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【第76期】看點

科學新聞

“花大姐”席卷美國城市，科學家：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

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，科學家分別在上海和美國東北部的多個地點收集斑衣蠟蟬樣本，并對它們進行基因測序。

結果發(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。

上海及美國的斑衣蠟蟬采集點|資料[1]

“這就像是在說，這些昆蟲已經(jīng)在上海適應好了城市環(huán)境，因此當它們抵達另一個城市時，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其他變化。”紐約大學生物學家、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“進化訓練場”的作用。當一個物種適應了一個地區(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，這些斑衣蠟蟬沒準兒正在把美國城市當作“進化訓練場”，準備向更多地方發(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

人類羨慕鳥類的飛行能力數(shù)千年，從飛機、直升機到四旋翼無人機，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。

莫斯科神經(jīng)科技公司Neiry把鴿子的大腦當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。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，才會像無人機遵循GPS定位一樣，按預設路線飛行。

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，鴿子版生物無人機的優(yōu)勢堪稱碾壓。普通四旋翼無人機續(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；它能輕松穿越復雜地形、擠進狹小空間，惡劣天氣也無法輕易讓它迫降。

更關鍵的是，人們習慣性地會對天空中的無人機保持警惕，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，這款生物無人機可用于監(jiān)視、基礎設施巡檢、環(huán)境監(jiān)測和搜救等民用領域。有神經(jīng)學專家指出，能搭載相機的鴿子，理論上也能攜帶病原體，在軍事領域具備極高價值。

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

煩人技巧+1：如何讓鞋底和地板摩擦出吱吱聲？

當我們穿著運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原理——粘滑振動。

網(wǎng)絡

“粘滑”是指一種粘滯和滑動交替發(fā)生的間歇性運動。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。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。哈佛大學材料科學家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和麥克風記錄了運動鞋在光滑玻璃板上滑動的過程。

如果把畫面放大，你會看到當運動鞋保持抓地力時，鞋底的微小結構會以每秒數(shù)千次的頻率改變形狀，那些微小結構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系早已為人所知，但這項研究第一次深入探究其背后的機制。丨Adel Djellouli

科學家還發(fā)現(xiàn)，鞋底的紋路也會影響出現(xiàn)的聲音。當他們把扁平、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，快速運動時的吱吱聲更加明顯。此外，橡膠厚度的改變也會導致音調(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家進一步探索地球板塊摩擦產(chǎn)生的聲波機制。

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

[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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