數蟋蟀的叫聲可以計算溫度? - 現代快報多媒體數字報刊平臺

2020-12-03 現代快報

  最近,網上盛傳這樣一種說法——「家裡沒有溫度計時,可以數數窗外蟋蟀的叫聲,它們一分鐘鳴叫的次數,除以2,加9,再除以2,就是當時的攝氏溫度。」這一說法激起了許多網友的探索欲望,他們紛紛在微博上曬出了自己的研究成果。那麼,蟋蟀的鳴叫與溫度之間到底有沒有確切的關係呢?本文將帶您一同來探討……

  □現代快報記者 戎丹妍 實習生 萬莉莉

  網友討論

  不同實驗得出不同的計算公式

  眼下氣溫正在不斷升高,夏天很快就要到了,網上關於夏天的話題也就變得很多,這不,有人就對蟋蟀產生了興趣,說是蟋蟀的叫聲和溫度有關,通過計算蟋蟀叫聲的頻率可以得知當下的溫度,而這個公式就是(N÷2+9)÷2,N代表蟋蟀一分鐘內叫的次數,得出的結果就是當時的攝氏溫度。

  蟋蟀我們知道得最多的也就是它適合賞玩,很多古詩文中對其也有涉及,蒲松齡寫的《促織》一文就是其中的經典,但什麼時候蟋蟀還有「溫度計」這一妙用,知道的人可能就不多了。所以當這一說法提出後,很多網友便紛紛在微博上響應起來,甚至還有人自己做了實驗,但是實驗做完後發現上面的公式並不適用。

  網友@幽魂歪歪就覺得上述公式不對,他根據自己的實驗得出的是另外一個結論:把蟋蟀在8秒內鳴叫的次數再加上5,才是當時的攝氏溫度。

  而網友@ignored穎通過實驗得出:25秒鐘蟋蟀鳴叫的次數除以3加4,才是當時環境溫度。

  一時間眾說紛紜,但究竟哪種說法才正確呢,還是都不正確呢?就此記者採訪了揚州大學園藝與植物保護學院的吳進才教授。

  專家解釋

  1890年就有人通過蟋蟀叫聲得出定律

  吳進才告訴記者,通過蟋蟀的叫聲計算溫度的說法確實存在,並且還得到過科學家的證實。

  1890年的時候,一位名叫埃米爾·多貝爾的美國物理學家就在《美國自然》雜誌上發表了相關文章,專門論述了蟋蟀叫聲和溫度的關係,並得到了兩個公式,分別是華氏溫度和蟋蟀鳴叫次數關係式:TF=50+(N-40)/4, 以及攝氏溫度和蟋蟀鳴叫次數的關係式:TC=10+(N-40)/7,這裡的N代表每分鐘蟋蟀鳴叫的次數。這個結論被定義為多貝爾定律。

  不過這位物理學家也指出,這個公式的成立是有一定的溫度範圍的,一般來說,當溫度在7℃~32℃時,這個公式才能成立。當溫度低於7℃時,蟋蟀由於行動遲緩,一般不再鳴叫或叫聲變遲緩,而溫度超過32℃時,蟋蟀又需要大幅減少鳴叫次數以節省能量。所以這兩個公式也不是絕對的。

  看過美劇《生活大爆炸》的人可能還記得,在該劇第三季第二集中,謝爾頓和霍華德曾為一隻蟋蟀打過賭,並且裡面也出現了多貝爾的這一理論。裡面有這一樣一個場景,謝爾頓和霍華德在一起吃飯,忽然聽到蟋蟀的叫聲。謝爾頓立即舉起手錶,過了幾秒鐘後說道:「根據每分鐘鳴叫的次數,並結合房間的環境溫度,這是一隻雪樹蟋蟀。」這一說法立即遭到了霍華德的質疑。於是謝爾頓解釋道:「在1890年,埃米爾·多貝爾得出結論,雪樹蟋蟀每分鐘鳴叫的次數與環境溫度之間存在著固定關係,而普通的平原蟋蟀,則不存在這種確切的關係。」不過最後的結局是謝爾頓猜錯了,這隻出現在他們公寓的蟋蟀不過是一隻普通的平原蟋蟀,謝爾頓為此還輸掉了他一套珍貴的漫畫書給霍華德。

  吳進才告訴記者,多貝爾是否用的雪樹蟋蟀做實驗他不太清楚,不過雪樹蟋蟀(又名雪白樹蟋)是至今為止被證實和溫度有關的最充分的一種蟋蟀,因為這種蟋蟀的鳴叫響亮清脆,節奏感很強。雪樹蟋蟀在我國又叫玉竹蛉,它的鳴叫速率與溫度之間的關係其實都沒有多貝爾計算的那麼複雜,有人實驗證明,只需它15秒內鳴叫的次數加上40(也有認為加37或38的),就是當時的華氏溫度。但這種蟋蟀在我國的分布並不廣泛,所以想用這種蟋蟀來做實驗的難度比較大。

  

  

  蟋蟀的叫聲和溫度有關只是道數學題

  那麼除了雪樹蟋蟀,其他蟋蟀的叫聲是否也能計算溫度呢?

