小生靈,慢世界-視野
你也許會感到奇怪,為什么總是打不中那只在飯桌旁嗡嗡盤旋的蒼蠅?在一些科學(xué)家看來,也許這只是因?yàn)?,在蒼蠅的時間尺度中,你看似迅雷不及掩耳的流星拍,不過是個慢動作罷了。如同《黑客帝國》中“子彈時間”的經(jīng)典場景,如果你眼中的子彈是超慢鏡頭中的速度,你也能像基努里維斯那樣躲過一劫。
根據(jù)最近發(fā)表在《動物行為》雜志上的一項(xiàng)研究,昆蟲或小鳥這樣的小動物,在一秒鐘之內(nèi)接收的信息量,也許比人類等體形更大的生物多得多。如果你好好觀察一只相思鸚鵡,你會發(fā)現(xiàn)當(dāng)它掃視四周的時候,其實(shí)是在微微抽搐的,看上去好像體內(nèi)有另外一個鐘表,走得比我們快好幾倍。對它們來說,人類看上去笨重又遲鈍,就像我們看大象那樣。
為了測量這種視覺感知,都柏林圣三一學(xué)院的研究小組利用了“臨界閃光頻率”(criticalflickerfusionfrequency,CFF)的辦法。視覺對閃光的感知有一定限度,當(dāng)閃光頻率達(dá)到一定程度時,生物就只能“看見”連續(xù)的亮光了。CFF值能夠反映眼睛處理光線的速度,處理速度越快,CFF值就越高。
人眼的臨界閃光頻率為60Hz左右,老式日光燈和電視機(jī)的閃爍頻率就與此接近。而狗能夠分辨頻率為80Hz的閃光,因此對它們來說,電視機(jī)里面不是連續(xù)的畫面,而是一系列靜止圖像的迅速變換。不同物種的臨界閃光頻率相差很大,CFF最低的生物是潮蟲,只能看見每秒四次以內(nèi)的閃光。蒼蠅的CFF則高達(dá)250Hz,對視覺刺激的反應(yīng)速度是人眼的四倍。
論文第一作者希利猜想,物種的臨界閃光頻率跟它們的體重和代謝速率有關(guān)。這個猜想不無道理,因?yàn)閯游矬w形越小,信號傳遞到大腦所需要的時間也就越短;而新陳代謝速率越高,說明傳遞過程有越充足的能量支持。文獻(xiàn)搜索表明,此前還沒有人做過相關(guān)的研究。
為了使結(jié)論更清晰,希利選取了34種脊椎動物作為研究對象。當(dāng)他把不同物種的典型體重、代謝速率和CFF繪制在同一張圖表中的時候,這些變量顯示出了很強(qiáng)的相關(guān)性。總的來說,越小和代謝越快的動物,臨界閃光頻率就越高。在他的研究中,CFF值拔得頭籌的是金毛松鼠。
需要說明的是,體重和代謝速率并非互相獨(dú)立的變量,它們本身也是相互影響的。一些小型動物的CFF值也很低,比如歐洲鰻鱺只有14Hz,希利認(rèn)為這是因?yàn)轸~類的代謝速率太過低下。
魯克斯頓,來自蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的另一位共同作者評論道,“如果大腦無法同樣迅速地處理眼睛捕獲的信息,擁有靈敏的眼睛也沒什么用處。然而這項(xiàng)工作表明,小動物的大腦也有過人之處,蒼蠅也許不能做深度思考,卻能迅速對外界環(huán)境做出判斷。”
對小動物來說,這可能是自然選擇的結(jié)果之一,無論捕食者還是被捕食者,擁有快速視覺反應(yīng)都能增大生存的幾率。螢火蟲和一些深海生物使用的閃光信號中也有玄機(jī),威脅它們安全的動物也許因?yàn)轶w形較大,而不能解讀這些信號,這讓它們得以安全地溝通。
時間信息處理速度上的差別,或許也是小動物看上去更敏捷的原因。小貓小狗甚至是小孩子,也會顯得比相應(yīng)的成年個體更為好動和急躁,對他們來說,這不過是很閑適的速度而已。隨著他們逐漸長大,代謝速率變慢,感知到的視覺頻率也會降低。杰克遜教授補(bǔ)充說,很多人都感覺小時候的時間總是過得很慢,這也許是該理論另一方面的佐證。