摘要: 鳥群中的鳥似乎是通過“集體波”（collective wave）來相互交流的，但集體波在某些特定大小的鳥群中似乎不能傳播。 Andrea Cavagna/CNR 鳥群中的鳥為了總能保持飛在一起，需要彼此交換飛行軌跡信息?？茖W(xué)家嘗試用隨鳥群高速飛行的波來為這種...
鳥群中的鳥似乎是通過“集體波”（collective wave）來相互交流的，但集體波在某些特定大小的鳥群中似乎不能傳播。
Andrea Cavagna/CNR
鳥群中的鳥為了總能保持飛在一起，需要彼此交換飛行軌跡信息?？茖W(xué)家嘗試用隨鳥群高速飛行的波來為這種通信建模，一項(xiàng)新的分析顯示，小的鳥群和大的鳥群中用于傳遞信息的波或許不一樣，而在中等大小的鳥群中甚至沒有哪一種波能起到作用。正是因?yàn)檫@種鳥群無法通過集體波來傳遞信息，它們才容易散開，這也解釋了為何鳥群的大小總會(huì)受到特定的限制。
此前關(guān)于鳥群集體行為的研究表明，鳥類在成群飛行時(shí)，喜歡在彼此之間保持固定的距離。當(dāng)一只鳥轉(zhuǎn)向時(shí)，它的鄰居也會(huì)調(diào)整自身的位置，從而造成鳥群中密度的波動(dòng)，產(chǎn)生一陣向外的密度波，正是這種密度波在整個(gè)鳥群中起到了通訊的作用。然而，近期一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn)，鳥群中的信息可能還是通過飛行方向變化的波，或者說“自旋”來傳播更為有效。當(dāng)一只鳥改變飛行方向時(shí)，它周圍的所有鳥都隨即改變方向，這一信息就向外傳播開來——就跟磁性材料中的自旋波一樣。
來自意大利國(guó)家研究委員會(huì)的Andrea Cavagna和同事們近期在連續(xù)極限上使用了這一自旋波模型，把鳥當(dāng)作一個(gè)大的水動(dòng)力系統(tǒng)中的液體成分，自旋波和密度波都存在，但有時(shí)候它們還沒傳播多遠(yuǎn)就減弱消失了。研究者發(fā)現(xiàn)，在小型鳥群中，只有自旋波能傳播，在大型鳥群中密度波則占主導(dǎo)地位，而在中等大小的鳥群中，兩種波都無法傳播，就使得這一大小的鳥群無法穩(wěn)定存在。研究結(jié)果對(duì)其他動(dòng)物群體也有啟發(fā)作用，如魚群和哺乳動(dòng)物群。（撰文：Michael Schirber，翻譯：丁家琦）
原文鏈接：http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.114.218101
論文地址：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.218101