  吳進才說,蟋蟀鳴叫的頻率會隨著溫度的升高而變快,這是肯定的。但蟋蟀品種繁多,每種蟋蟀鳴叫的頻率本身便不一樣。除了受氣溫影響之外,還有很多其他的影響因素,比如說蟋蟀在受強光刺激的時候,鳴叫的次數便會減少,而雄性蟋蟀在求偶時的鳴叫則會響亮而頻繁,所以要通過蟋蟀叫聲得到計算溫度也不是那麼容易。不過多貝爾的公式應該具有普適性。並且這裡得出的溫度並不是精準值,只是一個大概溫度,有誤差也是在所難免的。

  那麼,為什麼蟋蟀的鳴叫與溫度會有關聯呢?吳進才解釋道,蟋蟀的發音並不是出自它的好嗓子,而是它的翅膀。仔細觀察,你會發現蟋蟀在歌唱時,總是在不停地振動雙翅,這不是它振翅欲飛,而是翅膀就是它的發聲器官。蟋蟀的翅膀上有像銼刀一樣的短刺和硬棘,當翅膀一張一合,相互摩擦時,就可以振動內翅和外翅之間的發音鏡(透明薄膜),發出它所需要的音調。當溫度升高時,蟋蟀為了適應溫度的變化,就要加快翅膀的振動次數,就像我們感到熱了,要加快扇扇子的速度一樣,只是蟋蟀的翅膀振動加快是本能的。

  而至於為什麼蟋蟀在固定時間內發出的叫聲和溫度存在這樣一個固定公式,這其實應該是人為計算出來的,是根據蟋蟀在固定時間內的振動頻率和對應的溫度,通過幾組數據,最後就得到了一個公式。這也是為什麼有的人得到的是這個公式,而有的人得到的是別的公式,因為測算的時間不一樣。

  比如多貝爾的公式後來就得到了簡化,得出了這兩個公式:TF=40+N1(N1是指15秒內蟋蟀鳴叫的次數),TC=5+N2(N2指8秒內蟋蟀鳴叫的次數)。這些公式都是人為計算出來的,蟋蟀在鳴叫時並不知道它的叫聲竟然和溫度還有這樣一個公式關係。

  記者實驗

  得到的數據與多貝爾的公式不符

  為此,記者也決定去買兩隻蟋蟀做實驗。但到了夫子廟花鳥市場,記者問了好幾家賣昆蟲的店都沒買到蟋蟀,店主告訴記者,這個季節還沒到賣蟋蟀的時候,時間太早了,蟋蟀還沒到開始叫的時候,很多買蟋蟀的人都是為了鬥蟋蟀才買的,這時候的蟋蟀才剛長大,不具備太多的攻擊性,叫聲也是蟋蟀的一種攻擊武器。不過有一位店主說如果需要的話,他可以到養蟋蟀的人家拿兩隻,不過叫不叫就不敢保證了。

  很快記者就拿到了一青一黃的兩隻蟋蟀,店主說這兩隻青的叫紅牙青,黃的叫黃大頭。可當記者興奮地拿回這兩隻蟋蟀後,發現怎麼逗它們都不「開口」,簡直油鹽不進。一直到凌晨3點多,蟋蟀終於開始鳴叫,原來蟋蟀要到黑暗無光的時候才開始鳴叫。此時是凌晨3點半,記者記錄了一分鐘其中一隻紅牙青的鳴叫次數(紅牙青比黃大頭要活潑一些,白天的時候偶爾會發出幾聲叫聲,黃大頭就完全沒聲音),發現它才叫了11次,而且聲音很不規律,時長時短,如果放到多貝爾的計算公式裡,此時的攝氏溫度應該才6℃左右,而當時的室溫是13℃。

  第二天,到凌晨4點左右,記者又一次記錄了蟋蟀的鳴叫次數,發現還是只有11次,而這時的室溫是15℃。

  難道多貝爾的公式不適合普通的蟋蟀?還是記者買的這兩隻蟋蟀有問題?記者請合肥蟲友蟋蟀交流群的管理員做了實驗,他告訴記者,他飼養的蟋蟀現在一分鐘的鳴叫頻率在100次左右,如果放到多貝爾的公式裡,得到的溫度是在20℃左右,和目前白天的氣溫相當,他飼養的蟋蟀品種為白蟲。

  而記者的蟋蟀為什麼這麼不給力,可能是記者還缺乏養蟋蟀的經驗吧。

  連結

  蟋蟀賞玩歷史

  蟋蟀亦稱「促織」、「趨織」、「吟蛩」、「蛐蛐兒」。昆蟲綱,直翅目,蟋蟀科。

  以蟋蟀來玩賞取樂,在我國已有幾千年的歷史,2000多年前的《詩經》中就已有玩賞蟋蟀的記載。蟋蟀是一種很逗人喜愛的小昆蟲,這是因為其既善於鳴叫,又極愛好打鬥。歷代王朝上至宮廷的皇家貴族,下至平民百姓,無不有酷愛者。唐代時,宮廷及民間就開始飼養蟋蟀,「妃妾輩以小金籠貯蟋蟀,置於枕畔,聽其聲,於是,民間亦相效之。」

  以蟋蟀打鬥取樂之風,也自唐代就開始。宋代顧文薦所著的《負喧雜錄》記載說:「父老傳聞,鬥蛩亦始於天寶間。長安富人鏤象牙為籠而畜之,以萬金之資,付之一喙,其來遠矣。」宋代時,統治階層中鬥蟋蟀之風盛行,據《宋史》記載,南宋度宗時,金兵圍襄、樊急,宰相賈似道「日肆淫樂,與群妾據地鬥蟋蟀……自是累月不朝。」可見古代對此道興趣之濃、沉迷之深。如今,將鬥蟋蟀作為一種調劑精神、放鬆緊張情緒的方式,以增進身心健康,也不失為一種好的娛樂活動。

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