1749 年春天，一名获释奴隶的 17 岁儿子本杰明·班纳克 (Benjamin Banneker) 认为整个世界即将被吞噬。在马里兰州奥埃拉的家庭农场工作时，他看到“成千上万的蝗虫”突然从地上爬起来，“爬上……爬上树木和灌木丛”，就好像有一只看不见的手在指挥一样。他担心他们来“吃掉大地的果实，毁坏大地的果实，导致当地发生饥荒”，他开始尽快杀死他们。但他很快就意识到这毫无意义。他们实在是太多了。无奈之下，他惶恐地等待着毁灭的开始。然而它并没有出现，几周之内，“蝗虫”就消失得无影无踪。班纳克认为的“蝗虫”原来是一种周期性蝉（Magicicada），而他所看到的只是北美原产的几种巨大“巢”中的一种（巢X）。像它们的欧洲同行一样，周期性蝉作为未成熟的若虫在地下度过了绝大多数的生活。它们分泌在洞穴中，以根中的木质部为食，通常不会引起任何麻烦。每 13 或 17 年一次（取决于育雏），当土壤温度恰到好处时——通常是在 4 月下旬或 5 月——它们会集体向上爬。当它们到达水面时，它们会脱掉外皮并呈现出成年的有翼形态。然后交配仪式开始。雄性聚集在“合唱”中，发出尖锐的咔嗒声以吸引雌性；在接下来的几周里，它们以众所周知的热情繁殖。然而，一旦它们在树皮中产卵，它们就会死去，而留下它们的幼崽躲藏起来，直到下一次大觉醒。当然，班纳克并不是第一个在北美看到周期性蝉的人。 1633 [1634]、1666 和 1675 年曾报道目击事件，安德烈亚斯·桑德尔 (Andreas Sandel) 和植物学家约翰·巴特拉姆 (John Bartram) 于 1715 年和 1737 年发表了对该昆虫生命周期的简要描述。 班纳克也不是唯一对 1749 年出现发表评论的人.瑞典博物学家彼得·卡尔姆（Peter Kalm）在访问宾夕法尼亚州时目睹了同样的孵化。他也会写一篇关于蝉习性的研究，尽管有一些警告。但是，班纳克的遭遇仍然证明对我们理解蝉的周期性至关重要——并且标志着美国启蒙运动最显着但被忽视的科学事业之一的开始。班纳克出生于 1731 年 11 月 9 日，是罗伯特和玛丽班纳卡（或班纳基）的儿子。在幸存的文件中，玛丽被描述为“自由黑人”，最有可能是一名黑人奴隶和一名白人契约仆人的女儿。相比之下，罗伯特是一个被释放的奴隶。像许多其他人一样，他被从几内亚带走并被强行运往马里兰州，在作为殖民经济支柱的烟草种植园工作。他在这种情况下被关押了多久尚不清楚，但他很幸运，就在英国当局采取措施防止奴隶主未经立法机构许可对奴隶进行奴役之前，他获得了自由。尽管有罗伯特和玛丽的背景，班纳克家族还是比较富裕的。 1737 年，本杰明 6 岁的时候，他的父亲用 7,000 磅烟草换取了 100 英亩的土地，一家人建造了一座小木屋，至今仍屹立不倒。本杰明几乎没有受过正规教育。他很可能是从他的祖母 Molly Welsh 那里学到了阅读和写作的基础知识；但他是否继续上当地学校尚不清楚。如果他这样做了，那不可能持续太久。然而，本杰明渴望学习。任何与自然界有关的事物都让他着迷，他在 1749 年与蝉的相遇似乎有助于说服他认真培养自己的兴趣。从他后来的叙述来看，他的科学直觉已经很发达了。他不仅有敏锐的眼光，而且还就蝉对环境的影响提出了一个合理的（如果是错误的）假设。他甚至似乎怀疑他们庞大的数量是他们生存的关键。最能说明问题的是，他还在心里记下了不要忘记他所看到的，并通过观察来确定他们什么时候回来。从那一刻起，模式和周期性将成为一个持久的当务之急。四年后，他开始尝试制作钟表。被技术变革的快速步伐所吸引，或者——更有可能——被经常引用的制表与自然运作之间的类比所吸引，他通过复制他从富人那里借来的怀表的机制，建造了一个自己的木钟。朋友。对于一个几乎没有钟表经验的年轻人来说，这简直是非凡的。
