TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG

[Mây tím]

Điệu ba lê toán học Đàn chim bay tạo hình lốc xoáy. Cảnh tượng những đàn chim bay theo đội hình đã có từ rất lâu đời nay, nhưng vẫn còn là một bí ẩn của thiên nhiên mà các nhà động vật học dày công tìm hiểu. Theo ước tính của P.B.S. Lissaman và Carl Shollenberger, thuộc Viện kỹ thuật Pasadena, California, với cùng một lực tiêu hao, một con chim có thể bay xa thêm 70% hành trình bay nhờ lợi dụng quy luật khí động lực học từ những cái vỗ cánh của đồng loại bay bên cạnh trong đội hình bay chữ V. Mời quý vị theo chân các nhà điểu học ngắm nhìn, thưởng ngoạn điệu ba lê toán học tài tình của loài chim... Khi mặt trời dần chìm xuống đường chân trời phía xa mút tầm mắt trên xa lộ tiểu bang New Jersey, dòng xe hơi chuyển sang phải, giảm dần tốc độ rồi dừng hẳn trên làn dừng xe. Mở cửa xe, bước ra ngoài, mọi người hướng tầm mắt nhìn lên bầu trời, phía trên cánh đồng cỏ xanh mênh mông, bát ngát: một đàn chim sáo đá hàng nghìn con vừa tung cánh bay rợp lên bầu trời bao la. Tiếng đập cánh tạo thành bản nhạc nghe rất lạ và thú vị. Những khán giả tình cờ này ngạc nhiên ngắm nhìn không nháy mắt cảnh tượng thiên nhiên tuyệt đẹp. Ðàn sáo đá bay qua phải, liệng sang trái, xoay tròn, chao qua chao lại trước khi bay lên lấy độ cao, rồi bổ nhào xuống với tốc độ cao như làm xiếc... với sự chính xác và đồng bộ khiến người xem có cảm giác như đường bay của chúng đã được lập trình trước. Một người bình thường nhìn xem màn biểu diễn của đàn chim mà cứ tưởng như đang xem vũ điệu ba lê trên không. Nhưng với Frank Heppner, nhà động vật học thuộc Trường Ðại học Rhode Island, cũng là một khán giả thưởng thức màn biểu diễn hôm đó, đường bay quanh co, vòng vèo của đàn sáo đá là những mảnh vỡ của một tập hợp những điều bí ẩn sâu xa. Từ thao tác nhanh nhẹn của đàn chim sáo đá đến kỹ thuật bay theo đội hình chữ V đối xứng của đàn chim hoang dã di trú từ Canada, rồi đường bay dường như rối loạn nhưng rất điêu luyện của đàn sáo mào (Bohemian waxwing)... tất cả hợp lại tạo thành một trong những điều bí ẩn lâu đời và khó hiểu nhất của thiên nhiên. Chim thiên di bay theo đội hình chữ V. Cách nay khoảng 20 thế kỷ, Pline l’Ancien, nhà vạn vật học La Mã, đã đưa ra giả thuyết loài ngỗng trời bay theo đàn, theo đội hình là nhằm hạn chế tiêu hao sức lực trong quá trình bay. Tuy nhiên phải đợi đến năm 1970, các nhà khoa học mới đưa ra những thông số tính toán chi tiết về khí động lực học liên quan đến hành trình bay của loài chim. Theo ước tính của P.B.S. Lissaman và Carl Shollenberger, thuộc Viện kỹ thuật Pasadena, California, với cùng một lực tiêu hao, một con chim có thể bay xa thêm 70% hành trình bay (so với bay đơn độc) nhờ lợi dụng quy luật khí động lực học từ những cái vỗ cánh của đồng loại bay bên cạnh trong đội hình bay chữ V. Nhưng loài chim không nhất thiết phải bay theo đội hình chữ V mới vận dụng được quy luật khí động lực học. Trong cuộc hành trình bay di trú, đàn mòng biển (goeland) bay theo hàng một đã biết tận dụng luồng khí đi lên giúp tăng gấp bội chuyển động đi lên đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển động bay tới. Thay vì tiêu hao nhiều năng lượng để vỗ cánh, loài chim lấy độ cao và để cho luồng khí hút và kéo đi tới. Nhà động vật học Mỹ đặt tên cho kỹ thuật bay này là “bay giá rẻ”. Bay theo nhóm, theo đàn còn giúp loài chim tương trợ lẫn nhau trong suốt hành trình bay. Hamilton giải thích: “Nếu một con ngỗng