两百年多前一头鲸撞沉了一艘船，两百多年后我们终于拍到了鲸撞鲸

2020到2022年间，大西洋和地中海两处海域，几架研究用的无人机拍到了一头抹香鲸用它的方脑袋斜着顶向另一头抹香鲸的画面。2026年3月，这些画面作为论文发表了出来。

它们为什么要这么做？
要回答这个问题，先得搞清楚这颗头到底是什么。抹香鲸的脑袋方方的，像一节短集装箱安在身体前面。 这颗头占了整个体长的三分之一，重量接近体重的四分之一。地球上没有第二种动物长着比例这么夸张的头。把抹香鲸的头纵向切开，会看到两层东西。 上面一层叫鲸脑油器官（spermaceti organ），是一根长条形的海绵状组织，整个泡在油里。取一块新鲜组织出来称，98.8%的重量是油。一头成年公鲸的头里大约有1900升鲸脑油，超过一吨半。这些油在体温（33–34°C）下是透明的液体，仅需降温约 3°C，就会凝成白色的蜡。 早期捕鲸人第一次切开鲸头看到这种透明黏稠的液体，以为是鲸鱼的精液。"sperm whale"这个英文名就是这么来的。中文名“抹香鲸”来自龙涎香，体面得多。下面一层叫 junk，直译就是“废料”。捕鲸人给它起这个名字，是因为里面结缔组织太多，取油的时候碍事。但这堆“废料”的内部结构其实非常精细：一层一层的透镜形油腔，被竖向的胶原蛋白隔板整齐地分开，一共有十几层。油和隔板，就是这颗巨头的主要成分。但这些东西是干什么用的？首先是声呐。抹香鲸有两个鼻孔，但右鼻道在演化中永久封闭了，不通外面。下图中blowhole 是其中一个鼻孔，还有一个封闭了的标注Museau du singe 空气被压过右鼻道前端的一对厚唇（叫发声唇），产生极短的脉冲声。接下来声波走了一条曲折的路：先向后穿过鲸脑油器官，撞上贴在头骨前壁的一个气囊，反弹，再向前穿过下层的废料，透镜形油腔把声波聚焦成窄波束射出去。最终射出的咔嗒声声强超过230分贝，是已知生物中最响的声音。只有左鼻孔通向外面，所以抹香鲸喷气的方向是向左偏45度的。靠这套声呐，抹香鲸能在漆黑的深海精确锁定猎物。公鲸有这套装备，母鲸也有。声呐解释了这颗头的基本功能，但解释不了一件事：为什么公鲸的头比母鲸大那么多？ 成年公鲸的体重可达母鲸的两到三倍，而在所有身体部位当中，头是两性差异最大的地方。如果头只是声呐，公鲸母鲸应该差不多才对。对这个问题有三种解释。1970年克拉克（Clarke）提出过浮力调节假说：通过海水冷却让鲸脑油凝固，增加头部密度帮助下潜。想法很妙，但40吨的身体靠头部那点密度变化调浮力，效果微乎其微，而且凝固的蜡没法当声呐透镜用。于是，1999年克兰福德（Cranford）提出了另一个理论，声学炫耀假说：咔嗒声的脉冲间隔和鲸脑油器官的长度成正比，头越大声音越慢，等于一张不可伪造的体型名片。他将其比作孔雀尾巴：

"Growing a big spermaceti organ costs a male a lot, metabolically. There's no way a smaller whale can cheat and produce clicks that have the acoustic properties of a bigger animal."

