湖、大雁和布谷鸟

雪

我住的小区有一个风车状的湖，它就像一颗宝石镶嵌在小区中央，这"宝石"随着季节交替而变换色彩，一年四季都成了小区里最亮丽的风景线。

夏天可以在湖上划船🚣‍♀️，冬天可以滑冰、打冰球🏒️。

每次路过湖边，湖上的美景都要抓拍下来，春夏秋冬从不间断，时间久了，积累了不少美图，让我有了写美篇与朋友分享美景的冲动。

这星期趁着在Banff出差，住在城堡酒店的顶楼，看着窗外白雪皑皑的群山，此时此景，适合写"童话故事"，在大清早速成此图文。

小区湖上生活着好多鸟（野鸭和野鹅），平时在这儿嬉戏、觅食和繁衍后代。

秋末，这些野鹅和野鸭就成群结队飞到南方越冬，去追寻它们新的诗和远方。据百度百科介绍："大雁又称野鹅，天鹅类，大型候鸟，……大雁属鸟纲，鸭科，是雁亚科各种类的通称……"

这湖是许多野鸭、野鹅南飞的起始站或中转站。有一天黄昏时分，我刚好经过，数以百计的大雁聚集在湖面上组群南飞。我停留了片刻，仿佛听懂了它们的鸟语，得以拍下它们展翅飞向蓝天时的瞬间。

群雁在起飞前，都非常安静地浮在水面或停留在岸边，直到有个team leader清脆响亮地"嘎"一下，打破平静的湖面，好像在说："伙伴们，飞吗？"。

半分钟内，就会有一、两只雁附和："嘎嘎、嘎嘎"，意思是说："好啊，我同意！"。安静了一会儿，又有三、四只会随声道："嘎嘎、嘎嘎"。稍歇片刻，一群雁响应："嘎嘎、嘎嘎、嘎嘎……"，嘎嘎声此起彼伏，好像说："好，好，飞！飞！"。紧接着叫声越来越响，节奏越来越快，就像战士在冲锋前听到的密集的战鼓声。这时我就赶紧掏出手机，摆好姿势，知道又一群大雁要起飞了。

这个组队过程大概需要10分钟，响应的大雁从湖的四面八方起飞成队，飞过了屋顶后，有序地排成"J"或"V"字型。

雁群从小区的湖面开始翱翔，开始了它们的迢迢征途，越过高山，穿过沙漠，跨过大海，历经千辛万苦飞向目的地。

据最先提出大雁飞行理论的英国自然学家Robert Burton在《Bird Flight》一书中介绍：野雁每年要飞好几万英里，一天内就可以飞几百英里。

当大雁雁阵以"J"或"V"字飞行时，比单雁要多出71%的飞行距离。雁群后面的雁会用叫声和前面的雁互动，激励前面的大雁保持正常飞行速度。有力量和经验的大雁在前面飞，头雁持续扇动翅膀，带动气流，创造低压区，有利于后面的大雁飞行。当领头雁疲倦了的时候，会有另外一只雁出来当头雁。

如果有大雁偏离雁群时，它会感到非常吃力，只好乖乖地回到队伍中来，继续利用前面的雁创造的低压空气浮力飞翔。如果有大雁生病掉队时，会有另外两只大雁留下来陪它，直到它恢复体力或者死亡，然后它们再组队飞翔，去追赶先前的大部队。

雁群有序飞行、三文鱼回流等这些自然界的神奇现象带给我们人类很多启示。最近恰好在研究布谷鸟巢寄生(借窝下蛋)繁殖后代的行为，也觉得非常有趣。

据剑桥大学的Yang, Xin-She 教授(2009)介绍：布谷鸟叫声甜美，但它们繁殖后代的行为却非常具有侵略性。

有些种类的布谷鸟自己从来不筑巢育雏，而是把蛋下在别的鸟类(被寄生鸟)的窝里，并且会把被寄生鸟蛋踢出鸟巢以增加布谷鸟蛋的孵化率。如果别的鸟发现那蛋不是它们下的，它们也会把布谷鸟蛋踢出鸟窝或者干脆就放弃鸟巢。但是布谷鸟观察力非常敏锐，它们会把蛋下在大小、颜色和形状都像被寄生鸟蛋的鸟巢里，达到以假乱真，减少被识别的可能性，从而提高布谷鸟蛋的孵化率。

布谷鸟还会选择把蛋下在被寄生鸟刚下过蛋的鸟巢里，通常在一个鸟巢里只下一个蛋，这样不容易被别的鸟发现。布谷鸟蛋的孵化时间也神奇，它们的蛋要比被寄生鸟的蛋早一些孵出来。小布谷鸟一破壳，在24小时内就以惊人的速度成长，它们的第一个本能反应就是在鸟巢里折腾，把还没孵化出来的被寄生鸟蛋逐出巢。幼布谷鸟还能模仿被寄生小鸟的叫声，这样它们能从被寄生鸟妈妈那里得到更多的食物，提高成活率。

布谷鸟与生俱来的优化的本能大大地提高了它们的蛋的孵化率。剑桥大学的Yang 教授把布谷鸟繁殖现象抽象化，考虑到这些本能特征，搜寻出成活率(fitness)最高的鸟巢鸟蛋，称之为布谷鸟搜寻算法。这种元启发式算法很好地应用到了弹簧设计、护士排班、无线网络传感器的数据融合等等领域。我最近把这种全局最优搜寻算法也编进了我的程序，效果特佳！

大雁和布谷鸟都是鸟类，它们不同本能的行为给人类带来不同的启发。人类从雁群飞行中学到了团队精神—目标一致，互相鼓励，互相扶持；科学家从布谷鸟巢寄生受启发而发明了全局优化搜寻算法。大千世界、芸芸众生，各领风骚，组成了我们五彩缤纷的美妙世界。