老生常谈，飞蛾扑火。而飞蛾的这种诡异行为，早就有被人类熬成了一碗浓浓的鸡汤。
这一般指舍生取义的精神，又或是被致命的事物吸引，无法自拔。但世界万物都是惜命的。求生的意识早就写进了基因里，已经成了一种本能。
飞蛾也一样，作为没有高级思维能力的动物，它们是不会自杀的。尽管在现实生活中，我们经常能看到飞蛾们前赴后继地赴死。但飞蛾根本就不会产生了结自我的念头，自杀也就无从谈起了。
事实上，趋光（phototaxis）才是昆虫界的一个常见特性。这对于它们寻找食物、与异性交配和搜寻产卵场所等活动，都有着一定的指导意义。当然，昆虫的趋光行为也常常被人类利用。一些光源性的诱虫器，很多都有针对昆虫的趋光行为。
但是，昆虫趋光行为背后的意义，可比想象中要复杂一些。以飞蛾为例，人类到现在都还搞懂它们为什么会扑火。很多昆虫都是夜行的，因为它们的天敌鸟类大多是白天干活的。
它们选择晚上活跃，就可以避免那些早起的鸟儿了。那么，既然选择了晚上行动，它们为什么还要拼死地扑向光源？
想必大家都知道一个标准答案，内容大概是这样的。漆黑的夜里，它们需要依靠微弱的大自然光源来导航。在人类出现之前，夜晚最主要的光来基本上都来自于天上的月亮和星星。为了保证航线的稳定，他们会寻找一个远方的光源做参照物。而那些会发光的天体，就像一个罗盘，指引着它们飞行。
昆虫的复眼
确实，夜行性昆虫的夜视能力是很强大的。复眼是昆虫的主要视觉器官，一般由许多独立的小眼组成。由于昼夜不同的光照环境，夜行性昆虫和昼行性昆虫的复眼结构也有所差异。昼行性昆虫的复眼主要为并列型象眼，每个小眼的光感受器仅接收入射到该小眼的光线。
并列型象眼和重叠型象眼示意图
而夜行性昆虫则不同，主要为重叠型象眼。由于拥有强大的折射率径向梯度，这种晶状体可以让入射到数百个小眼上的光线，聚集到视网膜上的单个光感受器。
这使夜行性昆虫的夜视能力得到了大幅的提升。拿我们今天的主角扑棱蛾子来说，只要有一丝微光它们就能捕抓到，以摸清自己的航线。
从这里可以看来，昆虫的趋光性是有着其进化意义的，已成为一种本能。只是后来人造光源的出现，使飞蛾发生了混乱，纷纷扑火寻死。而这也叫做“光定向行为假说”，解释看来是合情合理啊。那么将问题反过来，既然飞蛾会扑火，为什么在晚上它们不会齐刷刷地飞向月亮？
如果大家曾观察过飞蛾扑火，应该能注意到它们的一个飞行特点。那就是，飞蛾并非全都笔直地撞向光源，而是绕着圈螺旋式地向光源靠近。于是，我们可以得到的飞蛾扑火轨道，就成了一个个螺旋。所以更准确的说，飞蛾并非扑火而是绕火。
飞蛾的飞行轨道
其实飞蛾以天体作为参考点，是一种横向导航定位。因为挂在天边的星星和月亮，都是一种极远的光源。所以这些光到达地球后，就已经可以看作是互相平行的光线了。
以月亮发出的平行光线为参考物，飞蛾的飞行路线是一条直线
而飞蛾的正常飞行，正是以这些互相平行的光线作参照的。它们只需要与入射光线按固定的夹角飞行，就能保证航线是一直向前的。
但人造光源出现后，情况就不一样了。相对月亮和星星来说，人造光源都属于近处光源，因此光线是从一点呈发射状的。
以街边的路灯为例，并想象有一只飞蛾刚好从较远处看到这一光源。当飞蛾以为路灯就是月亮时，它就会试图以与光线呈45°的夹角飞行。
因为路灯光线并非平行光线，所以飞蛾越是固定这一夹角飞行，轨道就越向内弯曲。于是，飞蛾的轨道便形成了一个等角螺旋。
人造光源下的飞蛾路线
在坐标系中，等角螺线的螺线和射线之间的夹角就始终是一个固定值。而飞蛾也随着这个螺旋轨道，盘旋着逐渐逼近路灯，最后直接与路灯撞个满怀。
早在公元1638年，著名数学家笛卡尔就首先描述了等角螺旋线以及给出了它的解析式。因为方程中出现了指数函数，所以等角螺旋线也被叫作对数螺旋线。
而在同一个时代，雅各布·伯努利则更是对等角螺旋痴迷。他发现等角螺旋线作各种变换时，例如求渐屈线、求垂组曲线、等比例放大等，所得的曲线仍然是原先的等角螺旋线。