公鲸发出的慢速咔嗒声据估算能传播数十公里，不用见面，对方听声音就知道你多大。顺便说一句，克兰福德当年为了搞清楚这套声学结构的内部几何形状，把一颗冻住的搁浅死亡的新生鲸头送到美国海军中国湖基地，用扫描固体火箭发动机的工业CT机做了断层扫描。下图是新生儿抹香鲸头部的CT 扫描三维重建图： 还有第四种。这种解释最直接，也最难证实：公鲸的巨头是武器，用来和其他公鲸互撞。一个攻城锤。这个说法不是凭空想出来的。抹香鲸用头撞沉船只的记录有据可查，最著名的一次发生在1820年。1820年11月20日，南太平洋，离南美大陆约两千海里。美国捕鲸船Essex号正在作业，一头约26米长的公抹香鲸先以不快的速度撞了船的左舷，产生了一次剧烈的震动。随后这头鲸退后了数百码，掉头，以明显更高的速度正面冲向船头。船板被撞穿了。238吨级的Essex号沉了。 船上20个人，最终活了8个。他们拒绝驶向最近的岛屿，因为听说岛上有食人族。然后在约95天的海上漂流中，他们自己抽签决定了谁被吃掉。31年后，捕鲸船Ann Alexander号遭遇了几乎一样的事。一头受伤的公鲸转身撞穿了船体，不过全员22人都活了下来。五个月后另一艘船杀了一头抹香鲸，发现它头上还插着Ann Alexander号的鱼叉和船板碎片。这头鲸带着一艘船的残骸在海里游了五个月，还产了七八十桶油。梅尔维尔此时已经把《白鲸》送去了出版社，听到消息后给两位朋友分别写信。致理查德·亨利·达纳（Richard Henry Dana）的信中说“莫比迪克本人来了”；致埃弗特·杜肯克（Evert Duyckinck ）的信中语气更暗："……I wonder if my evil art has raised this monster"，意为"……我那邪恶的艺术，究竟是不是把这头怪物给召唤出来的？"《白鲸》第76章的标题就叫“攻城之锤”。 撞船的记录至少说明一件事：这颗头有足够的结构强度充当武器。那么公鲸之间会不会也这么用？直接观察极少。哈尔·怀特海德（Hal Whitehead）在加拉帕戈斯群岛追踪抹香鲸多年，只记录到一次雄性间的攻击行为。多米尼加的一个20年研究项目，一次都没有。不过间接证据到处都是。成年公鲸的前额布满平行的牙齿划痕，越老越密，大龄公鲸整个头就是伤疤叠伤疤。1984年Kato系统记录了多头公鲸的伤疤分布（下图），发现一个规律：伤疤全集中在下层的废料区域，上层负责声呐的鲸脑油器官上很少。 1997年，在加利福尼亚湾，有人从空中观察到两头公鲸以大约17公里每小时的速度相向冲撞。两头鲸在接触前做了一次浅潜，碰撞发生在水面以下。这也许解释了为什么这种行为极少被目击。伤疤和这次目击说明公鲸之间确实存在某种头部碰撞。那问题来了，那颗头的结构能不能承受这种冲击？特别是那堆“废料”里的胶原蛋白隔板，是不是发挥了什么作用？2016年，大卫·卡里尔（David Carrier）等人用有限元分析（一种原本用来算桥梁和飞机能承受多大载荷的工程技术）在电脑里模拟了两头抹香鲸头对头撞在一起时会发生什么。这项研究没有任何经费，论文末尾写着：The authors received no funding for this work.他们建了三个版本的抹香鲸头部模型（下图）。 模型A是完整的真实结构，废料里有12层胶原蛋白隔板。模型B减半到6层。模型C把隔板全部拆掉。然后设定场景：两头各39吨的公鲸，各以6.26米/秒（约22公里/小时）的速度相向冲撞，在1米的距离内减速到零，撞击力764千牛顿。做个对比，陆地上大角羊两头对撞的力大约在几千牛顿的量级，抹香鲸是它们的两百多倍。为了检验结论是否稳健，他们给材料硬度加了±10%的随机波动，每个模型跑了1000轮。结果很清楚，把隔板全拆掉之后，头骨最前端承受的应力增加了大约45%。下图，模型A（12块隔板）“废料”全程低应力均匀绿色，模型C（无隔板）末端出现大面积红色高应力区： 与前面1984 记录的伤疤主要分布在“废料”前端（而非颅骨侧）的事实互相印证：有隔板时，前端撞击的冲击力被分散，不会传到后方骨骼 。之所以这样，是因为撞击的时候，废料里的油被挤向两侧和上方，胶原蛋白隔板被拉成张力状态，把集中在一个点上的压缩力分散到更大的头骨面积上。这就是一个生物安全气囊。捕鲸人嫌弃了200年的那堆“废料”，对于抹香鲸来说，可能是这颗头上最关键的结构。模拟还发现了一件事：如果撞击点偏到上面的鲸脑油器官，器官前端的结缔组织外壳会承受危险的应力，可能破裂，声呐系统就报废了。而真实的伤疤恰好集中在“废料”上，不在鲸脑油器官上。它们不仅在撞，还知道该用哪里撞。陆地上那些撞头的动物，防护方式和抹香鲸完全不同。大角羊靠的是双层头骨加螺旋角芯，硬碰硬的骨骼装甲。麝牛头顶有厚实的角质盾加实心骨。长颈鹿根本不是头对头撞，它们甩脖子打对方身体，脖子是鞭子不是盾。抹香鲸的方案独一无二：脑子坐在头骨后面，离撞击面隔了好几米的油和胶原蛋白。不是头盔，是安全气囊。而且鲸类是从陆地动物演化来的，和河马、牛、鹿是远亲，统称偶蹄目。头顶这件事在偶蹄目里非常普遍。抹香鲸用头撞，可能是几千万年前就留下来的习惯。不过，头铁不等于脑子完全没事。2022年，阿克曼斯（Ackermans）等人检查了麝牛和大角羊的脑组织，在麝牛脑中发现了明显的tau蛋白缠结，大角羊程度较轻（下图小黄点和绿点tau蛋白分布）。 tau蛋白缠结是人类慢性创伤性脑病的标志性病理。陆地上那些终身撞头的动物，脑子是在付代价的。抹香鲸的大脑有没有类似的损伤？目前没有人检查过。提出攻城锤假说的卡里尔，也是2016年那项有限元研究的合作者。他整个职业生涯都在追一个问题：哪些身体结构是为了打架才演化出来的。2021年他赢了搞笑诺贝尔和平奖（研究的是人类胡子能不能在被拳头打到脸时起到缓冲作用）。卡里尔本人在接受犹他大学采访时，说了一段话：

