1749 年春天， 17岁的黑人本杰明·班纳克 （Benjamin Banneker）感觉世界即将毁灭：当时，他正在美国马里兰州的一个农场干活，忽然看到“成千上万只蝗虫”突然从地里钻出来，“爬上乔木林和灌木丛”，仿佛有一只看不见的手在指挥一样行动整齐划一。他担心这些虫子会“吃掉、毁掉大地上的全部果实，导致饥荒降临人间”，因此他迅速行动，手拿木棍尽自己所能击打那些害虫。但他很快就意识到他的所作所为毫无意义，因为“蝗虫”实在是太多了。无奈之下，他惶恐地等待着地球毁灭的开始。然而灾难并没有到来，几周之内，“蝗虫”就消失得无影无踪了。
　　班纳克眼中的“蝗虫”原来是一种周期蝉（Magicicada），每一波倾巢而出、数量巨大的蝉群被称为“原生群”，北美最大的“原生群10”在今年5月再次出现。而班纳克所看到的只是北美原产的几个巨大的“原生群”中的一个。
　　周期蝉在地下度过了生命周期的绝大部分时间。它的若虫（不完全变态昆虫的幼虫）生活在地下，以吸食植物的根液为食，通常不会给人类带来麻烦。每 13 或 17 年（取决于不同的原生群），当土壤温度恰到好处（通常是在 4 月下旬或 5 月初），它们会集体钻出地面，褪掉外壳，呈现出有翼的成虫形态。然后交配仪式开始，雄性聚在一起“大合唱”，发出尖锐的声音吸引雌性——这也让很多不知情的美国人误以为是警报器响了，纽约州的一个消防队在宣传中说，周期蝉是最吵的一种昆虫，声音最高可达120分贝。
　　交配完成后，雄性死去，雌性在找到一棵树后在树枝的末端产卵后也死去。新孵出的幼蝉会咬断树梢，从树上掉落，回到土壤，钻入地下，它们将在那里度过接下来的十几年。
　　在地下蛰伏17年，真正在地面上生活的时间其实只有4到6周，繁衍完下一代之后，就从此在地球上消失，直到下一个17年，下一代再次破土而出。周期蝉的生命周期不得不让人感叹大自然的神奇！
　　班纳克并不是第一个在北美看到周期蝉的人。 1633、1666 和 1675 年都曾有人目击周期蝉倾巢而出，费城的一位牧师安德烈亚斯·桑德尔于 1715 年 、植物学家约翰·巴特拉姆于 1737 年都发表了对周期蝉生命周期的简要描述。班纳克也不是唯一对 1749 年周期蝉留下记载的人，瑞典博物学家彼得·卡尔姆 在访问宾夕法尼亚州时目睹了同样的盛况，并写了一篇有关周期蝉的论文。但班纳克与周期蝉的相遇对我们理解周期蝉至关重要，并且标志着美国黑人启蒙运动最显著，也是最容易被忽视的科学事业的开端。

班纳克的17年

　　班纳克出生于 1731 年 11 月 9 日，是罗伯特和玛丽·班纳克的儿子。现存的文件表明，玛丽是“自由黑人”，可能是黑人奴隶和白人契约佣工的女儿，而罗伯特是被释放的黑奴。像许多黑奴一样，罗伯特出生在几内亚，被強行运到了马里兰州，当时马里兰州的经济支柱是烟草种植园，罗伯特作为奴隶被送到了烟草种植园里干活，但他很幸运，到达美国后不久，就获得了自由。
　　尽管罗伯特和玛丽出身卑微，但班纳克家族还是比较富裕的。1737 年，班纳克 6 岁的时候，他的父亲用 7000 磅烟草换取了 100 英亩的土地，一家人在这片土地上建造了一座小木屋，至今这座木屋还屹立不倒，并成了班纳克博物馆的一部分。班纳克 几乎没有受过正规教育，但是他的祖母教会了他阅读和写字。
　　班纳克渴望学习，任何与自然界有关的事物都让他着迷，1749 年与周期蝉的相遇，更是让他下定决心，认真钻研自己的兴趣。从班纳克写下的关于这次相遇的记述来看，他不仅有一双敏锐的眼睛，还有深思的大脑，比如他提出，周期蝉数量庞大，这可能是它们生存的关键。最难能可贵的是，他还在心里记下了这些蝉出现的时间，在以后的生活中不断通过观察来确定它们什么时候会“再次归来”。
　　从那一刻起，模式和周期性将成为班纳克研究的核心。4年后，他开始尝试制作钟表。当时技术变革的步伐大大加快，班纳克因此被深深吸引，而且钟表与自然运作之间的相似性打动了他。班纳克从富有的朋友那里借来了一块怀表，据此自己制作了一座木钟。对于一个几乎没有钟表制作经验的年轻人来说，这简直是非凡的成就。
　　在这个阶段，班纳克的科学探索非常注重实践。在好奇心的驱使下，只要有空，他就会反复做试验。不过这段时期他的研究也没什么突破，他的父亲于 1759 年去世，可能是原因之一，此后他不得不承担起一家之主的责任。
　　然而，班纳克那求知若渴的劲头从没有减弱过，当周期蝉在 1766 年归来时，他已不再是 17 年前那个睁大眼睛的天真少年。这一次，他并不是竭力摧毁它们，而是非常理智，因为他知道它们对地球并不像看起来那样有害。因为不那么害怕，班纳克就更能够仔细观察这些周期蝉，在这一点上，他比同时代的许多科学家都更加认真。很多科学家都满足于研究某一次周期蝉的觉醒，并根据传闻猜测它们的周期性，但班纳克已经意识到，确定周期蝉觉醒周期的唯一方法就是在更长的时间段里观察它们。

