今天处暑了,这是一个标志暑热终止的节气,虽然最高气温还徘徊在30℃上下,却已经能感受那丝丝的凉意。晨间的秋高气爽,落日余晖中大雁南飞前的训练,都在向你描述它们即将动身去南方的讯息。
你可曾观察过大雁飞行时的队形,你看到的是人字形还是一字形呢?
对于大雁的这些神秘阵型,科学家们进行了很多研究,也提出了各种不同的假说。
1914年,德国的空气动力学家卡尔•魏斯伯格(Carl Wieselsberger)经过简单计算后首次提出了大雁飞人字形可以节省能量的假说。他认为,大雁扇动翅膀会引发尾流的涡旋,而涡旋的外侧正好是向上的气流。如果相邻的大雁刚好处在上升气旋里,那么它们的飞行就会省很多力气。
而且,1970年,科学家里萨满(Lissaman)和斯科伦伯格(Schollenberger)利用逐渐成熟的空气动力学理论还首次给出了一个估算:最佳的人字形夹角为120度。
但也有研究表明,大雁在20%的飞行时间里才选择人字形,大多数时候选择180度的一字形。
究竟孰是孰非?
其实这种实验并不好操作,为保持实验结果更接近真相,如何获得一群自由飞翔的鸟类,并且可以反复捕获这些鸟类,是一个难题呢。
比较庆幸的是生物学家约翰内斯弗里茨(Johannes Fritz)领导的团队成功引入了北欧秃鹰,并配备了数据记录器。这种鸟类自2003年以来,被训练跟随人类,它们在飞行时也会排成人字形或一字形。
实验表明,这种鸟类飞行时的排列方式符合空气动力学的理论预测。这些鸟会在最佳的位置、最佳的时间拍打翅膀,尽管有时候它们把自己转移到看似不太理想的位置,比如直接把自己置身于前面鸟的后面,去调整自己翅膀的扇动,从而避免下冲。
根据理论,它们在人字形的位置是最节能的,然而各方科学家的实验结果都未能完全贴合这个理论。对于这个现象,美国密苏拉市蒙大拿大学的生物学家Bret Tobalske说:“总的来说,相比飞行动物的运动系统,我们对它们的感觉系统了解得太少了。”
世间万物的行为还有许多未解之谜,需要我们去探索,它们往往不会完全符合既定的理论公式。实验也总是在观察、假设、推理、论证中不断更迭的,只有反复验证,推翻错误的假设,才有可能越来越接近真相。
今日话题:大雁是群居动物还是独居动物?