在这个阶段，他的学习非常注重实践。在好奇心的驱使下，只要有空，他就会反复试验。不可避免地，他的进步停滞不前且不确定——在他父亲于 1759 年去世后更是如此，他不得不承担一家之主的责任。但他那求知欲强的头脑继续嗡嗡作响，当蝉在 1766 年归来时，他已不再是 17 年前那个睁大眼睛的天真。这一次，他“比努力摧毁它们更有道理，因为他知道它们对地球的果实并不像我想象的那样有害”。而且，由于不那么害怕，他能够仔细观察它们——事实上，比同时目睹它们出现的许多其他科学家更密切。因为，虽然他们通常满足于研究单一的复苏并根据传闻猜测它们的周期性，但班纳克似乎已经意识到，确定它们周期长度的唯一方法是观察它们更长的时间时期。蝉的归来是吉祥的。在他目睹他们从地底升起的六年后，三兄弟——安德鲁、约翰和约瑟夫·埃利科特——在离班纳克农场不远的地方买了一块土地。与大多数天主教马里兰人不同，埃利科特家族是贵格会教徒，几乎没有时间考虑种族偏见。他们很快就与邻居建立了友谊，并且在得知班纳克和他们一样对科学充满热情后，很高兴地借给他书籍以供他继续学习。在接下来的几十年里，人们对班纳克的生活知之甚少。没有任何东西能说明他是如何受到独立战争的影响的。但到 1783 年蝉第三次回来时，就在冲突结束前几个月，班纳克在他的所有学业上都取得了惊人的进步——并且已经准备好在新共和国时期发挥他的才能。大约五年后，他开始深入学习天文学，并且精通数学，可以计算潮汐和许多其他现象。 1791 年春天，时任国务卿的托马斯·杰斐逊 (Thomas Jefferson) 要求班纳克 (Banneker) 邻居约瑟夫 (Joseph) 的儿子安德鲁·埃利科特 (Andrew Ellicott) 少校调查指定为新联邦首都的地区，他立即邀请班纳克 (Banneker) 加入他的团队。诚然，Banneker 对该项目的贡献程度一直备受争议。证据充其量是模棱两可的。但无论他扮演什么角色，他参与这一事实本身就雄辩地证明了他的学习开始受到尊重。离开考察队后，班纳克专注于准备 1792 年的年历和星历。其中包含详尽的表格，详细说明“太阳和月亮的运动、……行星的方面、太阳的升起和落下……月亮……合相、日食、天气判断和无数其他奇迹，都是手工计算的，使用一系列自推导出（且非常复杂）的公式。他把这个展示给他的老朋友安德鲁·埃利科特，他印象深刻，于是把它寄给了宾夕法尼亚州促进废除奴隶制和救济非法被奴役的自由黑人协会的主席詹姆斯·彭伯顿。彭伯顿让天文学家检查了它，并在确保其“非凡”的准确性后，安排将其出版。它立即取得了成功——以至于 Banneker 在接下来的几年里又准备了几个版本。大约在同一时间，班纳克也开始致力于为非裔美国人伸张正义。也许是受到埃利科特家族的鼓舞，他给托马斯杰斐逊写了一封信，杰斐逊除了担任国务卿外，还因参与奴隶贸易而受到损害。尽管他一再谴责奴隶制，曾吹嘘希望自己的奴隶永远受到善待，但他毫不犹豫地下令猛烈鞭打，并与一个女奴生了六个孩子。令班纳克懊恼的是，他还认为奴隶的智力低下——尽管这是由于先天还是后天培养，他不能说。班纳克强行指责杰斐逊的虚伪。他诽谤局长“以欺诈和暴力的方式拘留了我的许多兄弟，处于呻吟的囚禁和残酷的压迫之下”，他要求彻底改变。杰斐逊的回答是有礼貌的，如果是回避的话。或许是被班纳克的批评刺痛了，他只希望能改善奴隶的生活条件。然而，当天晚些时候，他将一份班纳克的年鉴寄给了孔多塞侯爵，并附上了一张纸条，颂扬他的数学天才，并希望这种“卓越”能够“倍增以证明”所有人的智力平等.
然而，天文学和数学仍然是班纳克的主要兴趣，他毫不犹豫地将它们用于他对蝉的研究。在他写信给杰斐逊的某个时间点，他将迄今为止积累的所有数据汇总在一张便条中，并刻在他的“天文日志”中。篇幅不长，但它像任何人写的一样详细和全面，代表了近 50 年研究的成果。最重要的是，它还包括一个预测。拒绝大多数其他科学家赞成他过去观察的传闻和假设，他写道：他们可能会在 1800 年再次出现，这是他们最后一次出现在我面前的 17 年。所以，如果我敢冒昧地表达一下，他们的定期回归是十七年，但他们像彗星一样，只在我们身边短暂停留...... [然而]如果他们的生命短暂，他们很快乐，他们开始唱歌从他们第一次离开地球直到他们死，他们都会发出声音。很快证明是正确的，班纳克的预测具有巨大的价值。毫无疑问，Brood X 遵循了一个 17 年的周期，让美国东部的农民能够进行适当的准备，省去了不必要的努力，也没有了后顾之忧。受到星星音乐和蝉鸣的诱惑，班纳克继续寻找自然界的模式，直到九年后去世，享年 78 岁。而且，在接下来的几十年里，他的工作在很大程度上被忽视了。值得庆幸的是，该记录最近已开始正确设置，但仍有很长的路要走。鉴于 Brood X 几周前才回来——正如班纳克所暗示的那样——现在正是给予这位最杰出的人作为美国科学和正义先驱者应得的认可的最佳时机。亚历山大·李是华威大学文艺复兴研究中心的研究员。他的最新著作《马基雅维利：他的生平与时代》现已平装。