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本文最初刊载于《The Conversation》 。
夏天的傍晚坐在外面乘凉的感觉总是让人很放松 ， 直到苍蝇和蚊子来了——然后我们的拍打开始了 。 尽管它们的眼睛很小 ， 大脑比人类的小100万倍 ， 但苍蝇几乎可以躲避人的每一次拍打 。
那么 ， 为什么我们想要打中一只苍蝇这么难呢？苍蝇之所以能够如此快速和敏捷地躲避拍打 ， 要得益于它们快速、复杂的视力和一些神经行为 。
据《科学新时代》报道 ， 国外有一家机构主要研究昆虫的飞行和视觉 ， 目的是找出这种微小的生物如何处理视觉信息来执行具有挑战性的行为 ， 比如快速逃离你的苍蝇拍 。
快人一步的“眼力”苍蝇有复眼（compound eyes） 。 不像人类的眼睛通过单一的透镜来收集光线 ， 苍蝇是从多个小眼面构建图像 ， 许多单独的透镜将入射光线聚焦到光感受器簇上 ， 也就是它们眼睛中的光感应细胞上 。 本质上 ， 每个小眼面产生苍蝇视觉的一个单独像素 。
苍蝇的世界分辨率相当低 ， 因为它们的小脑袋只能容纳有限的小眼面——通常是数百到数千个——而且很难把它们模糊的视觉锐化到人们能有效看到的数百万像素 。 但是尽管分辨率很差 ， 苍蝇看到和处理快速运动的速度非常快 。
我们可以从动物的感光器处理光线的速度来推断它们是如何感知快速运动的 。 人类每秒最多能分辨大约60次离散的闪光 ， 而更快的闪光通常表现为稳定的光 。 看到离散闪光的能力取决于光照条件和你用的是视网膜的哪一部分 。
例如 ， 一些LED灯发出的闪光的速度足够快 ， 以至于在人类看来它们是稳定的光——除非你转过头去 ， 用侧面观看 。 在你的周边视野中 ， 你可能会注意到一些闪烁 。 这是因为你的周边视觉处理光线更快 ， 但分辨率更低 ， 就像苍蝇的视觉一样 。
值得注意的是 ， 一些苍蝇每秒能看到多达250次闪光 ， 大约是人类每秒能感知到的闪光次数的四倍 。
如果你带着一只这样的苍蝇去电影院 ， 你看的由每秒24帧组成的流畅电影 ， 对苍蝇来说 ， 电影会以一系列静态图像的形式出现 ， 就像看幻灯片一样 。 但这种快速的视野允许它对猎物、障碍、竞争对手和你的拍击做出快速反应 。
研究表明 ， 在昏暗光线下的苍蝇会失去一些复杂视力和快速运动的能力 。 这听起来像是一个打击它们的好机会 ， 但人类也会失去在黑暗中看到快速、尖锐特征的能力 。 所以你可能和你的目标一样变得“失能” 。
当它们在黑暗中飞行时 ， 苍蝇和蚊子会不规律地飞行 ， 它们会扭曲飞行路线以躲避猛击 。 它们也可以依赖非视觉线索 ， 比如当你移动攻击时 ， 它们身体上的小毛发可以感知到气流变化的信息 。
神经技巧但是为什么苍蝇在黑暗中看东西更慢呢？你可能已经注意到你自己的视觉在黑暗中变得迟钝和模糊 ， 而且色彩更少 。 其实 ， 昆虫也有类似的过程 。 弱光意味着更少的光子 ， 就像相机和望远镜一样 ， 眼睛依靠光子来成像 。
但不像一个照相机 ， 你可以切换到一个更大的镜头 ， 在黑暗环境中收集更多的光子 ， 动物不能更换他们眼睛的光学元件 。 相反 ， 它们依赖于“求和”（summation） ， 这是一种神经策略 ， 将邻近像素的输入加在一起 ， 或增加它们采样光子的时间 ， 以形成图像 。
大像素和长时间曝光可以捕捉到更多的光子 ， 但代价是图像清晰度的损失 。 “总和”就相当于用颗粒状胶卷(ISO更高)或慢快门速度拍照 ， 这样会产生更模糊的图像 ， 但可以避免曝光不足 。 苍蝇 ， 尤其是小苍蝇 ， 在黑暗中不能很快看到东西 ， 因为从某种意义上说 ， 它们在等待足够的光子到达 ， 直到它们确定看到了什么 。
飞行机动性除了能迅速察觉到隐现的威胁外 ， 苍蝇还需要能够瞬间飞走的能力 。 这需要准备起飞和快速飞行的机动性 。 例如 ， 果蝇在视觉上探测到一个迫在眉睫的威胁后 ， 会在起飞前的五分之一秒内调整姿势 。 掠食性苍蝇 ， 如杀人苍蝇 ， 协调它们的腿、翅膀和平衡棒(哑铃状的翅膀残余部分 ， 用于感知空中旋转) ， 以便在飞行途中迅速捕获猎物 。
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