鸟群和鱼群是如何在高速运动的同时互相交流协调方向的?

1 个回答

这个问题目前都没有确切的答案
曾经在松鼠会看到关于这种协调方向的科文:鸟群中的“幽灵”

怕麻烦的,我无良搬下文章:

> 比利时物理学家Tamás Vicsek在1995年更加深入的研究了“鸟群”的运动规律。在他的计算机模型中,每个个体运动的速度大小恒定,下一时刻的运动方向由邻居的平均运动方向决定。这项研究从数量上揭示了如果群体的密度到一个阙值,并且个体在决定自己运动方向时出现的偏差不太大,那么群体的运动状态会有一个突变,由群体中个体(或者许多小集团)向许多方向运动状态到所有的个体向一个方向运动状态的突然变化,物理学中把这种现象称为“相变”。
>生物学家根据动物的生理特性进一步丰富了个体间的相互作用,比如个体间的距离如果太小,个体会互相远离以避免碰撞;因为感官的限制,对空间中不同位置信息的获得有差异等等。改进后模型的模拟结果与真实的动物群体的运动很相似,比如鱼群在海中的绕圈运动,受到袭击时会像喷泉一样从中间散开,然后再合并,都可以在屏幕上根据模型中参数的变化而逼真的展现出来。现在看来,解释鸟群,鱼群还有其他动物群体令人惊异的运动状态,不必假设有什么“幽灵” 存在。群体中的每个个体只需获悉周围局部的信息,根据这些信息而采取相应的行动,整合起来,在整体上就产生了令人意想不到的状态。

PS:在自然界中,存在着多种多样的群集现象,从非生命世界的分子到星系,从生物界的简单细菌到高等动物,普通存在着这一现象。生物界中群集的例子包括细菌群、鱼群、鸟群、动物群以及人群等。生物的群集对物种的延续、生存等都具有一定的优势,如大雁进行人字型编队飞行有利于节省体力躲避天敌,又如海洋中数目巨大的鱼在运动过程中运动趋于同一方向或呈现漩涡状。在这类生物群集系统中,通常不存在全局发号施令者,个体的行动都受到其邻居的影响,但这些不具有智慧或者具有少量智慧的个体组成的群集却具有令人惊讶的集体智慧。