大约十年前，水下麦克风记录到了一种无法解释的声音——一种低沉、洪亮的咕噜声，随后是像太空中的青蛙打嗝一样吱吱作响的机械回声——首次在电脑扬声器中响起。困惑的研究人员称之为“生物嗡鸣”。
谷歌“AI for Social Good”团队的数据科学家Lauren Harrell说：“你有这种低频部分，就像呻吟一样，”她补充说，这是她自己对洪亮呻吟的印象。“然后你有更高频率的部分，在我听起来，就像最初的《星际迷航》企业号飞船——‘哔噗，哔噗’的声音。”
自主水下滑翔机在2014年首次在西太平洋数英里深的马里亚纳海沟附近遇到了这种奇怪的噪音回声。研究人员无法确定其来源，但他们有一个理论。“有足够多听起来像《星球大战》的鲸鱼叫声，他们猜测这是须鲸发出的，”美国国家海洋和大气管理局的研究海洋学家Ann Allen说。但是，她补充说，“任何不熟悉鲸鱼的人都不会认为这是动物发出的声音。”
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亲自听听生物嗡鸣
确认哪种海洋生物发出某种不寻常的声音并非易事：这需要船上的人在听到声音的同一时间看到并识别出声源。“这需要大量的时间、大量的努力和相当多的运气，”Allen说。
这就是Allen、Harrell及其同事最终解开生物嗡鸣之谜的方式，他们在《海洋科学前沿》杂志上对此进行了描述。在马里亚纳群岛（一个靠近同名海沟的群岛）附近调查鲸鱼时，美国国家海洋和大气管理局的研究人员10次看到了神秘的须鲸物种，即布氏鲸 (Balaenoptera edeni)。这些罕见的鲸鱼分布范围广阔，遍布大部分海洋，因此难以研究。在布氏鲸出现的九次场合中，研究人员也听到了生物嗡鸣。“一次是巧合，”Allen说。“两次是偶然。九次，那绝对是布氏鲸。”
在确定了声源之后，科学家们回顾了多年来水下听音器录制的音频数据，以找出之前在哪里听到过这种特定的鲸鱼声音。但根据Allen的说法，美国国家海洋和大气管理局不断增长的数据库拥有超过20万小时的此类录音。“数据太多了，根本不可能[手动]分析，”在澳大利亚格里菲斯大学担任研究员并研究须鲸的Olaf Meynecke说，他没有参与这项研究。
“我们似乎与这个惊人的水下声学世界如此脱节，或者根本无法进入。我认为现在是我们改变这一切的时候了。” ——Olaf Meynecke 格里菲斯大学
在为另一个项目分析音频数据时，Allen对需要处理的大量信息感到“震惊”。她说，有一次，她的父亲建议，“让谷歌帮你做吧。”因此，Allen联系了谷歌的工作人员，令她惊讶的是，他们同意了。谷歌提供了人工智能工具，通过将音频数据转换为称为频谱图的图像，然后训练算法使用图像识别技术查找特定频率，从而帮助加快了她的分析速度。
这项新的研究阐述了将生物嗡鸣与北太平洋西部布氏鲸联系起来的证据。数据表明，研究人员研究的动物是一个独特的布氏鲸种群的成员，并显示了它们在不同季节和年份在海洋中的位置——这在以前很难辨别，因为科学家无法轻易区分这些难以捉摸的鲸鱼的不同种群。2016年，在强烈的厄尔尼诺现象导致鲸鱼食物（主要是磷虾、沙丁鱼和凤尾鱼）的位置发生变化后，出现了大量的生物嗡鸣——甚至在夏威夷群岛西北部，这些鲸鱼只有在某些气候条件下才会冒险进入该区域。这种相关性可能意味着它们的迁徙至少部分取决于猎物的分布，而猎物的分布会随着环境条件的变化而变化。
Harrell说，一旦科学家们知道这些鲸鱼的迁徙地点和时间，人工智能模型就可以“将这些数据与气候和环境因素联系起来”，从而支持保护工作。Allen说，随着气候变化加剧，厄尔尼诺现象及其冷水对应物拉尼娜现象可能会发生变化，“这些鲸鱼将不得不迁徙更远——而且它们可能要更加努力地寻找食物。”
数据处理技术并不完美。“这些算法只能搜索它们知道的频率，”Meynecke说。须鲸的发声会随着时间和种群的不同而变化。但由于这些工具是开源的，其他科学家可以使用它们来发现更多关于鲸鱼语言的信息。“我们似乎与这个惊人的水下声学世界如此脱节，或者根本无法进入，”他说。“我认为现在是我们改变这一切的时候了。”
[音频来源：“在马里亚纳海沟海洋国家纪念区录制到的复杂须鲸叫声”，Sharon L. Nieukirk等人，《美国声学学会杂志》，第140卷，第3期；2016年9月]