爲什麼你能用手打到蚊子，卻打不到蒼蠅？

◎北京科學中心

在炎熱夏日，蚊子在耳邊嗡嗡作響，我們很容易就能一巴掌將其拍死。

然而，當面對蒼蠅時，儘管它們看起來更大、更明顯，但我們卻往往難以一擊即中。這背後其實蘊含着一些有趣的生物學和物理學原理。

蒼蠅擁有寬廣的複眼視野

人類的雙眼位於頭部前方，每一隻眼睛都獨立配備了一套完整的視網膜成像系統，這就是單眼視覺系統。而包括蒼蠅在內的許多昆蟲和節肢動物，則擁有一雙巨大的複眼，佔據了頭部很大的一塊地方。

每個複眼都是由若干個小眼組成，例如家蠅複眼由多達4000個六角形的小眼組成，每個小眼都是一套獨立的成像系統。

複眼中的每個小眼與人類的眼睛相比，其成像系統比較簡陋，小眼疊加在一起所形成的複眼視覺更像一幅馬賽克拼貼的畫面，像素低，畫面解析度差。

複眼雖然成像能力差，但是對光線的明暗變化反應異常靈敏，每個小眼可以在很短的時間內，以非常高的頻率對光影變化作出反應。正常人的眼睛每秒能分辨24幅圖畫（這也是動畫片的最低速度），而昆蟲的複眼可分辨240幅左右。看快速運動的物體時只要0.01秒就能迅速地分辨物體的形狀、大小和相對方位、距離。

此外，複眼的視野比較寬廣，蒼蠅的複眼幾乎能看清360度範圍內的物體。無論你埋伏在哪個方向，蒼蠅靠着複眼都能發現你。

蒼蠅的起飛速度快

除了複眼以外，我們打不到蒼蠅的另一個重要原因是，它的起飛速度太快了！我們常見的蒼蠅屬於有瓣蠅類，這種蠅類起飛的速度比其他蠅類更快，起飛過程平均只需7.34毫秒，而人眨一次眼睛就要用時300毫秒，可想而知蒼蠅的起飛速度有多快。

昆蟲學家研究發現，蒼蠅只用一對前翅膀飛行，它的後翅膀已經退化成啞鈴狀的平衡棒，但這並不是一個無用的器官。有瓣蠅類能夠快速又穩定地起飛正是與這個名叫“平衡棒”的感覺器官有關。

當蒼蠅飛行時，平衡棒會以每秒300次的頻率高速振動，當蒼蠅飛行轉向或是傾斜時，平衡棒根部就能感覺到變化並傳送給蒼蠅的大腦，從而平衡身體糾正航向。如果蒼蠅的這一器官遭到破壞，則會明顯降低它們起飛的速度與穩定性。

平衡棒是蒼蠅飛行時的導航利器，在靜止時，蒼蠅同樣會有規律地振動平衡棒。這種有規律的振動就像熱身運動一樣，讓蒼蠅隨時能起飛。就像在紅綠燈路口等待綠燈的汽車一樣，發動機沒有熄火，只要綠燈一亮，就可以快速啓動行駛。

科學家根據蒼蠅平衡棍的導航原理，研製出的陀螺儀，解決了飛行器在高速飛行時出現翻滾和傾斜的難題。現在陀螺儀已在航海、航天航空和軍事等領域得到廣泛的應用。

爲什麼蒼蠅拍能拍到蒼蠅？

蒼蠅拍之所以能夠成功拍打到蒼蠅，歸根結底還是得益於一個字：快。蒼蠅拍的設計中，長手柄起到了關鍵作用，長手柄帶來長力臂，使得揮拍速度更快。

即便未經訓練的普通人，手持蒼蠅拍也能輕鬆達到80m/s的揮拍速度，這種高速揮動使得蒼蠅來不及反應就被迅速擊中。

蒼蠅拍上的小孔設計也起到了一定作用。這些小孔減少了空氣阻力，從而進一步提升了蒼蠅拍的速度。然而，這並不是決定性因素。

爲了驗證這一點，你可以嘗試一個簡單的實驗：折斷蒼蠅拍的手柄，直接用手握着拍頭去打蒼蠅，你會發現仍然難以擊中目標；相反，如果你把一個完好的蒼蠅拍上的小孔用膠帶封住，雖然成功率會有所下降，但大部分時間你仍然能夠成功擊打到蒼蠅。這表明決定因素就是蒼蠅拍末端的速度。

爲什麼用手能打到蚊子？

吸血的蚊子是我們人類的大敵，歷史上死於蚊子傳播疾病的人類遠多於戰爭。相比蒼蠅，蚊子在飛行時，往往保持着一種相對穩定的飛行軌跡和速度。它們的飛行路徑比較單一，且速度較慢，這使得我們在觀察到蚊子後，能夠相對容易地預測其飛行軌跡，從而準確地出擊。

蚊子翅膀構造和獨特的飛行方式，致使它們上下飛行的動作更靈敏，如果要逃跑，自然也要用最擅長的方式，沿着前進的方向或上下方向逃跑。

回憶打蚊子的姿勢就會發現，當你左右合掌拍擊蚊子時，蚊子更容易“逃逸”。拍蚊子的有效技巧，是用上下夾擊，而不是左右夾擊，而且最好能夠迎着蚊子的頭部去拍打。

此外，發表在《當代生物學》上的一項研究表明，如果蚊子差點被你拍死，它會對你敬而遠之。當蚊子經歷過死裡逃生的劇烈震盪後，即使遇上先前那種極富吸引力的氣味，也會頓時“失去食慾”，逃之夭夭。

（文章源自微信公衆號數字北京科學中心）