飞鸟为什么不会相撞?

时间:2016-12-23 12:08:02 

  人群不时地会发生踩踏事件,动物在成群结队行动时,即使遇到紧急情况也不会因为惊慌失措而相互碰撞。为什么?

  美国普林斯顿大学行为生物学家伊恩·库森说,蚂蚁、鱼和鸟有能力在整个兽群里传递关于群体的身体动态的信息。比如蚂蚁可以用信息素在蚁群内交流,蚂蚁通过简单的小范围互动能形成复杂的模式。人类是自私的,而蚂蚁是社会化的生物。我们都想节省通行时间,哪怕是以他人的时间为代价,而蚂蚁是为整个群落而工作。从这个意义上说,我们作为人群是最原始的生物。我们没有进化出群体活动时的集体智商,我们无法超出局部的互动规则。鱼群或迁移的动物在突然行动时,领袖扮演着重要的角色,有一些个体拥有往何处去的必要的信息,其他动物只要跟着就行了。

  库森未免抬高了他的研究对象。另一种说法是,许多大型的鸟类如天鹅和塘鹅以V字形或梯形编队飞行,这样既能提高飞行效率,又能避免碰撞。阻力能够降低65%,飞行距离可以提高70%,因为每一只鸟都处于前面一只鸟的翼尖涡流造成的上升气流中。只有头鸟得不到这种好处,但鸟群中的其他鸟会轮换当头鸟,以共同承担这种压力。

  实际上,鸟群的梯形编队很少是完美的V字形,往往是J字形。但无论是哪种形状都可以让所有的鸟获得对前面同类的最佳视野,以便与它保持安全的距离。飞行时,鸟群中的鸟之所以不会相互碰撞,是因为它们的视觉系统比人类的更发达,它们的新陈代谢和肌肉的反应速度也更快。

  意大利国家博物馆的马西莫宫里有许多价值连城的古代钱币、珠宝和雕塑。但物理学家卡瓦尼亚却能够说服保安,允许他把许多观测设备弄到博物馆的屋顶上去观察鸟群。因为欧盟同意他的研究,希望他的研究项目能够获得重要的科学数据。一个物理学家为什么要研究鸟类呢?这是因为,在2004至2007年,欧盟组织了一个名为“飞行中的椋鸟”(STARFLAG)的研究,动用了意大利、法国、德国、匈牙利和荷兰等国的七个研究机构,成员中有生物学家、物理学家、计算机科学家,他们的目标不仅是收集数据,还要改进对鸟群的3D模拟,以便帮助人们理解人类的群体行为,如时尚、风潮、金融市场的群体行为。彼得·米勒在《聪明的兽群》一书中说,卡瓦尼亚之所以选择了马西莫宫,是因为它位于火车站附近一个开阔的广场上,广场四周都是树,冬季的每个下午,椋鸟在罗马郊外的农田和墓地觅食后都会回到市内的鸟窝,它们之所以在这里筑巢大概是因为这些地方比郊区暖和,而且没有天敌。黄昏时分,这些鸟群会在天空中上演半个多小时的特技表演,它们有时像一股烟雾,有时又像一条摆动的缎带。

  卡瓦尼亚和他的团队把鸟群的移动做成了3D图像后意外地发现,鸟群中鸟的分布是不均匀的,在鸟群边缘的鸟比中心更密集,就像在一辆拥挤的公交车上,中央的乘客悠闲地聊天,车门附近却很拥挤。更让他们感到有趣的发现是,鸟群中的鸟能看到它附近的15只到16只同类,但它只注意它两侧而非前后的六七只鸟的活动。邻近的鸟距离它的远近不重要,重要的是数量,它们只根据邻近的同类来改变飞行速度和方向,这就能保证整个鸟群朝同一方向飞行。进化为什么选择了“六”或“七”作为神奇的数字,为什么不是“四”或“五”呢?一种解释是“七”是鸟类认知能力的极限,它们无法跟踪七个以上的物体的活动,另一种解释是,“七”是在群体中传递信息时的最佳数字。你也许以为你沟通的个体越多越好,但如果你跟太多人沟通,你会得到太多嘈杂的不准确的信息。这样的话,如果发生了什么重要的事情,你搞清楚状况之后可能就为时已晚了。比如,如果出现了一只猎鹰,开始攻击邻近的同类,这只鸟要到猎鹰已经逼近自己时才得到消息。

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