《超级生物探寻指南》2.生存智慧

《超级生物探寻指南》的读书笔记和读后感。 好，接下来，我们就进入第一部分。

作为人类，我们经常会对大自然产生一些错觉。比如，我们可能会认为植物根本不会思考，很多动物既可以是餐桌上的食物，也可以供我们娱乐。人类是万物之长，所以我们是整个地球最聪明的生物。

但是，事实真的是这样吗？实际上，要论每一个单点技能，我们可能大部分都比不过自然界的生物。我们不会飞，我们不能在海底生存，我们跑得没有动物快。在每一个单项技能中，都存在很多比人类强太多的生物。它们就像X战警或者蜘蛛侠一样，拥有各式各样的超能力。

所以，作者认为，现在人类科技在做的，就是要模仿这些生物的超能力。通过深入研究，学习他们到底是怎么发挥出超能力的。

比如，困扰航空界多年的工程问题，游隼（sǔn）给出了行为层面的解决方案。游隼是目前世界上速度最快的鸟，是名副其实的飞行超人。游隼在高空中俯冲的速度可以达到300公里/小时以上。这是个什么概念呢？相当于1.2秒内就能飞过一个足球场。

游隼在捕猎的时候，通常会先飞到猎物的上方，将翅膀收起来，让空气阻力降到最小。然后像出膛的子弹一样，突然向下攻击猎物。它们的空中姿势真正体现了什么叫“让子弹飞”。

不过，游隼的这项飞行超能力，早期并没有引起航空工程师的关注。还有工程师一度认为，航空工业已经超越了向鸟类学习飞行知识的阶段。直到近几年，有科学家深入研究后才发现，原来航空界多年一直没有解决的飞机失速问题，我们可以从游隼的身上找到答案。

飞机失速指的是当机翼的方向与迎面而来的气流方向有较大夹角的时候，就会导致明显的气流分离和向上的升力突然减少，飞行高度快速降低，最坏的结果就是飞机失控坠落。科学家们观察到，当游隼快速俯冲时，它们似乎知道翅膀的哪些部位会有空气流动不畅的问题，因此它们会在背部和翅膀上的某些区域伸出一些短小的羽毛，阻止气流分离。

于是，科学家们利用从游隼实验中学到的知识，设计了一种附着在飞机机翼边缘，可以自动调整的翼片。这个翼片在飞机高速下降过程中，可以自动弹起，阻止气流分离。

你看，认为我们已经超越了向鸟类学习飞行知识的这种想法，其实是一种骄傲自大的表现。

再比如，你肯定想象不到，一直被人类当作害虫的飞蛾大蜡螟（míng），实际上它们在感知层面，创造了一个自然界的听觉奇迹，给人类的声音技术领域带来了很大的参考价值。还好，在从它们身上学到更多声音世界的经验之前，我们暂时没有找到将它们消灭殆尽的办法。

在大蜡螟的腹部，有一对鼓膜听觉器官，能够听到声音的频率最高可以达到320千赫兹，也就是每秒振动32万次。这是个什么概念呢？我们都知道，人类能听到的声音频率是在20赫兹～20千赫兹之间，低于或高于这个范围的声音频率，也就是所谓的次声波和超声波，我们都是听不到的。一般海洋哺乳动物的听觉比较灵敏，能听到的最高声音频率基本上在200千赫兹以下。所以，能听到320千赫兹的这个声音频率，在自然界是非常罕见的。

那大蜡螟最初是怎么拥有这种听觉生态位的呢？有人推测可能是为了躲避它们的天敌蝙蝠。但是奇怪的是，蝙蝠最高的回声定位叫声在达到差不多200千赫兹之后，就很难再提高了。那么，为什么大蜡螟的听觉范围还要多出每秒10万次的振动余量呢？

科学家们通过研究，分析有两种可能性。第一种可能性是，虽然目前的蝙蝠种类声音频率最高只可以达到200千赫兹，但有可能很早之前就灭绝的一些蝙蝠，它们的叫声频率更高。所以导致在进化过程中，大蜡螟还是保留了这种“能够听到更高的声音频率”的基因。

另一种可能性是，蝙蝠与飞蛾展开了一场听觉进化的军备竞赛，所以飞蛾就干脆采取了一种先发制人的适应性变化。通过进化出远远超过目前需要的听觉范围，飞蛾听觉频率上限提高了，不仅可以对蝙蝠的出现做出更快的反应，还可以为蝙蝠的下一次进化适应预留一些回旋余地。

不过，这还不是它最特殊的地方。飞蛾的超能力在于，听觉频率感知范围扩大之后，它们可以过滤掉不想听到的噪声，使自己能够专注于想听到的声音。

有科学家就模仿飞蛾的这种处理模式，设计了一种仿生麦克风。不仅可以应用于助听器，也可以应用于一些，探测人体内部特定压力信号的微型医疗设备。而且这种声音系统还可以用于工业领域，为那些监控嘈杂环境的安全工程师，增加了一种发现问题征兆的手段。

