大雁飛行為什么排成“一”或“人”字形

“秋天到了，天氣涼了，一行大雁往南飛，一會兒排成‘人’字形，一會兒排成‘一’字形……”你可曾記得小學語文課本上這篇經典的課文？不過，關于大雁，最直接的疑問必然是，大雁南飛為啥要排成“人”字形或者“一”字形？

在現有的大雁“人”字形編隊的說法中，“節省體力”的解釋流傳最廣。1914年，德國的空氣動力學家卡爾·魏斯伯格經過簡單計算后首次提出大雁“人”字形飛行可以節省體力這一假說。他認為，大雁翅膀扇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旋里，那么它們的飛行就會大大節省體力。

選取俯視或正視角，可以看到鳥兒扇動翅膀形成的氣流產生一個水平的氣旋，有上升也有下降，后來者如果位于上升氣旋中，那就能夠借助這股抬升力飛行了。

這個假說從誕生那天起，就受到了鳥類學家的歡迎，但是真正對它定量計算卻是在幾十年以后。1970年，里薩滿和斯科倫伯格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。但他們并未給出具體的計算公式和計算過程，而他們采用的模型也過于簡化：先是假設這些鳥不扇動翅膀，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。此后，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上述提到的那樣高。