"And so the beard, which our study shows provides some protection to some of the most vulnerable parts of the face when people punch, is just one more piece of the series."

这条"series"指的正是，从2002年的鲸头、经过手部骨骼、面部骨比例、握拳能力等一系列研究，一直延伸到2020年的胡子。同一条演化逻辑，从40吨的鲸头到下巴上的胡须，一个理儿。现在回到开头那段无人机画面。 2020到2022年间拍下的这三次记录，是人类第一次用影像捕捉到抹香鲸之间的头部碰撞。是人类第一次用影像记录到抹香鲸之间的头部碰撞。但画面里的场景和在电脑里模拟的那种正面对撞差得很远。实际拍到的是亚成体之间的互动，不是成年大公鲸。碰撞的角度是斜的，速度不快，接触之后双方都没有受伤的迹象，较小的那头鲸甚至主动游回去继续接触。更像是近距离的推挤和试探，而不是搏斗。可能是练习，可能是玩耍，就像年轻的大角羊在正式争夺配偶之前也会互相顶着练。这不减损这段画面的意义。它证明抹香鲸确实会用头部进行接触性互动，而不仅仅是文献里的推测。但它也提醒我们，有限元模型模拟的是一个极端上限场景，真正的成年公鲸全力冲撞到底是什么样，目前还没有人拍到过。论文的共同作者之一卢克·伦德尔（Luke Rendell），本身是研究抹香鲸社会行为的专家。2016年有限元论文发表时，伦德尔对媒体表示，从物理角度看不排除鲸撞鲸的可能，但缺乏直接证据。十年后，他参与发表了那个直接证据。 关于这颗世界上最大的头，确定的部分花了两百多年才了解到现在这个程度，不确定的部分大概还得再等一阵。不过有一件事现在可以确定了：捕鲸人当年嫌弃的那堆“废料”，名字起错了。

参考

Burslem F, Cerdà M, Brotons JM, Rendell L, Silva MA, Prieto R (2026). Headbutting behavior between sperm whales documented using unoccupied aerial vehicles. Marine Mammal Science 42(2):e70153.Clarke, M. R. (1978). "Buoyancy control as a function of the spermaceti organ in the sperm whale." Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 58(1), 27–71.Cranford, T. W. (1999). "The sperm whale's nose: sexual selection on a grand scale." Marine Mammal Science, 15(4), 1133–1157.Chase, Owen (1821). Narrative of the Most Extraordinary and Distressing Shipwreck of the Whale-Ship Essex. New York.Whitehead, H. (1993). "The behaviour of mature male sperm whales on the Galápagos Islands breeding grounds." Canadian Journal of Zoology, 71(4), 689–699.Kato, H. (1984). "Observation of tooth scars on the head of male sperm whale, as an indication of intra-sexual fightings." Scientific Reports of the Whales Research Institute, 35, 39–46.Carrier et al. (2016). "Architecture of the sperm whale forehead facilitates ramming combat." PeerJ, 4, e1895.Carrier, D. R., Deban, S. M. & Otterstrom, J. (2002). "The face that sank the Essex: potential function of the spermaceti organ in aggression." Journal of Experimental Biology, 205, 1755–1763.