你有沒有看過這樣一個視頻：一個人雙手捧着一隻（活）雞，無論人的雙手如何搖晃，雞頭的位置卻始終不變。

扭一扭，舔一舔（bushi）

圖片來源網絡

如果在雞頭上綁上運動相機，那這不就是一個便宜又好用的“雞頭穩定器”？！再反觀我們人類自己，把運動相機綁在頭上，眼裡的畫面是穩定的，但是相機裡的視頻卻抖得厲害。

道理我都懂，但為什麼雞頭很穩而我的狗頭卻不能？

01 92年前就有人研究了

關于雞頭這事兒，還有挺多研究。早在1930年，美國約翰斯霍普金斯大學的Knight Dunlap和O. H. Mowrer發表了一篇文章，就初步探讨了穩定器。不過他們的研究對象不是雞，而是鴿子。

研究時，科研人員用每秒32張照片連拍下了鴿子的行走狀态。每秒32張照片，這擱現在也是頂級相機才能做到的，看來做科研得經費充足（眼饞），跑題了。

咱們用肉眼看咕咕走路時，會頻繁“點頭”。

在走了在走了，馬上到

但在高速相機拍出的照片裡卻不是這樣：

鴿子的走路姿勢

圖片來源：Knight Dunlap等

前一張圖鴿子伸着頭，下一瞬間，頭的位置沒動，身體卻往前移動了；等邁出下一步的時候，頭先探出去，就像點頭，之後身體再追上來。看來，和雞一樣，鴿子的頭也具有很好的穩定性。

其實不光是行走的鴿子和被人抱着的雞，很多鳥類在行走或者飛行等劇烈運動時，都會頻繁點頭來保持平衡。

大雁飛行時會點頭來保持頭部平滑運動

圖片來源：紀錄片《遷徙的鳥》

鳥類的頭部為什麼能保持穩定呢？其中的原理是什麼呢？

又是什麼因素導緻鳥類點頭的呢？是眼睛看到了周圍環境變化，掌管身體平衡的内耳前庭感受到了身體運動，還是因為身體處于運動狀态導緻了點頭？

當時，科學家也沒弄明白。

02 鴿子為啥走路點頭？

直到1975年，Friedman在《Nature》上發表了一篇論文，才算是基本說明白了這個問題。

實驗第一步，驗證鴿子點頭是否和前庭有關。

前庭是哺乳動物和鳥類都具有的結構，位于内耳，由三對半規管、橢圓囊和球囊組成。半規管能感受到角加（減）速度運動刺激，也就是身體或者頭部的角度變化；而橢圓囊、球囊則是感受水平或垂直的直線加（減）速度的變化。

人類的耳部結構和前庭

圖片來源網絡

Friedman把鴿子放在密閉的箱子裡，鴿子看不到外邊的環境（當然也不會被憋死），Friedman以鴿子平時走路的速度推着箱子前進。鴿子的肌肉沒有運動，眼睛也看不到任何變化，但是因為有向前的速度和加速度，所以耳前庭是可以感受到在向前運動。就好比你閉着眼睛坐在汽車裡，當汽車加速後處于勻速行駛狀态時，你是知道汽車是勻速行駛的。

但實驗結果是，鴿子的身體紋絲未動，更沒有點頭。所以鴿子走路點頭和耳前庭無關。

實驗第二步，驗證鴿子點頭是否和身體運動有關。

Friedman還是把鴿子放在密閉的箱子裡，鴿子依舊看不到外邊的環境。但這次在箱子底部掏了個洞，讓鴿子把腿露出來，并且在箱子下面放了個跑步機。就好比蒙上你的眼睛，讓你在跑步機上慢走。

跟幾維鳥在跑步機上走差不多

圖片來源網絡

這樣一來，鴿子在跑步機上走路，身體的相對位置沒動，耳前庭不會有變化，眼睛看到的環境也保持不變，鴿子還會點頭嗎？

結果是，鴿子沒有點頭。所以鴿子走路點頭和身體是否處于運動狀态無關。

那麼，隻剩一種可能了，就是眼睛看到的事物變化促使鴿子走路點頭。

Friedman把鴿子放在一個沒有全部封閉的箱子裡，此時的鴿子是可以看到外面的。鴿子站在箱子裡不動，但Friedman卻推着箱子往前。這就好比讓你坐在勻速行駛的汽車裡，眼睛可以看到窗外的景觀。奇迹發生了，鴿子居然點起了頭！

所以，鴿子點頭與否與眼睛看到的東西有關，鴿子做出點頭這一行為，是為了保持視野穩定。

“雞頭穩定器”也是同樣的原理。

03 穩定器和雞頭有關嗎？

咱們平時使用的手機、相機及各種畫面穩定裝置，看似都和雞頭穩定器有點像，但仔細研究，其中的原理各有各的不同。

先來說說雲台穩定器，它感知平衡的元件是内嵌的陀螺儀，和内耳前庭的原理有些相似。

常見的陀螺儀一般是三軸陀螺儀，處于工作狀态時，每個軸上的圓形轉子都會高速轉動。即使陀螺儀雲台和手機發生了角度或者速度的變化，陀螺儀本身也能維持原來的平衡，雲台與陀螺儀之間的角度變化會被讀取，雲台電機則會據此來調整自己的角度，恢複雲台和手機的平衡與穩定。

而有些手機防抖的原理，是在鏡頭的上下左右添加幾組位置控制組件，當手機輕微抖動時，位置控制組件就能輕微調整鏡頭的位置來低消手機的抖動，就好像沒動一樣。

手機防抖

圖片來源網絡

類似的還有光學傳感器防抖，通過微調感光元件的位置，來低消按下快門時的手抖。其中的機械原理類似鴿子或者雞走路時候的頻繁點頭，通過調整鏡頭的位置，來達到看起來穩定的效果，隻不過穩定的判定标準是空間上的位置，而不是光學元件看到的影響。

還有些手機使用的則是電子防抖，說白了就是照片拍糊了，通過後期處理來找補。

行，知識點說完了，下面該——

為什麼在雞面前畫直線，雞會暈？

撰文 | 吳海峰

部分圖片 | 圖蟲創意

微信編輯 | 阿什麼爽

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