大自然利用质数来确保蝉的生存

文章作者:John Dunn

2021年是十七年蝉的交配年，在此期间它们可以发出几乎和直管摩托车一样大的噪音。我曾经读到过，蝉的声级可以达到90分贝左右的声压级(SPL)。

我们曾经讨论过消音麦克风是如何工作的他们的房产在今年可能会有特殊的意义。

我读过一篇关于17年蝉的文章，文中也提到了另一种不同的蝉，它们的出现和交配周期是13年，它们的声音非常可怕。我们可能会问，为什么它们出现在这两个不同的周期数年;我怀疑这是为了减少物种之间的竞争。

当它们都在同一年出现时，它们的交配叫声往往会淹没对方，并相互干扰。业余无线电爱好者会称之为严重QRM。此外，栖息空间的竞争也会很激烈。

如果它们在不同的年份出现，以最小化同时性，最大化同时出现之间的时间间隔，这将对两个物种都有利。

我们可以这样检查。

周期	年
1	13	17
2	26	34
3.	39	51
4	52	68
5	65	85
6	78	102.
7	91	119
8	104.	136
9	117	153
10	130	170
11	143	187
12	156	204
13	169	221.
14	182	238
15	195	255
16	208	272
17	221.	289

图1下面是对蝉同时间隔的基本了解。

同时发生13个周期，每个周期17年，17个周期，每个周期13年，即为13×17的同时间隔，即每221年同时发生。

这就是两个物种同时出现的时间间隔，这确实是一段很长的时间。因此，这两个物种之间的竞争将是最小的。

这是有帮助的，13和17是素数。如果一个物种为五年循环，其他物种为10年循环，同时可以进入10年。

我们还应该注意到，物种之间不需要同步。例如，如果我们抵消了13年的物种，同时发生的事件仍然以221年为间隔重复出现，正如《自然》中的几个案例所示图2．

图2这是蝉同时间隔的延伸视图。

我们得到663 - 442 = 221。我们还看到493 - 272 = 221 544 - 323 = 221。

这种模式一直持续下去，并始终保持221年的重复率。

本文最初发表于经济日报．

约翰·邓恩是一名电子顾问，毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。

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