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【第76期】看點(diǎn)

科學(xué)新聞

“花大姐”席卷美國城市，科學(xué)家：它們上海市區(qū)來的，老CITY了

大開眼界

?鴿子變“間諜”？俄羅斯初創(chuàng)公司把活鴿子改造成遙控生物無人機(jī)

煩人技巧+1：如何讓鞋底和地板摩擦出吱吱聲？

身邊常見的“花大姐”十年席卷美國城市，科學(xué)家：它們上海市區(qū)來的，老CITY了

就在我敲出這篇新聞的時候，窗臺上正躺著一只斑衣蠟蟬尸體。

由于會對莊稼和行道樹造成損壞，所以斑衣蠟蟬被視為害蟲|Wikipedia by WanderingMogwai

這種外號叫“花大姐”的害蟲，自2014年首次出現(xiàn)在美國賓夕法尼亞的一個小鎮(zhèn)后，現(xiàn)已遍布東部20來個州，而且主要在城市中繁衍壯大。最近，一項研究向人們揭示了斑衣蠟蟬在美國城市如魚得水的原因：它們的“祖先”也是城里人，來自上海市區(qū)！

先前的研究已經(jīng)大致推測出斑衣蠟蟬來到美國的路徑：它們先在2004年左右進(jìn)入韓國西部，隨后又在2014年左右隨著集裝箱闖入美國。因此在新研究中，科學(xué)家分別在上海和美國東北部的多個地點(diǎn)收集斑衣蠟蟬樣本，并對它們進(jìn)行基因測序。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上海的斑衣蠟蟬可以分為多個種群——市中心和郊區(qū)林地中的種群個體基因存在明顯差異。而在美國，紐約、新澤西和康涅狄格州的斑衣蠟蟬基因高度相似，大概率由一個種群擴(kuò)張而來，且極有可能就是上海市中心種群的后代。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，上海市區(qū)和美國的斑衣蠟蟬擁有一些相似的基因突變，這些突變與殺蟲劑和環(huán)境污染等壓力條件有關(guān)。

上海及美國的斑衣蠟蟬采集點(diǎn)|資料[1]

“這就像是在說，這些昆蟲已經(jīng)在上海適應(yīng)好了城市環(huán)境，因此當(dāng)它們抵達(dá)另一個城市時，已經(jīng)具備了耐受類似壓力的能力，比如殺蟲劑、尾氣污染等，這讓它們能夠更好地適應(yīng)其他變化?！奔~約大學(xué)生物學(xué)家、該研究的作者之一克里斯汀·溫切爾表示。

斑衣蠟蟬在美國城市發(fā)揚(yáng)壯大的故事也透露出另一個問題，即在城市化和全球化加劇的今天，城市可能起到了“進(jìn)化訓(xùn)練場”的作用。當(dāng)一個物種適應(yīng)了一個地區(qū)的城市，便可能在地球另一邊的城市中輕松安家，入侵物種問題也許會變得更頻繁。

目前，這些斑衣蠟蟬沒準(zhǔn)兒正在把美國城市當(dāng)作“進(jìn)化訓(xùn)練場”，準(zhǔn)備向更多地方發(fā)起征途。

【大開眼界】

?鴿子變“間諜”？俄羅斯初創(chuàng)公司把活鴿子改造成可遙控的生物無人機(jī)

人類羨慕鳥類的飛行能力數(shù)千年，從飛機(jī)、直升機(jī)到四旋翼無人機(jī)，總算實現(xiàn)了飛天夢。但俄羅斯一家初創(chuàng)公司覺得單純模仿自然還不夠，所以直接改造自然——把鴿子變成了可人工操控的生物無人機(jī)。

莫斯科神經(jīng)科技公司Neiry把鴿子的大腦當(dāng)作天然的飛行控制器。工程師在鴿子顱骨中植入微型電極，連接頭部的電刺激器，通過向大腦特定區(qū)域發(fā)出“溫和刺激”，讓鴿子產(chǎn)生向左或向右飛行的動機(jī)。這種操控十分隱蔽，鴿子日常行為完全正常，只有接收到特定信號時，才會像無人機(jī)遵循GPS定位一樣，按預(yù)設(shè)路線飛行。

該公司近日宣布，這群搭載刺激器和太陽能背包的賽博鴿子，已成功完成按計算機(jī)指令在實驗室里往返飛行的測試。

下次看到一只盯著你看的鴿子，或許不是錯覺——背后可能正有人通過它的眼睛，觀察著周圍的一切。｜Neiry

相比于傳統(tǒng)無人機(jī)，鴿子版生物無人機(jī)的優(yōu)勢堪稱碾壓。普通四旋翼無人機(jī)續(xù)航不過30分鐘，而鴿子一天能飛行近483千米，無須更換電池或頻繁降落；它能輕松穿越復(fù)雜地形、擠進(jìn)狹小空間，惡劣天氣也無法輕易讓它迫降。

更關(guān)鍵的是，人們習(xí)慣性地會對天空中的無人機(jī)保持警惕，卻絕不會懷疑停在電線上的一群嘰嘰喳喳的鴿子，這種天然隱身術(shù)讓它成為隱蔽監(jiān)視的絕佳工具。

