你也許會(huì)感到奇怪,為什么總是打不中那只在飯桌旁嗡嗡盤(pán)旋的蒼蠅?在一些科學(xué)家看來(lái),也許這只是因?yàn)椋谏n蠅的時(shí)間尺度中,你看似迅雷不及掩耳的流星拍,不過(guò)是個(gè)慢動(dòng)作罷了。如同《黑客帝國(guó)》中“子彈時(shí)間”的經(jīng)典場(chǎng)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(guò)一劫。
根據(jù)最近發(fā)表在《動(dòng)物行為》雜志上的一項(xiàng)研究,昆蟲(chóng)或小鳥(niǎo)這樣的小動(dòng)物,在一秒鐘之內(nèi)接收的信息量,也許比人類(lèi)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(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)它掃視四周的時(shí)候,其實(shí)是在微微抽搐的,看上去好像體內(nèi)有另外一個(gè)鐘表,走得比我們快好幾倍。對(duì)它們來(lái)說(shuō),人類(lèi)看上去笨重又遲鈍,就像我們看大象那樣。
為了測(cè)量這種視覺(jué)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”(critical flicker fusion frequency, CFF)的辦法。視覺(jué)對(duì)閃光的感知有一定限度,當(dāng)閃光頻率達(dá)到一定程度時(shí),生物就只能“看見(jiàn)”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(duì)它們來(lái)說(shuō),電視機(jī)里面不是連續(xù)的畫(huà)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(chóng),只能看見(jiàn)每秒四次以?xún)?nèi)的閃光。蒼蠅的CFF則高達(dá)250Hz,對(duì)視覺(jué)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(gè)猜想不無(wú)道理,因?yàn)閯?dòng)物體形越小,信號(hào)傳遞到大腦所需要的時(shí)間也就越短;而新陳代謝速率越高,說(shuō)明傳遞過(guò)程有越充足的能量支持。文獻(xiàn)搜索表明,此前還沒(méi)有人做過(guò)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(dòng)物作為研究對(duì)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(shí)候,這些變量顯示出了很強(qiáng)的相關(guān)性。總的來(lái)說(shuō),越小和代謝越快的動(dòng)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(shuō)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(dòng)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~(yú)類(lèi)的代謝速率太過(guò)低下。
魯克斯頓,來(lái)自蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的另一位共同作者評(píng)論道,“如果大腦無(wú)法同樣迅速地處理眼睛捕獲的信息,擁有靈敏的眼睛也沒(méi)什么用處。然而這項(xiàng)工作表明,小動(dòng)物的大腦也有過(guò)人之處,蒼蠅也許不能做深度思考,卻能迅速對(duì)外界環(huán)境做出判斷。”
對(duì)小動(dòng)物來(lái)說(shuō),這可能是自然選擇的結(jié)果之一,無(wú)論捕食者還是被捕食者,擁有快速視覺(jué)反應(yīng)都能增大生存的幾率。螢火蟲(chóng)和一些深海生物使用的閃光信號(hào)中也有玄機(jī),威脅它們安全的動(dòng)物也許因?yàn)轶w形較大,而不能解讀這些信號(hào),這讓它們得以安全地溝通。
時(shí)間信息處理速度上的差別,或許也是小動(dòng)物看上去更敏捷的原因。小貓小狗甚至是小孩子,也會(huì)顯得比相應(yīng)的成年個(gè)體更為好動(dòng)和急躁,對(duì)他們來(lái)說(shuō),這不過(guò)是很閑適的速度而已。隨著他們逐漸長(zhǎng)大,代謝速率變慢,感知到的視覺(jué)頻率也會(huì)降低。杰克遜教授補(bǔ)充說(shuō),很多人都感覺(jué)小時(shí)候的時(shí)間總是過(guò)得很慢,這也許是該理論另一方面的佐證。