拍蒼蠅為什么這么難

美國(guó)《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站8月20日刊登題為《為什么拍蒼蠅這么難》的文章 。全文摘編如下：

夏天的傍晚坐在戶(hù)外總是聽(tīng)起來(lái)很放松 ，直到蒼蠅和蚊子來(lái)了——然后各種拍打就開(kāi)始了。盡管它們的眼睛很小，大腦尺寸也只有人類(lèi)大腦的一百萬(wàn)分之一，但蒼蠅幾乎可以躲過(guò)每一拍。

蒼蠅之所以能夠如此快速和敏捷地躲避拍打，要感謝它們快速且復(fù)雜的視力以及一些神經(jīng)習(xí)性 。

蒼蠅有復(fù)眼 。蒼蠅不是通過(guò)單一的透鏡收集光，形成完整的圖像——就像人類(lèi)眼睛那樣，而是從多個(gè)面形成圖像 ，很多單獨(dú)的透鏡將入射光聚焦到眼睛中的感光細(xì)胞上
。本質(zhì)上說(shuō) ，每個(gè)面產(chǎn)生蒼蠅視覺(jué)的一個(gè)單個(gè)像素。

蒼蠅的世界分辨率很低 ，因?yàn)樯n蠅很小的頭部只能容納有限數(shù)量的面——通常是數(shù)百到數(shù)千個(gè)——而且沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法將它們模糊的視覺(jué)提高至人們看到的數(shù)百萬(wàn)像素。盡管分辨率這么低 ，但蒼蠅能夠很快地看到并處理快速的運(yùn)動(dòng) 。

我們可以從動(dòng)物的感光器處理光的速度推斷它們是如何感知快速運(yùn)動(dòng)的。人類(lèi)每秒最多能分辨大約60次離散閃光 。更快的光通常表現(xiàn)為穩(wěn)定的光。看到離散閃光的能力取決于照明條件以及你使用的視網(wǎng)膜的哪個(gè)部分。

值得注意的是 ，一些蒼蠅每秒能看到多達(dá)250次閃光，大約是人類(lèi)每秒能感知到的閃光次數(shù)的四倍。

我們的研究顯示，在昏暗的光線(xiàn)下，蒼蠅會(huì)失去一些看快速運(yùn)動(dòng)的能力。這聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)拍擊它們的好機(jī)會(huì)，但人類(lèi)在黑暗中也會(huì)失去看到快速特征的能力。所以你可能和你的目標(biāo)一樣有缺陷。

但為什么蒼蠅在黑暗中看得更慢呢？你可能已經(jīng)注意到你自己的視覺(jué)在黑暗中變得遲鈍和模糊，并且色彩也少了很多。對(duì)昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)  ，這個(gè)過(guò)程是相似的
。低亮度意味著光子較少，就像相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡那樣 ，眼睛依賴(lài)光子來(lái)產(chǎn)生圖像。

除了快速感知迫在眉睫的威脅 ，蒼蠅還需要能夠在瞬間飛走 。這就需要為起飛做準(zhǔn)備以及快速的飛行機(jī)動(dòng)性。舉例而言，果蠅在視覺(jué)上發(fā)現(xiàn)一個(gè)迫在眉睫的威脅后