系统，这就是单眼视觉系统。而包括苍蝇在内的许多昆虫和节肢动物，则拥有一双巨大的复眼，占据了头部很大的一块地方。

每个复眼都是由若干个小眼组成，例如家蝇复眼由多达4000个六角形的小眼组成，每个小眼都是一套独立的成像系统。

复眼中的每个小眼与人类的眼睛相比，其成像系统比较简陋，小眼叠加在一起所形成的复眼视觉更像一幅马赛克拼贴的画面，像素低，画面解析度差。

复眼虽然成像能力差，但是对光线的明暗变化反应异常灵敏，每个小眼可以在很短的时间内，以非常高的频率对光影变化作出反应。正常人的眼睛每秒能分辨24幅图画（这也是动画片的最低速度），而昆虫的复眼可分辨240幅左右。看快速运动的物体时只要0.01秒就能迅速地分辨物体的形状、大小和相对方位、距离。

此外，复眼的视野比较宽广，苍蝇的复眼几乎能看清360度范围内的物体。无论你埋伏在哪个方向，苍蝇靠着复眼都能发现你。

苍蝇的起飞速度快

除了复眼以外，我们打不到苍蝇的另一个重要原因是，它的起飞速度太快了！我们常见的苍蝇属于有瓣蝇类，这种蝇类起飞的速度比其他蝇类更快，起飞过程平均只需7.34毫秒，而人眨一次眼睛就要用时300毫秒，可想而知苍蝇的起飞速度有多快。

昆虫学家研究发现，苍蝇只用一对前翅膀飞行，它的后翅膀已经退化成哑铃状的平衡棒，但这并不是一个无用的器官。有瓣蝇类能够快速又稳定地起飞正是与这个名叫“平衡棒”的感觉器官有关。

当苍蝇飞行时，平衡棒会以每秒300次的频率高速振动，当苍蝇飞行转向或是倾斜时，平衡棒根部就能感觉到变化并传送给苍蝇的大脑，从而平衡身体纠正航向。如果苍蝇的这一器官遭到破坏，则会明显降低它们起飞的速度与稳定性。

平衡棒是苍蝇飞行时的导航利器，在静止时，苍蝇同样会有规律地振动平衡棒。这种有规律的振动就像热身运动一样，让苍蝇随时能起飞。就像在红绿灯路口等待绿灯的汽车一样，发动机没有熄火，只要绿灯一亮，就可以快速启动行驶。

科学家根据苍蝇平衡棍的导航原理，研制出的陀螺仪，解决了飞行器在高速飞行时出现翻滚和倾斜的难题。现在陀螺仪已在航海、航天航空和军事等领域得到广泛的应用。

为什么苍蝇拍能拍到苍蝇？

苍蝇拍之所以能够成功拍打到苍蝇，归根结底还是得益于一个字：快。苍蝇拍的设计中，长手柄起到了关键作用，长手柄带来长力臂，使得挥拍速度更快。

即便未经训练的普通人，手持苍蝇拍也能轻松达到80m/s的挥拍速度，这种高速挥动使得苍蝇来不及反应就被迅速击中。

苍蝇拍上的小孔设计也起到了一定作用。这些小孔减少了空气阻力，从而进一步提升了苍蝇拍的速度。然而，这并不是决定性因素。

为了验证这一点，你可以尝试一个简单的实验：折断苍蝇拍的手柄，直接用手握着拍头去打苍蝇，你会发现仍然难以击中目标；相反，如果你把一个完好的苍蝇拍上的小孔用胶带封住，虽然成功率会有所下降，但大部分时间你仍然能够成功击打到苍蝇。这表明决定因素就是苍蝇拍末端的速度。

为什么用手能打到蚊子？

吸血的蚊子是我们人类的大敌，历史上死于蚊子传播疾病的人类远多于战争。相比苍蝇，蚊子在飞行时，往往保持着一种相对稳定的飞行轨迹和速度。它们的飞行路径比较单一，且速度较慢，这使得我们在观察到蚊子后，能够相对容易地预测其飞行轨迹，从而准确地出击。

蚊子翅膀构造和独特的飞行方式，致使它们上下飞行的动作更灵敏，如果要逃跑，自然也要用最擅长的方式，沿着前进的方向或上下方向逃跑。

回忆打蚊子的姿势就会发现，当你左右合掌拍击蚊子时，蚊子更容易“逃逸”。拍蚊子的有效技巧，是用上下夹击，而不是左右夹击，而且最好能够迎着蚊子的头部去拍打。

此外，发表在《当代生物学》上的一项研究表明，如果蚊子差点被你拍死，它会对你敬而远之。当蚊子经历过死里逃生的剧烈震荡后，即使遇上先前那种极富吸引力的气味，也会顿时“失去食欲”，逃之夭夭。

（文章源自微信公众号数字北京科学中心）

编辑/王静