◆ 斑胸草雀雄鸟（右）在求偶时会歌唱以吸引雌鸟（左）。网上图片

　　鸟类的歌声悦耳动听，很难不让我们喜爱。对科学家来说，鸟类的歌声亦是引人入胜的研究课题，生物学家会探究雀鸟歌唱的行为，语言学家更会把鸟类的歌声视作牠们的言语，再尝试进一步分析。近年我们对雀鸟的歌声有怎样的认识呢？今日就和大家分享一下。

　　斑胸草雀为什么鸣唱？

　　一般来说，雄鸟歌唱是为了吸引和取悦雌鸟，不过雌鸟究竟喜欢歌声的哪些特质？科学家会留意歌声中有多少不同的音节、量度音高的改变，不过雌鸟注重的可能又是其他方面。之前有研究发现，不同品种的雌鸟会有不同的要求，有些看重歌曲是否复杂，或者雄鸟是否学得准确；有些雌鸟则留意雄鸟唱歌的速度，或者雄鸟唱歌的表现是否稳定。

　　雄性斑胸草雀（学名：Taeniopygia guttata，亦称珍珠鸟）幼年就开始学习唱歌，是一个很好的研究对象。近日就有科学家进一步分析牠们的歌声，研究人员收集了49只斑胸草雀过千段的歌声，再利用机器学习的方法来分析歌声中不同的音节。研究人员特别留意一首歌中有多少音节相似，又有多少音节大不相同。

　　他们运用类似地图的概念来检视这些斑胸草雀的歌声，相似的音节就好比很接近的城市（例如香港和澳门），而大不相同的音节就是分隔得较为遥远的地方（比如说香港和日本东京）。这样的“距离”愈长，就代表歌曲之中音节愈多变。

　　这种距离的长短，对雌性斑胸草雀是否有意义？研究人员合成了多组雄鸟的歌声作比较，发现每组的两段歌声各有不同的“距离”（也就是歌曲用了十分不同或是差不多的音节），而其他的特征都大致相同。实验的时候，研究人员从不同的扬声器把两段歌声播放给雌鸟听，发现播放“距离”较长歌曲的扬声器，雌鸟会在附近逗留更多时间，推测雌鸟应该比较喜欢复杂多变的歌曲。

　　雌鸟喜欢较复杂的歌曲，背后有什么原因？科学家们发现，斑胸草雀在幼年时从教导者（tutors）那里学会的鸣声（模仿歌唱）“距离”更长，更易吸引雌性；而歌声中产生变化的部分（即兴歌唱）“距离”较短。雄性鸣声的复杂程度，能够反映出牠的学习能力和生存能力，因此歌声的复杂程度，如同孔雀尾羽的靓丽程度一样，是雄鸟证明自身能力和价值的指标。

　　不过，这种经由分析数据而计算出来的“距离”背后，究竟有什么生物学意义？我们还需要继续研究。而且一首歌曲音节的分布通常比较复杂，本来就不是分隔为很清楚的几个部分，所以把同一首歌曲用同一个机器学习方法来分析，也往往会得到不同的分析结果，计算出不同的“距离”。因此分析得到的结果，我们需要小心演绎。

　　小结

　　近年机器学习发展迅速，帮助我们更深入地理解鸟类的歌声。比如说现在已开发出手机应用程式来辨别不同品种鸟类的歌声，不过仍需继续优化来增加准确度。希望在运用机器学习分析大自然的时候，我们也能对这些分析技术的长处与短处有更深入的了解。

　　◆杜子航 教育工作者

　　早年学习理工科目，一直致力推动科学教育与科普工作，近年开始关注电脑发展对社会的影响。