飛鳥(niǎo)為什么不會(huì)相撞？

貝小戎

美國(guó)普林斯頓大學(xué)行為生物學(xué)家伊恩·庫(kù)森說(shuō)，螞蟻、魚(yú)和鳥(niǎo)有能力在整個(gè)獸群里傳遞關(guān)于群體的身體動(dòng)態(tài)的信息。比如螞蟻可以用信息素在蟻群內(nèi)交流，螞蟻通過(guò)簡(jiǎn)單的小范圍互動(dòng)能形成復(fù)雜的模式。人類(lèi)是自私的，而螞蟻是社會(huì)化的生物。我們都想節(jié)省通行時(shí)間，哪怕是以他人的時(shí)間為代價(jià)，而螞蟻是為整個(gè)群落而工作。從這個(gè)意義上說(shuō)，我們作為人群是最原始的生物。我們沒(méi)有進(jìn)化出群體活動(dòng)時(shí)的集體智商，我們無(wú)法超出局部的互動(dòng)規(guī)則。魚(yú)群或遷移的動(dòng)物在突然行動(dòng)時(shí)，領(lǐng)袖扮演著重要的角色，有一些個(gè)體擁有往何處去的必要的信息，其他動(dòng)物只要跟著就行了。

另一種說(shuō)法是，許多大型的鳥(niǎo)類(lèi)如天鵝和塘鵝以V字形或梯形編隊(duì)飛行，這樣既能提高飛行效率，又能避免碰撞。阻力能夠降低65%，飛行距離可以提高70%，因?yàn)槊恳恢圾B(niǎo)都處于前面一只鳥(niǎo)的翼尖渦流造成的上升氣流中。只有頭鳥(niǎo)得不到這種好處，但鳥(niǎo)群中的其他鳥(niǎo)會(huì)輪換當(dāng)頭鳥(niǎo)，以共同承擔(dān)這種壓力。

實(shí)際上，鳥(niǎo)群的梯形編隊(duì)很少是完美的V字形，往往是J字形。但無(wú)論是哪種形狀都可以讓所有的鳥(niǎo)獲得對(duì)前面同類(lèi)的最佳視野，以便與它保持安全的距離。飛行時(shí)，鳥(niǎo)群中的鳥(niǎo)之所以不會(huì)相互碰撞，是因?yàn)樗鼈兊囊曈X(jué)系統(tǒng)比人類(lèi)的更發(fā)達(dá)，它們的新陳代謝和肌肉的反應(yīng)速度也更快。

意大利國(guó)家博物館的馬西莫宮里有許多價(jià)值連城的古代錢(qián)幣、珠寶和雕塑。但物理學(xué)家卡瓦尼亞卻能夠說(shuō)服保安，允許他把許多觀測(cè)設(shè)備弄到博物館的屋頂上去觀察鳥(niǎo)群。因?yàn)闅W盟同意他的研究，希望他的研究項(xiàng)目能夠獲得重要的科學(xué)數(shù)據(jù)。一個(gè)物理學(xué)家為什么要研究鳥(niǎo)類(lèi)呢？這是因?yàn)椋?004至2007年，歐盟組織了一個(gè)名為“飛行中的椋鳥(niǎo)”的研究，動(dòng)用了意大利、法國(guó)、德國(guó)、匈牙利和荷蘭等國(guó)的七個(gè)研究機(jī)構(gòu)，成員中有生物學(xué)家、物理學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他們的目標(biāo)不僅是收集數(shù)據(jù)，還要改進(jìn)對(duì)鳥(niǎo)群的3D模擬，以便幫助人們理解人類(lèi)的群體行為，如時(shí)尚、風(fēng)潮、金融市場(chǎng)的群體行為。彼得·米勒在《聰明的獸群》一書(shū)中說(shuō)，卡瓦尼亞之所以選擇了馬西莫宮，是因?yàn)樗挥诨疖?chē)站附近一個(gè)開(kāi)闊的廣場(chǎng)上，廣場(chǎng)四周都是樹(shù)，冬季的每個(gè)下午，椋鳥(niǎo)在羅馬郊外的農(nóng)田和墓地覓食后都會(huì)回到市內(nèi)的鳥(niǎo)窩，它們之所以在這里筑巢大概是因?yàn)檫@些地方比郊區(qū)暖和，而且沒(méi)有天敵。黃昏時(shí)分，這些鳥(niǎo)群會(huì)在天空中上演半個(gè)多小時(shí)的特技表演，它們有時(shí)像一股煙霧，有時(shí)又像一條擺動(dòng)的緞帶。

卡瓦尼亞和他的團(tuán)隊(duì)把鳥(niǎo)群的移動(dòng)做成了3D圖像后意外地發(fā)現(xiàn)，鳥(niǎo)群中鳥(niǎo)的分布是不均勻的，在鳥(niǎo)群邊緣的鳥(niǎo)比中心更密集，就像在一輛擁擠的公交車(chē)上，中央的乘客悠閑地聊天，車(chē)門(mén)附近卻很擁擠。更有趣的發(fā)現(xiàn)是，鳥(niǎo)群中的鳥(niǎo)能看到它附近的15只到16只同類(lèi)，但它只注意它兩側(cè)而非前后的六七只鳥(niǎo)的活動(dòng)。鄰近的鳥(niǎo)距離它的遠(yuǎn)近不重要，重要的是數(shù)量，它們只根據(jù)鄰近的同類(lèi)來(lái)改變飛行速度和方向，這就能保證整個(gè)鳥(niǎo)群朝同一方向飛行。進(jìn)化為什么選擇了“六”或“七”作為神奇的數(shù)字，為什么不是“四”或“五”呢？一種解釋是“七”是鳥(niǎo)類(lèi)認(rèn)知能力的極限，它們無(wú)法跟蹤七個(gè)以上的物體的活動(dòng)，另一種解釋是，“七”是在群體中傳遞信息時(shí)的最佳數(shù)字。你也許以為你溝通的個(gè)體越多越好，但如果你跟太多人溝通，你會(huì)得到太多嘈雜的不準(zhǔn)確的信息。這樣的話(huà)，如果發(fā)生了什么重要的事情，等你搞清楚狀況后可能就為時(shí)已晚了。