 所有人的智力平等

　　这次周期蝉复苏的6年后，埃利科特家族的三兄弟——安德鲁、约翰和约瑟夫，在离班纳克农场不远的地方买了一块土地，定居下来。当时大多数的马里兰州人是天主教教徒，但埃利科特家族是贵格会教徒，他们家更少种族偏见。很快两家邻居就建立起了友谊，在得知班纳克和他们一样对科学充满热情后，埃利科特兄弟很高兴地把自家图书馆的书籍借给他，供他继续钻研。 　　现在，我们对班纳克接下来十几年的生活知之甚少。我们不知道美国独立战争（1775—1783年）如何影响了他的生活，但是到 1783年，就在战争结束前几个月，周期蝉第三次回归时，班纳克在他的所有研究方向上都取得了惊人的进步，具有了为美利坚合众国服务的卓越才能。大约5年后，他开始深入学习天文学，并且精通了数学，可以计算潮汐和许多其他天文、地理现象。
　　1791 年春天，应美国时任国务卿托马斯·杰斐逊的邀请，约瑟夫的儿子安德鲁·埃利科特少校负责勘测新联邦政府的首都（华盛顿特区），安德鲁立即邀请班纳克加入他的团队。班纳克到底对该项目有多大贡献，一直众说纷纭。但无论在此他扮演什么角色，能够参与这个项目本身，就证明了他的才华开始受到人们的尊重。

　　离开勘测队后，班纳克专心准备 1792 年的年历和星历。这份日历，包含详尽的图表，说明了太阳和月亮的运动、行星的运转等，这些都是班纳克手工计算得出的，使用了一系列他自己推导出的非常复杂的公式。他把这份日历拿給他的老朋友安德鲁·埃利科特看，安德鲁连连称赞，并把日历寄给了宾夕法尼亚州促进废除奴隶制协会的主席詹姆斯·彭伯顿。彭伯顿请天文学家认真审查了班纳克的日历，在确定其非常准确后，安排将其印刷出版。一面世，这份日历立即获得了成功，在接下来的几年里班纳克又准备了几个版本。
　　与此同时，班纳克也开始努力为非裔美国人伸张正义。受到埃利科特家族的鼓励，他给托马斯·杰斐逊写了一封信，作为美国国务卿，杰斐逊因参与奴隶贸易而受到指责。尽管杰斐逊一再谴责奴隶制，曾说过希望自己的奴隶永远受到善待，但杰斐逊还是毫不犹豫地下令鞭打黑奴，还与一个女奴生了6个孩子。令班纳克懊恼的是，杰斐逊还认为黑人的智商低下，尽管他说不出这是天生的还是后天因素造成的。班纳克在写给杰斐逊的信中指出了他的虚伪。他说国务卿 “以欺诈和暴力的方式拘留了我的许多兄弟，并让他们遭受痛苦的囚禁和残酷的压迫”，他要求杰斐逊彻底改变这种状况。
　　杰斐逊的回信是谦逊有礼的。或许是被班纳克的批评刺痛了，他将一份班纳克的日历寄给了法国启蒙哲学家孔多塞侯爵，并附上了一张纸条，颂扬班纳克的数学天赋，并希望这种“卓越的人”能够“成倍地增加以证明”所有人的智力平等。

蝉鸣的诱惑

　　天文学和数学一直是班纳克的主要兴趣点，不过他把两者都用于对周期蝉的研究。大约在给杰斐逊写信的那段时间，他将自己多年来积累的所有数据汇总在一段笔记中，这段笔记篇幅不长，但是详细而全面，代表了他近 50 年研究的成果。最重要的是，其中还有一个预测。他写道：
　　它们可能会在 1800 年再次出现，这是它们最后一次出现在我面前的17年后。所以，它们的回归周期是17年，不过它们像彗星一样，只在我们身边短暂停留……虽然它们的生命短暂，但是它们很快乐，从第一次离开泥土，直到死亡，它们都在唱歌。
　　事实证明班纳克的预言是正确的，而且他的预测非常有价值。毫无疑问，“原生群10”遵循17年的周期，这让美国东部的农民能够进行适当的准备，省去了不必要的麻烦，也没有了后顾之忧。
　　受到蝉鸣的诱惑，班纳克继续寻找自然界的模式，直到9年后去世，享年78岁。随着岁月的流逝，他的成就逐渐被人遗忘。值得庆幸的是，有关这位黑人科学家的事迹又开始重见天日，不过要天下皆知仍有很长的路要走。2021年“原生群10”再次回归，正是给予这位科学先驱者应得的荣誉的最佳时机。