无厘头研究
自然之音：蝉鸣的诗意科学
十七年蛰伏，一曲高歌。蝉，地球上最古老的乐器，用振动身躯吟唱生命之夏。
作家理查德·鲍尔斯写道：“音乐的存在是为了提醒我们生命短暂。”这句话在蝉身上体现得淋漓尽致。这种昆虫拥有地球上最古老的乐器——它们的身体。一生大部分时间无声蛰伏，成熟时分爆发出一场短暂的生命交响曲，然后归于寂静。
每年夏天，数十亿只蝉破土而出，它们有着奇怪的红色复眼、神秘的质数周期和令人着迷的夜晚集体出现。在地下生活多年，白色幼虫依靠共生细菌存活。当土壤温度达到摄氏17.9度时，仿佛收到某种神圣信号，它们的身体迅速被黑色外骨骼包裹，带着这套短暂成熟期的“战甲”歌唱着寻找配偶。
天文学家玛丽亚·米切尔主张“每个表达自然规律的公式都是一首赞美诗”，现在我们也有了一个公式来预测这场盛大的音乐节何时开始。随着六月的到来，所有蝉都已出土，它们的数量比历史上所有人类的总和还要多；到七月底，它们就将全部死去。
虽然世界各地都存在着每年出现的蝉，但周期蝉——也就是知更属的七个已知物种，每13或17年从地底出现一次，分布和周期因族群而异——只产于北美。
尽管没有声带和肺，蝉却是地球上音量最大的雄性合唱团，求偶的鸣叫声能达到喷气式飞机的音量，这要归功于自然界最非凡的声学原理之一。雄蝉的身体就像木质乐器。腹部两侧各有一个鼓膜，由微型肋骨编织而成，形成坚硬的膜，当歌手收缩同步的飞行肌肉时，鼓膜就会振动。与通过摩擦腿部和翅膀发声的蝗虫不同，蝉像人类一样用整个身体歌唱。
有些人觉得它们的音乐令人不安，有些人则觉得迷人。古希腊人认为它们几乎是神圣的。毕达哥拉斯发现和谐的数学原理时，一只坐在竖琴上的蝉象征着音乐科学。荷马对演说家的最高评价是将他们比作蝉。被誉为其文明中最伟大的抒情诗人的阿那克里昂在诗中赞美了它们：
夏季的甜蜜先知，缪斯所爱，
菲比斯赐予你尖锐歌声，
岁月无法在你身上留下痕迹；
你生于大地，善于音乐，无情，无血。
你几乎是神。
几个世纪后，诗人桂冠得主拜伦——他对宏伟的事物视而不见，却对渺小的事物视而不见——赞美了这些“松树上的人”，他们“使他们的夏日生活成为一首无休止的歌曲。”
然而，没有人比艺术家、自然主义者、哲学家、昆虫学家和教育家安娜·博茨福德·康斯托克(1854年9月1日-1930年8月24日)更诗意地写过蝉的生物学现实。这位被遗忘的先驱在20世纪初将自然研究引入学校课程，使惊奇成为公共财富，为青年气候行动运动播下了种子。
1903年，康斯托克撰写并绘制了《六足之途》(公共图书馆 | 公共领域)——一本关于昆虫世界的抒情野外指南，为昆虫学做出了卡尔·萨根两代后对天文学所做的事情。康斯托克将夏季最常见的雄蝉称为“昆虫吟游诗人”之首，写道：
这位音乐家…是一个看起来很有趣的家伙，身体健壮，翅膀宽阔透明，脉络清晰…我们最熟悉的蝉歌是“狗日收割蝇”或“里拉琴”。它与十七年蝉相似，但体形较大，在地下幼虫期只需要两三年，而不是十七年。里拉琴从上方看是黑色的，带有灰绿色的卷轴装饰；下面覆盖着白色粉末。它生活在树上；隐藏在树叶下，这位树上的追求者发出高亢的颤音，似乎将听众的感官沉浸在夏日正午的氛围中。如果你碰巧发现一只里拉琴从栖息处掉下来，并把它拿在手里，它会唱歌，你甚至能感觉到它的身体随着声音振动。然而，对于未经训练的人来说，乐器究竟位于何处仍然是一个谜。但是，如果你把它放在背上，你可能会看到每个后腿基部后面都有一个圆形的板，直径约四分之一英寸；每个板下面都有一个腔，上面拉伸着一个由三种不同类型的膜组成的隔膜，用于调节音调；每个腔的顶部有一个僵硬的折叠膜，充当鼓面；但它是由肌肉而不是鼓槌振动，而这些肌肉运动得如此之快，以至于我们无法区分单独的振动。因此，我们的里拉琴配备了一对非常复杂的鼓，他演奏得如此熟练，以至于他的音乐听起来更像是曼陀林而不是鼓。
当我们意识到这种夏日之歌自荷马的昏暗时代以来就取悦了人类的耳朵时，这首歌曲自然有了新的意义。蝉的鼓或许是现今唯一仍在使用的乐器，它们在被首次提及的一千个世纪以来一直保持不变。
本文译自 The Marginalian，由 BALI 编辑发布。