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1963年，小西正一（又名马克·小西）参加了一场关于动物行为的讲座，这个讲座最终决定了他未来50年的研究方向。科学家认为，猫头鹰在夜间追踪猎物时，有多种感官在起作用。有人认为是嗅觉，还有人认为是对体温的探测。视觉研究者发现，猫头鹰硕大的眼睛中拥有密集排列着视杆细胞的视网膜，还强调了夜间视力的重要性。当天的演讲者是一位名叫罗杰·佩恩（Roger Payne）的生物学家，他坚信猫头鹰依赖的是它们的耳朵。他的证据是乌林鸮壮观的扑雪捕猎。他认为，隐藏猎物的厚实雪层会消除所有除声音之外的感官信号。“罗杰是一位非常出色的演讲者，我真的被打动了。”小西回忆道。因此，3年后，在普林斯顿大学任职时，他开始征集猫头鹰研究样本：现实条件所限，在新泽西州，他只能将一种比乌林鸮更常见的猫头鹰作为研究对象。
大约1周后，当地的一位观鸟者敲响了实验室的门，腋下还夹着一个盒子，里面是3只刚孵化没几天的仓鸮。小西得知这些雏鸟是从一座废弃的教堂里救出来的。它们都饿坏了，同事们帮忙寻找合适的食物，而不久后，他则忙着充当猫头鹰父母的角色。“我喂它们切碎的老鼠肉，有时一整夜都在喂食。慢慢地，它们长大了。所以，当这些猫头鹰刚会飞时，我就把它们转移到了校园中一栋老房子的一个大房间里。”将这些猫头鹰塞进巢箱，安顿好新家之后，他开始寻找学生志愿者来分担人工饲养这一耗时的工作。很快，这些鸟就被驯服，一经召唤就会飞起来。一年后，一个学生敲响小西办公室的门，并带来一个意想不到的消息。“他告诉我，其中一只猫头鹰下了蛋。我真的很惊讶，猫头鹰在圈养条件下竟然如此容易繁殖。”短短几年，它们从3只变成了20只。是时候检验罗杰·佩恩关于猫头鹰感官的理论了。
研究始于一个漆黑的房间，房间里有一台摄像机、红外频闪灯、一只名叫罗杰的猫头鹰和一只拴着的老鼠。“我不想让它去捉自由移动的老鼠，因为要是老鼠跑了，我就有麻烦了。”他解释道。但是罗杰学得很快，马上就在黑暗中用极有效的效率扑向老鼠。然而，小西得到的第一批图像看起来不太符合预期。“当这只猫头鹰即将攻击时，它似乎正在看着被拴起来的老鼠。这让我有点担心。”为了确定罗杰使用的是哪种感官，小西用佩恩早期测试的一个微调版本改变了策略。他将泡沫橡胶铺在地板上，并在老鼠尾巴上绑了一张纸。现在，当老鼠跑来跑去时，柔软的地板会吸收它的脚步声，但纸张却会在它身后沙沙作响。这一次当罗杰瞄准时，它错失了老鼠，但是击中了纸张。这个实验一举揭示了猫头鹰是如何感知目标的。“除了证明猫头鹰不能看见老鼠之外，实验还证明了猫头鹰无法通过老鼠的气味或者体温确定它的位置，”小西说，“我证明了罗杰·佩恩得出的结论是正确的，这种猫头鹰可以在完全黑暗的环境中利用声音捕猎。”猫头鹰的耳朵是如此敏锐，能够察觉到几米之外厚重雪层下面最微弱的沙沙声。但是这些声音由什么组成？猫头鹰究竟听到了什么？