导语“⾬打灯难灭，风吹⾊更明。若飞天上去，定作⽉边星。”⼀⾸李⽩的《咏萤⽕》展现了他将萤⽕⽐星光的⽆限遐想。说到萤⽕⾍，我们可能想起夏夜树荫⾥的星光点点，抑或是幽静树梢间的微光阵阵。你是否曾对这种闪烁着丝丝微芒的⽣物产⽣过好奇？它们闪光的背后存在怎样的机制和规律？
近期，来⾃科罗拉多⼤学的计算⽣物学家Orit Peleg及其团队⾃主研发了⾼精度360度摄像机和三⾓测量⽅法，清晰地记录了散落在各地的不同萤⽕⾍物种闪光的数据。通过这些数据，Peleg发现了特定物种萤⽕⾍同步闪烁的奥秘，同时还记录到了⾃然界中罕⻅的奇异同步状态。
同步闪烁的萤⽕⾍
⽇本⺠间传统中，萤⽕⾍象征着离去的灵魂或沉默⽽汹涌的爱；秘鲁安第斯⼭脉的⼀些⼟著⽂化中，它被视为幽灵之眼；各式各样的⻄⽅⽂化中，萤⽕⾍及其他发光昆⾍已经与种种令⼈眼花缭乱的隐喻联系在⼀起，甚⾄这些隐喻之间是相互⽭盾的：童年、庄稼、厄运、精灵、恐惧、⽥园、爱、幸运、死亡、淫乱、夏⾄、星⾠、只⾔⽚语（Stefan Ineichen，2016）……物理学家对萤⽕⾍的关注来⾃同样神秘的原因：记录显示在散落于世界各地的2200多个萤⽕⾍物种中，有少数种类具有同步闪烁的能⼒。
在⻢来⻄亚和泰国，布满萤⽕⾍的红树林会像挂着圣诞灯⼀样随着节拍闪烁；在阿巴拉契亚（Appalachia）的每个夏天，⽥野和森林会荡漾着看上去有些许阴森的荧光波浪。这场荧光表演秀除了吸引萤⽕⾍配偶和⼤量观赏者外，还激发了⼈类对于解释同步（synchronization）现象的初步尝试——即从⾮常简单的要素中涌现出神奇的协同现象的炼⾦术。
难以捕捉到的同步性证据
数个世纪以来，关于东南亚地区萤⽕⾍同步的记载慢慢渗透到⻄⽅科学语境中。在⻢来⻄亚，被称作kelip-kelip（⼀闪⼀闪的拟声词）的萤⽕⾍可以成群地在河边的树上定居⽣活。1857年，⼀位在泰国旅游的英国外交官写到：“它们彼此呼应，光芒闪烁⼜熄灭。刹那间，每⽚叶⼦和树枝都装饰了钻⽯般的⽕光。”（Gudger, E. W., 1919）。并不是所有⼈都能认同这些记载。
1917年，在⼀封写给《科学》杂志的信中有⼈提出异议：“昆⾍中发⽣这样的现象违法了⾃然法则。”他认为这种看上去明显的同步效果是由于观赏者不由⾃主地眨眼造成的。但在20世纪60年代，红树林沼泽当地⼈早就知道的这个事实，被萤⽕⾍研究⼈员通过定量分析证实了。
随机⼜彼此呼应的闪烁
当Peleg在⼤学期间学习萤⽕⾍同步时，她最初通过⽇本物理学家藏本由纪（Yoshiki Kuramoto）基于理论⽣物学家Art Winfree的早期⼯作建⽴的藏本模型（Kuramoto model）来理解这种现象。它是解释同步现象数学机制的⿐祖，⽆论是⼈类⼼脏起搏细胞群还是交变电流中的同步现象，都可以使⽤此模型来描述。⼀般情况下，同步系统模型需要描述好两个过程。⼀个是孤⽴个体内部的动⼒学。
即如果假设在罐⼦⾥只有⼀只孤独的萤⽕⾍，它⾃⼰的⽣理结构和⾏为规则如何决定它的闪光；另⼀个是数学家所说的耦合，即⼀只萤⽕⾍的闪光如何影响其他与之相邻萤⽕⾍的闪光⾏为。有了这两个过程的巧妙组合，来⾃不同萤⽕⾍的嘈杂就可以迅速调成整⻬的合唱。
萤⽕⾍与计算机科学对模型来讲，如今需要在新的或改进后的框架中封装观察到的萤⽕⾍模式。
Ermentrout⼀篇还在审稿的论⽂对Photinus carolinus萤⽕⾍提供了⼀个与众不同的数学描述：假设这些昆⾍并不是在超过所需的最⼩恢复时间外等待纯粹随机的时间，⽽是嘈杂、不规则的振⼦？这样的话，萤⽕⾍只有在聚集起来的时候才可能出现周期性的闪光。在计算机模拟中，这个模型也与Peleg⼩组的数据相符。
⽣物学家说，Peleg和Sarfati的⾼性价⽐相机和算法系统⾮常有助于推动萤⽕⾍研究，使其⼤众化。萤⽕⾍在野外很难研究，因为除了最敬业的研究⼈员和铁杆爱好者，⼤众很难通过它们的闪光来区分物种。因此，尽管⼈们担⼼许多萤⽕⾍物种正在灭绝，但测量萤⽕⾍种群的范围和丰度仍然相对困难。Peleg的⼯作可以使收集、分析和分享萤⽕⾍闪光数据变得更加容易。