
放大/墨西哥跳豆实际上是来自墨西哥本土灌木的种子荚,里面生活着蛾幼虫。 (图片来源:Devon McKee 和 A. Pasha Tabatabai/APS 2023)
墨西哥跳豆一直是许多好奇孩子的好奇心,是的,它们确实会“跳”,这要归功于种子荚内存在微小的蛾幼虫。根据西雅图大学物理学家最近发表在《物理评论 E》杂志上的一篇论文,这些跳跃可以帮助里面的蛾幼虫找到阴凉处在炎热的天气里生存。为了做到这一点,跳跃动作似乎遵循随机游走策略。
随机游走的概念部分基于布朗运动的物理概念。尽管这在技术上描述了粒子之间的随机碰撞,但它是一个有用的模型,可以很容易地适应许多不同的系统,包括生物、物理或其他系统。这个概念可以追溯到 1827 年,当时一位名叫罗伯特·布朗的科学家在显微镜下研究漂浮在水中的花粉颗粒。他注意到一种奇怪的抖动,认为花粉可能还活着。但是当他用他知道不是“活的”的尘埃颗粒重复实验时,他仍然看到了紧张的动作。
布朗从未确定是什么导致了运动,但阿尔伯特·爱因斯坦在 1905 年的一篇论文中做到了,他在论文中试图证实原子和分子的存在。爱因斯坦的相关见解是,像水这样的流体中的分子会随机移动并与悬浮在流体中的其他小颗粒(如花粉或灰尘)碰撞,从而导致布朗在大约 80 年前观察到的“抖动”。