hay chim cốc xác định một điểm quen thuộc nào đó, lập tức nó bay lên dẫn đầu và dẫn cả đàn bay theo hướng khác.” Nhờ được cấp báo, cả đàn bay theo chim ‘đầu đàn tạm thời’ để tiếp tục cuộc hành trình di trú. Ở thung lũng California, khi bay các đàn chim sáo đá ba màu thường tạo thành hình cuộn trông giống như một cơn gió lốc hay vòi rồng. Cách bay này nhằm giúp chim tìm thức ăn trong hành trình bay. Đàn ngỗng trời thiên di.. Tuy nhiên, giả thuyết về lý do tại sao loài chim thường bay theo đàn, được nhiều người công nhận nhất là nhằm tạo ra thế thủ hữu hiệu chống lại kẻ thù. Nhiều cuộc quan sát đã xác định điều này. Nikolaas Tinbergen, chuyên gia Anh quốc nghiên cứu về tập tính động vật, ghi nhận đội hình bay của đàn sáo đá lập tức thắt chặt lại hàng ngũ và lấy độ cao theo hình cầu, nếu chúng bị chim ưng tấn công. Bị quấy rối bởi quả cầu hình thành bởi hàng ngàn chim sáo đá, chim ưng khó có thể tách ra riêng một con để ngoạm lấy ăn thịt. A.J. Meyerriecks, nhà động vật học, đã quan sát một con chim ưng đang tấn công một đàn sáo mào khoảng 25 con. Trong suốt mười phút, con chim săn mồi thực hiện 5 đợt tấn công đàn sáo mào bay theo đội hình tự do, mở rộng và hỗn loạn. Nhưng mỗi lần bị tấn công, đàn chào mào lại gom tụ lại khiến cho chim ưng phải quay đầu lui ra. Cuối cùng, con chim ưng đành phải bỏ cuộc trong thất vọng với cái bụng trống rỗng. Lần đầu tiên nhìn thấy những đám mây chim sáo đá bay dọc theo xa lộ tiểu bang New Jersey, Frank Heppner tự hỏi về sự bí ẩn của bản năng sống tập quần của loài chim. Ông thắc mắc không biết liệu đàn chim bay có tuân theo mệnh lệnh của chim đầu đàn do chính chúng chỉ định ra không? Ðể giải đáp một cách chắc chắn câu hỏi này, Frank và Harold Pomeroy, sinh viên năm thứ ba khoa động vật học, đã miệt mài nghiên cứu tập tính khi bay của chim bồ câu. Họ nhận ra rằng không có một con chim nào dẫn đầu đàn trong thời gian dài. Một con chim bồ câu đầu đàn, sau khi bay đến một chỗ rẽ, có thể lùi về cầm đèn đỏ và bay ở cuối đàn! Đàn hồng hạc thiên di. Nếu không có chim đầu đàn, vậy thì ‘yếu tố kết dính nào’ sẽ bảo đảm cho sự gắn kết chặt chẽ của đàn chim? Một ngày giữa thập niên 1980, Frank Heppner đã mua một máy vi tính được cài đặt phần mềm trò chơi có tên “Life” (sống). Trong trò chơi này, người chơi tạo ra một chuỗi những điểm trên màn hình. Sau đó những điểm sẽ tạo ra nhiều dạng hình hình học. Rồi đến lượt mình, những hình học này sẽ nổ tung và tạo ra nhiều hình khác, đôi khi lên đến con số trăm, ngàn... và hình thành những ‘đàn hình’! Frank giải thích: ‘Tôi đã quan sát chuyển động của những ‘đàn hình’ này, và gắn nó với chuyến bay tập thể của đàn chim.” Trong trò chơi, các chuyển động của ‘đàn hình’ được xác định bởi một tập hợp những quy luật toán học, và Frank tự hỏi phải chăng hành trình bay theo đàn của loài chim cũng theo những quy luật tương tự như thế? Ulf Grenander, chuyên gia toán học ứng dụng, đã đưa những dữ liệu trên vào luật toán học ứng dụng. Và những phương trình thu được, được phiên sang ngôn ngữ tin học. Frank kể lại: “Thực ra, tôi đã nhận được những con số rất giống các dữ liệu bay của loài chim.” Tất nhiên, còn phải chờ xem phần lý thuyết này gần với thực tiễn đến cỡ nào. Thực tế, không ai biết tại sao chim bay theo đàn. Nhưng điều đó không ngăn cản chúng ta thưởng ngoạn, ngắm nhìn với sự kinh ngạc và thán phục điệu ba lê toán học tài tình của loài chim trên bầu trời rộng bao la từ bao thế kỷ qua! Đào Duy Hòa Theo Sélection