鸟群中的鸟似乎是通过“集体波”(collective wave)来相互交流的 , 但集体波在某些特定大小的鸟群中似乎不能传播 。
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【鸟群是怎样自觉保持队形的?】鸟群中的鸟为了总能保持飞在一起 , 需要彼此交换飞行轨迹信息 。 科学家尝试用随鸟群高速飞行的波来为这种通信建模 , 一项新的分析显示 , 小的鸟群和大的鸟群中用于传递信息的波或许不一样 , 而在中等大小的鸟群中甚至没有哪一种波能起到作用 。 正是因为这种鸟群无法通过集体波来传递信息 , 它们才容易散开 , 这也解释了为何鸟群的大小总会受到特定的限制 。
此前关于鸟群集体行为的研究表明 , 鸟类在成群飞行时 , 喜欢在彼此之间保持固定的距离 。 当一只鸟转向时 , 它的邻居也会调整自身的位置 , 从而造成鸟群中密度的波动 , 产生一阵向外的密度波 , 正是这种密度波在整个鸟群中起到了通讯的作用 。 然而 , 近期一项分析发现 , 鸟群中的信息可能还是通过飞行方向变化的波 , 或者说“自旋”来传播更为有效 。 当一只鸟改变飞行方向时 , 它周围的所有鸟都随即改变方向 , 这一信息就向外传播开来——就跟磁性材料中的自旋波一样 。
来自意大利国家研究委员会的Andrea Cavagna和同事们近期在连续极限上使用了这一自旋波模型 , 把鸟当作一个大的水动力系统中的液体成分 , 自旋波和密度波都存在 , 但有时候它们还没传播多远就减弱消失了 。 研究者发现 , 在小型鸟群中 , 只有自旋波能传播 , 在大型鸟群中密度波则占主导地位 , 而在中等大小的鸟群中 , 两种波都无法传播 , 就使得这一大小的鸟群无法稳定存在 。 研究结果对其他动物群体也有启发作用 , 如鱼群和哺乳动物群 。
(撰文:Michael Schirber , 翻译:丁家琦)
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