Neiry首席執(zhí)行官稱，這款生物無人機(jī)可用于監(jiān)視、基礎(chǔ)設(shè)施巡檢、環(huán)境監(jiān)測和搜救等民用領(lǐng)域。有神經(jīng)學(xué)專家指出，能搭載相機(jī)的鴿子，理論上也能攜帶病原體，在軍事領(lǐng)域具備極高價值。

盡管該公司一再強(qiáng)調(diào)技術(shù)僅用于民用，卻仍難以打消外界對其軍事應(yīng)用的猜測。并且，這一技術(shù)也引發(fā)了外界的倫理爭議。Neiry公司表示，內(nèi)部生物倫理學(xué)家已認(rèn)可該技術(shù)，稱其與騎馬操控動物無異，但杜克大學(xué)的生物倫理學(xué)家卻直言，通過電極操控動物的自主意識，是將有感知的生命體當(dāng)作工具，與訓(xùn)練牧羊犬有著本質(zhì)區(qū)別。

煩人技巧+1：如何讓鞋底和地板摩擦出吱吱聲？

當(dāng)我們穿著運(yùn)動鞋走路或打籃球時，經(jīng)常會發(fā)出清脆的“吱吱”聲，你有沒有想過，這種聲音是怎么發(fā)出來的？

“那是鞋底和地板摩擦發(fā)出的聲音?！蹦憧赡軙@么說。的確，就像粉筆劃過黑板、汽車剎車時偶然發(fā)出的刺耳聲音一樣，這種現(xiàn)象都是由物體的摩擦引起的。在這些現(xiàn)象背后，有一個共同的物理學(xué)原理——粘滑振動。

網(wǎng)絡(luò)

“粘滑”是指一種粘滯和滑動交替發(fā)生的間歇性運(yùn)動。它并非由恒定的摩擦力引起，而是由于摩擦系數(shù)隨滑動速度變化而產(chǎn)生的非線性效應(yīng)。最典型的特征是靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)（死去的物理知識在發(fā)起攻擊）。

德國工程師斯特里貝克發(fā)現(xiàn)，摩擦系數(shù)并非常量：在靜止或極低速時達(dá)到最大；隨著速度增加，摩擦系數(shù)會急劇下降。這種不穩(wěn)定性導(dǎo)致了振動的產(chǎn)生。

斯特里貝克曲線丨wikimedia commons

與粉筆劃過黑板不同，鞋底是相對較軟的物體，而地板是剛性物體。哈佛大學(xué)材料科學(xué)家Adel Djellouli在看籃球賽時對此產(chǎn)生了好奇，并與同事展開深入研究。他們利用高速攝像機(jī)和麥克風(fēng)記錄了運(yùn)動鞋在光滑玻璃板上滑動的過程。

如果把畫面放大，你會看到當(dāng)運(yùn)動鞋保持抓地力時，鞋底的微小結(jié)構(gòu)會以每秒數(shù)千次的頻率改變形狀，那些微小結(jié)構(gòu)可能會短暫地離開地面，然后再重新與之接觸。每次出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，界面處就會傳出一種特殊的脈沖，這些脈沖的頻率跟吱吱聲非常一致。

雖然摩擦和鞋底吱吱聲之間的關(guān)系早已為人所知，但這項研究第一次深入探究其背后的機(jī)制。丨Adel Djellouli

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，鞋底的紋路也會影響出現(xiàn)的聲音。當(dāng)他們把扁平、無紋理的橡膠塊放在玻璃上滑動時，只觀察到一系列混亂無序的波紋，沒有聽到吱吱聲。布滿花紋的鞋底則更有可能發(fā)出清晰尖銳的聲音。

還有研究發(fā)現(xiàn)，相比慢速滑動，快速運(yùn)動時的吱吱聲更加明顯。此外，橡膠厚度的改變也會導(dǎo)致音調(diào)的變化。

雖然在工程界，人們一直試圖消除這種噪聲以保持摩擦力的穩(wěn)定，但由于粘滑振動極其難以預(yù)測，目前尚無完美的解決方案。不過，這項研究不僅讓我們理解了球鞋的響聲，未來或許還能幫助科學(xué)家進(jìn)一步探索地球板塊摩擦產(chǎn)生的聲波機(jī)制。

撰文丨劉六七、阿嫻、Ziv

參考資料：

斑衣蠟蟬

[1]https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/293/2064/20252292/480066/Cities-as-evolutionary-incubators-for-the-global

鴿子無人機(jī)

[1] https://united24media.com/latest-news/russia-launches-first-brain-chipped-bird-drones-for-surveillance-over-cities-13769

[2] https://www.moroccoworldnews.com/2026/02/278338/neiry-launches-early-testing-of-pigeon-biodrones-equipped-with-brain-implants/

粘滑振動

[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/1945817633040610462

[2] https://www.nature.com/articles/d41586-026-00295-4

[3] https://www.cbc.ca/radio/asithappens/basketball-shoes-noise-sound-squeaky-9.7109124

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