大雁人字陣型飛翔的奧秘(圖)

2011-10-06 18:26

(網路圖片）

秋天已至，一群群的大雁又從南往北的遷徙，每到這個時候大雁飛行陣型的研究都會達到個小高潮，那麼，大雁整齊陣型飛翔到底用意何在呢？

在現有的大雁人字形編隊說法中，「節省體力」的解釋流傳最廣。然而，這個解釋還停留在假說階段。目前為止，科學家還沒有確鑿的證據來支持它。 1914年，德國的空氣動力學家卡爾•魏斯伯格(Carl Wieselsberger)經過簡單計算後首次提出大雁飛人字形可以節省能量這一假說。他認為，大雁翅膀搧動會引發尾流的渦旋，而渦旋的外側正好是向上的氣流。如果相鄰的大雁剛好處在上升氣漩裡，那麼他們的飛行就會大大省力。

這一結論很快受到科學界的推崇，1970年，裡薩滿(Lissaman)和斯科倫伯格（Schollenberger)利用日臻成熟的空氣動力學理論首次給出了一個估算。他們發現，與單個大雁相比，一個由25只大雁組成的人字形編隊可以多飛71%的航程。他們還得出，最佳的人字形夾角為120度。一時之間，這成為了教科書般的事實。

然而經過科學計算的不斷標準化精確化，有科學家質疑在裡薩滿和斯科倫伯格的研究中，他們並未給出具體的計算公式和計算過程。而他們採用的模形也過於簡化：先是假設這些鳥不搧動翅膀，而是像固定翼飛機一樣僵硬；同時也沒有考慮光滑的機翼和毛茸茸的翅膀之間的區別。此後，一批更深入的理論研究證明，大雁編隊飛行的能量利用率遠沒有文章中提到的那樣高。不管此類工作如何細緻，模型如何複雜，嚴謹的科學家們還是批評這些理論計算過於理想化。光憑理論計算，似乎無法博得人們的青睞。

雖然科學家們尚不能證明人字形和一字形編隊能夠節省長途飛行的體力，但是這種編隊形式的其他好處已經被證實了。鳥類學家發現，加拿大大雁的眼睛分布在頭的兩側，各自可以覆蓋從正前方往後的128度角的範圍。這與這些大雁編隊飛行的極限角度相一致。換句話說，每一個在編隊裡飛行的大雁都能看到領隊鳥，而領隊鳥也可以看見全部的編隊成員。因此，這些鳥類選擇人字形和一字形至少有一個確定的理由：在編隊飛行中，每一隻鳥都能看見整個編隊，從而能夠更好地進行相互交流或者自我調整。