萤火虫为什么同步发光？

在野外，萤火虫总会自发地同时闪烁，在节拍器放在一个青纸板上，过一段时间后，几个节拍器的节奏变得完全一样，而在剧院中鼓掌的观众在没人要求的情况下，鼓掌频率竟自发地变得一致。就是这些看似常见的同步现象，

科学家们研究了三百多年的时间，甚至直到现在也没能完全解开他们的同步之名。

1656年，荷兰著名物理学家克里斯蒂安.惠更斯为了帮助水手们弄清他们在地球上的位置，发明了世界上第一台可以工作的摆钟，让时钟每天十五分钟的误差被减少到了十到十五秒。

当时的水手已经熟练地掌握了如何利用太阳和海平面之间的夹角来确定船只的纬度，而精度则是根据出发地和当地之间的时间差来确定。一小时的时差大约相当于纬度十五度的变化。

1665年二月，生病在家的惠更斯做了一个实验，他在两个椅子间放上了一根木梁，

然后把两个摆钟挂在木梁上，以此来模拟航行过程中悬挂于船舱上的两个时钟的摆动。就这样，他盯着钟摆看了几个小时。然后他惊讶地发现，无论两个钟摆的初始位置如何，过了大约三十分钟后，两个钟摆总是会以相同的频率摆动，其二者的相位总是处于相反的位置。

起初，惠更斯认为钟摆的这种奇怪感应一定是由于钟摆之间的气流引起的，所以他在钟摆之间放了一块大板子，以此来阻止气流的传播。但是三十分钟后，钟摆还是同步了，于是他将两个时钟从木梁上分开，再次测试。这次他们的时间同步性消失了，但当他把他们重重新放回木，同步又回来了。

惠更斯将观察到的同步现象写信给了英国皇家学会，但并没有引起当人们的关注。

惠更斯是第一个在无生命的物体中观察到这种自发同步现象的人。尽管他定性地描述了这一现象，

但直到2015年，科学家才知道了钟摆为什么会同步。荷兰爱因霍芬理工大学的汉克尼梅杰教授通过做数值模拟和理论分析，认为钟摆之所以同步，是钟摆发出的滴答声引起桌子的震动，从而实现两个钟摆之间能量的交换，进而达到同步。

而夜晚的萤火虫，尽管每一只都有自己喜欢闪光的特定频率，但还是会同步闪光，

是因为它们相互耦合的强度足够大，以至于成百上千个甚至是成千上万个可以在同一时间闪到一起。科学家们做了一个很好的模拟。在模型中，一只萤火虫只会受到他的邻居的影响，如果他看到附近有闪光，那么他就会将自己闪光的时间向前推一点。

一段时间后，神奇的事情发生了。尽管相互作用很小很近，但是随着时间的推移，几乎所有的萤火虫最终都会同时闪烁，而剧院里的掌声也是同理。

热力学第二定律告诉我们，宇宙中的一切事物都趋向于无序，而在复杂的系统中，无序才是常态。

可是，这些日常生活中常见的现象却是逐步变得井然有序而不受无序倾向的影响。当前，研究各类实际复杂系统中的同步行为已经成为不同学科共同关注的热点问题之一。