大雁：編隊(duì)飛行的節(jié)能妙招

● 文/許秀華 ● 插畫/玖月

鴻 雁

〔先秦〕佚名

鴻雁于飛，肅肅其羽。之子于征，劬勞于野。爰及矜人，哀此鰥寡。

鴻雁于飛，集于中澤。之子于垣，百堵皆作。雖則劬勞，其究安宅？

鴻雁于飛，哀鳴嗷嗷。維此哲人，謂我劬勞。維彼愚人，謂我宣驕。

如今，有些人喜歡長(zhǎng)途旅行。在動(dòng)物界，一些魚兒會(huì)長(zhǎng)途跋涉地洄游，鳥類和哺乳動(dòng)物也會(huì)進(jìn)行遷徙。不過，人類的旅行是衣食無憂后的閑情雅致，而動(dòng)物的遷徙則是生存所迫下的艱苦旅程。

以鴻雁自比

大雁，也叫鴻雁，是主要分布在北半球的鴨科鳥類，是鴨子的親戚。為了躲避酷暑和嚴(yán)寒，也為了一年四季都獲得豐富的食物，大雁春天飛往北方過夏天，秋天飛往南方過冬天。

在春天的南方天空以及秋天的北方天空，很多時(shí)候我們都能看到列隊(duì)飛行的大雁。早在周朝，我國(guó)人民就觀察到了大雁的遷徙行為，并且將其寫入了詩歌《鴻雁》里。后來，此詩被編入《詩經(jīng)》中。

在古人的眼中，大雁無論是肅肅其羽在空中翱翔還是哀鳴嗷嗷發(fā)泄情緒，都不由得讓他們想起離家在外孤身服徭役的悲傷和孤獨(dú)。古人將自己的思鄉(xiāng)之情寄托于大雁之余，是不是也在羨慕大雁不被他人奴役的自由之身？他們是否也在好奇：為什么自由自在的大雁在遷徙中要排成整齊的雁陣？

利用空氣壓力差節(jié)省體能

飛行中的大雁既要懸浮在空中，又要前行。比起在地上走，在天上飛是一件很耗費(fèi)能量的事情。

為了減少能耗，鳥類盡量輕裝簡(jiǎn)從，骨頭變成中空的，連膀胱都省略掉了，以免帶著尿液飛行，甚至大便也是隨有隨排（被鳥屎砸到的原因在此）。在長(zhǎng)途飛行中，鳥類更是充分利用了流體力學(xué)原理。

空氣作為流體，會(huì)向著各個(gè)方向都產(chǎn)生擠壓和沖擊的力。鳥類使勁向下扇動(dòng)翅膀，壓縮了翅膀下方的空氣，這部分空氣的密度變大，對(duì)翅膀產(chǎn)生的向上升力增大。而翅膀上方的空氣則密度變小，對(duì)翅膀產(chǎn)生的向下壓力縮小。上、下方產(chǎn)生的力差托起了鳥類的翅膀，讓鳥類在空中飛翔。之后，鳥類的翅膀從下方回到上方，進(jìn)行下一次扇動(dòng)。

當(dāng)鳥類保持在一定的高度飛行時(shí)，翅膀前邊高、后邊低。因此，上述產(chǎn)生的升力和地面之間有一定的夾角，可分解為垂直和水平兩個(gè)方向的分力。垂直方向的分力負(fù)責(zé)讓鳥類保持在空中，水平方向的分力則負(fù)責(zé)讓鳥類向前飛行。

選擇合適隊(duì)形

鳥類的翅膀邊緣是一個(gè)開放的空間。在飛行時(shí)，翅膀的邊緣下部，空氣會(huì)越過翅膀向上運(yùn)動(dòng)，翅膀上部的空氣會(huì)越過翅膀向下運(yùn)動(dòng)。這兩股空氣流相遇后，就會(huì)在翅膀邊緣產(chǎn)生渦流。渦流直接減少了后面的鳥向前飛行的空氣阻力。

所以，聰明的大雁就一個(gè)接一個(gè)地主動(dòng)進(jìn)入前一只大雁的渦流里飛行。數(shù)量少的時(shí)候，它們就排成“一”字形的隊(duì)伍。數(shù)量比較多時(shí)，為了保持隊(duì)形的緊湊，它們會(huì)排成“人”字形的隊(duì)伍。

在雁陣中，排在隊(duì)伍最前面的往往是身強(qiáng)體壯的雄性。領(lǐng)頭雄雁飛得疲憊后，就會(huì)有另一只雄雁主動(dòng)接替它。而雌雁、幼雁以及身體狀態(tài)不佳的大雁，則被保護(hù)在隊(duì)伍中間。