对于这一特性，伯努利感到惊奇。他甚至还将等角螺旋线刻在自己的墓碑上，并留下这样的墓志铭。“Eadem mutata resurgo.”，意为“纵然改变，依旧故我”。
正是因为这种放大后还能与自己重合的特性（也叫自相似性），等角螺旋还有一个名字也叫生长螺旋。除了飞蛾扑火的轨道之外，还存在着许多类似于等角螺旋的自然现象。自然界最常见的等角螺旋，当属各种螺旋状的贝壳。
鹦鹉螺已经在地球上经历了数亿年的演变，但外形、习性等变化很小，被称作海洋中的“活化石”。而鹦鹉螺这种古老的生物，早就与等角螺旋线签订了契约。
剖开鹦鹉螺壳，我们就能看到一个等角螺旋。因为等角螺旋的自相似性，这便能满足贝壳内的软组织以固定的形状缓慢成长了。
另外，植物们的生长也同样受到等角螺旋的影响。例如在菊花、向日葵、车前草的花、种子和叶片的排列结构上都能发现等角螺旋的影子。所以说，飞蛾扑火与大自然偏爱等角螺旋也总是让人津津乐道。
宝塔花菜中的等角螺旋
不过，说到这里飞蛾的扑火之旅还未算真正结束。因为昆虫趋光行为繁纷复杂，到目前还未有定论。回到飞蛾身上。确实，早在上世纪就科学家就记录到，有月亮的情况下，蛾总是沿着直线飞行的。但若月亮被遮住，它们的飞行轨迹就会发生改变。
而且，飞蛾总是对那些与月亮保持着相同的相对方位的灯，才会改变方向。例如，灯在距离地面0.6米高时，蛾在3米内才会被吸引。但若同一盏灯放在9米高处，蛾在15到17米外就会被吸引。因为在这个视角看上去，灯的大小看上去与月亮的大小才是一样的。
视觉上，街灯与月亮的大小是一样的
但许多室内实验却表明，昆虫对特定波长的单一光源就有很强的趋性。这个实验结果，与前面的“光定位假说”是相悖的。所以有科学家提出，昆虫趋光是因为误把光源当作求偶对象了。在自然界中，就存在着雄性追逐雌性完成交配这一普遍规律。
日落后，雄虫会开始寻找释放性信息素的雌性。然而，早在《昆虫记》中，法布尔就曾记载了这么一个让人困惑的现象。如果雌蛾和灯火放在同一个房间，绝大多数的雄蛾仍会被灯光吸引，并无视雌蛾的存在。
但面前就是雌蛾了，雄蛾究竟还想赶路去哪呢？光定位假说，无法解释这一现象。于是有人猜测，雌蛾释放的性信息素之所以能吸引雄蛾，是因为里面含有某种特定波长的光线。
而与此同时，人造光源就刚好发出这一特定波长，且是强度更大的光。所以，这让雄蛾以为这人造光源才是自己要处的对象，义无反顾地朝该方向奔去。
此外，昆虫中的趋光行为的性别差异现象也是极为明显的。所以说，飞蛾扑火还真有可能是为了爱情。
另外，还有一种假说认为，飞蛾扑火属于一种应激反应。原因是夜行性的飞蛾，在白天有太阳光的时候并不会出来活动。在这种节律调解下，它们在白天会进入静息状态，因而对光并不敏感。但在晚上出来活动时，昆虫却突然与强烈的光源相遇，复眼一时无法适应而陷入生理应激。
因为除了绕灯盘旋意外，一些昆虫扑灯动作会更为强烈。有的甚至还未扑灯，它们就已经直接眩晕后跌落灯旁开始抽搐了。而这也解释了，为什么夏日路灯下总有这么多昆虫尸体。
尽管飞蛾扑火的原因还没有定论，但人造光源是必然脱不了关系的。基本上，每一种生物都会因人类的出现，而发生翻天翻天覆地的变化。而飞蛾的噩运，则是在40万年前人类学会用火开始的。
然而这么多年来，飞蛾还未学会如何避开人造光源。在这点上，飞蛾扑火确实还能用来形容不懂得变通。
*参考资料
方舟子.飞蛾为什么扑火.中国青年报.2009
Maxwellsdemon.螺线：那些风情万种的故事.果壳网.2011
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程文杰.郑霞林,王 攀,雷朝亮,王小平.昆虫趋光的性别差异及其影响因素[J].应用生态学报.2011
沈颖,尉吉乾,莫建初,王道泽,张莉丽.昆虫趋光行为研究进展[J].河南科技学院学报.2012
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