同样是在感知层面的超能力，还有一种生物很有意思。它是世界上最小的哺乳动物，名字叫小臭鼩（qú）。它启发我们用另外一种完全不同的方式看世界。尽管臭鼩和许多穴居动物一样，视力不是很好，但它仍然拥有一种，在不到30毫秒内发现潜在猎物，并决定是否发起攻击的超能力。

要知道，30毫秒意味着，小臭鼩凭借自己只有64毫克的大脑，创建猎物图像的速度，要超出人脑处理眼睛收集到图像的速度。

那它到底是怎么做到的呢？科学家发现，秘密就在小臭鼩的触须上。对于英国谢菲尔德大学机器人研究中心的神经学家来说，这项令人惊叹的生物学超能力，正好可以解决机器人研究面临的一个挑战。

原来，机器人基本上都是依赖可见光谱的接口，比如照相机、激光束等方式与外界进行交互的。现在，科学家们制造了一个臭鼩机器人。这款机器人没有摄像头，但却可以根据18根触须根部，磁铁的运动来绘制周围环境的地图。未来，这种机器人可以在其他传感器效果不佳的地方工作，比如烟雾弥漫的房间、堵塞的管道、被厚厚大气层包裹的行星，或者使用光会危害动物生命的深海海沟。

好，我们刚刚说了在行为和感知层面上，自然界中的那些拥有超能力的生物。其实，你肯定想不到，在思维层面，自然界还有一位记忆大师，可以帮助我们更好地设计自动驾驶技术，它就是蚂蚁。

我们都知道，蚂蚁擅长合作觅食，筑巢或者是战斗，当它们聚在一起形成蚁群的时候能体现出不可思议的集体智慧。不过有新的研究表明，即使是在个体层面，蚂蚁也非常聪明，它们是名副其实的记忆大师。

一般情况下，我们从一个地方去到另一个地方，大部分靠的是视觉记忆，再加上一些听觉刺激。如果我们要找的是一个什么饭店，说不定还会记住一点嗅觉信息。

而蚂蚁要收集和记忆的线索比人类多太多了。它们不仅会利用周围事物的形状、大小和运动来推断自己目前在哪，确定前进方向，而且还会利用太阳的位置、光的偏振模式、风的方向、气味的微小变化、脚下地面给它们的感觉，甚至是靠离开蚁巢之后已经走过的步数来记忆路线，进行导航。

认知科学表明，人类的短期记忆一般不超过4个模块，而同时处理和记忆这么多复杂的信息，对我们来说基本上是无法做到的。但蚂蚁不一样，它们的超能力就在于它们有多个记忆模块。一旦出现偏差，它们既可以单独使用某个模块，也可以组合使用多个模块。

因为它们不固定依赖某一个特定的表征，所以当它们周围的世界发生变化的时候。比如说天黑了，或者是风向发生变化，又或者是一个很大的障碍物突然出现或消失，它们只需要调用不同的模块，就可以大大降低迷失方向的可能性。

因此，科学家们在研究自动驾驶汽车问题的时候，就从蚂蚁的这项超能力中得到了启发。对于自动驾驶汽车来说，仅有一个智能模块，实际上根本不足以判断如何遵循交通规则。比如利用GPS定位系统进行导航，一旦在某些偏远地区失去卫星信号，GPS就无法工作了。再比如利用激光测距可以准确地估算出与静止物体之间的距离，不过一旦遇到移动的物体，计算就不准确了。

交通路况极其复杂时，要想成功通行，自动驾驶汽车就不能依赖标准统一的地图，而是必须像蚂蚁一样，通过独立行动从多个可用的信息模块中获取信息，然后再利用这些信息，综合判断后解决问题。我们可能需要虚心地接受一个事实，蚂蚁这种小小的节肢动物，无论是个体还是群体，在迅速处理复杂信息的记忆思维方面，都比我们人类聪明得多。

大自然的每一分钟都在展开你死我活的竞争，是否拥有超能力，直接关系着各种生物的生死存亡。比如世界上最大的有齿鲸类，抹香鲸可以利用奇特的回声定位技术，快速锁定深海中要猎杀的乌贼。再比如，世界上跑得最快的昆虫是一种在美国加州人行道常见的蜱螨，它的奔跑速度高达每秒322个身体长度，相当于每小时2000公里，是高铁速度的5倍左右。还有世界上行动最慢的哺乳动物三趾树懒，因为每天消耗的热量只有100千卡，身体代谢特别低，所以能够经受住捕食者、环境变化和其他压力的考验，成了最强悍的生存者。

类似这样超级生物的故事在这本书里还有很多。作者对于超级生物了解得越多，思考问题的角度也就越来越清晰。我们可能经常会问这样一个问题：自然界的生物到底有没有什么超能力？也许今天换一个问题会更有价值，那就是：我们是否已经足够聪明到了解这些生物有多聪明了呢？