审计专家:冉浩。
知名科普作家。
1978年的一天,加拿大皇后大学(Queen's University)实验室的一组研究人员聚集在一个有机玻璃盒子周围,里面装着一台跑步机......他们在做什么? 看一只鸽子在上面行走。 在这个滑稽场景的背后,是试图回答一个古老的问题:为什么鸽子走路时会点头?
*丨soogif
在广场上,我们经常看到鸽子低着头,啄着地上的面包屑,仿佛在跟着某种秘密的节拍移动,仿佛在参加一场无声的迪斯科舞会。 他们到底在做什么?
鸽子走路,头先出发?
近一个世纪前,美国心理学家奈特·邓拉普(Knight Dunlap)和奥瓦尔·莫勒(Orval Mowrer)在《生物学》上发表的文章《鸟类的头部运动和眼睛功能》中否认是鸟类的运动导致头部摆动。
到1978年,Barrie J Frost博士的实验团队一劳永逸地解决了争议。 Barrie J Frost博士使用当时最先进的高速摄像机,以鸽子的头部、胸部和脚三个点作为观察的锚点,这足以准确记录鸽子的运动,就像它移动时点头一样。
Barrie J Frost博士喜欢鸽子。
*丨美国国会图书馆印刷品和**部门。
* 拍摄结束后,我发现了鸽子丝滑的“摆动”轨迹。
*丨网络**。
从**中可以清楚地看出,鸽子走路时根本不点头,而是不断地用头一甩将头向前“推”,走路时头部几乎保持在同一水平,上下几乎没有。
鸽子在高速摄像机下的行走动作分解。
*丨外语学术期刊。
简而言之,鸽子的头部运动可以分为两个阶段:推进和保持。
如果觉得视觉观察可能有误差,下面对数据的分析也可以证明。
头部锁定了一会儿,然后迅速向前移动到新的“保持”位置。
*丨鸽子摇头的光动力学基础。
当然,我们觉得鸽子走路时会点头,因为在前进阶段,鸽子的头部相对于身体向前推了约5厘米,然后进入保持阶段,头部保持静止,身体继续向前移动。 鸽子每秒可以完成几次头部伸展,这一系列的动作太快了,但是人眼对动作的感知有限,所以不可能看清鸽子的前进和抱抱动作,我们看到的只是鸽子似乎在不停地点头,这其实是我们的错觉。
鸽子摇头的作用。
我们一直在嘲笑鸽子奇怪的步态,事实上,鸽子之所以有这种行为,完全取决于这些鸟看待世界的方式。
研究人员通过跑步机实验发现,如果鸽子在跑步机上昂首阔步,而它的视觉环境保持相对静止,那么它的头就不会摆动。 推论得出结论,头部推进有助于鸽子稳定对周围移动世界的感知。
换句话说,静止的头部让鸽子有时间在视觉上处理周围的环境,同时等待它移动的身体赶上来,这就像在动作中短暂停顿一样。
虽然它可能看起来很古怪,但该策略很有用。 因为鸽子能够看到潜在的食物,甚至可能是敌人。 但如果鸽子的头部以与身体相同的速度移动,它们将很难在视网膜上保持稳定的世界形象,周围的场景会在混乱中不断晃动。
*丨中金公司
另一个解释这个结论的有趣事实是,如果你抱着一只鸟或鸡直走,它会一直“点头”。 只要世界在为它而运动,没有人能阻止它“砰砰”的头。
就在几年前,基于鸟类不动的天性,创造了一种“鸡头稳定器”,因此即使在冲浪或其他极限运动时,画面也不会因摄影师的摇晃而晃动。
鸟类和人类视觉形成机制的比较。
当然,这种视觉技能不仅仅是鸽子生活中的怪癖。 人类也做了类似的事情,只是当我们在太空中移动时,我们不会移动头部,而是利用眼球的快速、不稳定的运动来帮助修复我们的视力,称为“扫视”。
我们的眼睛不能平稳和连续地移动。 它们实际上从一个地方跳到另一个地方,一旦眼睛到达扫视的末端,它就会停留,尽管时间很短,但足够长的时间,足以让视神经稳定视网膜上的图像,以便大脑可以处理它。
但是,为什么人类在头部静止时可以清楚地看到周围的环境,为什么鸟类只有在头部不断移动时才能形成稳定的视野呢?
简单来说,鸟头太小了!
人眼球外壁最外层的胶原蛋白和弹性纤维称为巩膜,而在鸟眼球的外侧还有一个坚硬的骨结构,称为巩膜环,也称为巩膜骨。 这种结构充当眼睛的“盔甲”,保护和支撑眼球,但也会导致眼球运动受限。
禽眼结构和巩膜环
*丨知乎. 而且,人眼之间有一定的距离,这使得我们的眼睛在看物体时有细微的视觉差异,而这种差异可以被我们的大脑敏锐地捕捉到,从而形成立体的视觉效果。 因此,通过移动我们的眼睛,我们可以清楚地感知物体的三维形式及其位置。
*丨pixabay
我们可以自己尝试一个实验:只闭上一只眼睛,用手指触摸一个物体。
你会注意到,当你认为你的手指即将触摸到一个物体时,它总是有点偏离。 只有当你进一步向前伸手时,你才能真正触摸到一个物体,当你不熟悉一个物体时,这种感觉尤其明显。
这是因为一只眼睛虽然可以形成清晰的图像,但它不能产生视觉差异,因此我们的大脑无法准确判断物体与我们之间的距离。
由于巩膜环的局限性,鸟类的双眼视野有非常小的重叠区域,这使得它们的视力更接近单眼视觉,无法形成足够的视觉差异。 因此,他们无法准确感知物体与自己的距离。 对他们来说,移动头部来改变视角是形成立体视觉和稳定视野的独特方式。
然而,并非所有在地上行走的鸟儿都会点头。 鸭子、鹅、天鹅、一些猫头鹰和猛禽,还有企鹅不点头,这些物种的腿往往又短又宽,在地上行走时会摇摇晃晃或走小步,这可能是有些鸟走路时会点头,而另一些则不然的原因之一, 根据研究鸟类生理学的莱因霍尔德·内克尔(Reinhold Necker)的说法。
当然,鸟类本质上是进化到今天的恐龙,它们与已灭绝的恐龙表亲有很多共同点。 最近的发现表明,许多恐龙,甚至是霸王龙,都有羽毛。 那么,当霸王龙奔跑时,你能想象它一边疯狂地“点头”一边露出牙齿吗?
谁能肯定地说?