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たった1羽の鳥が群れ全体を誘導して方向を変える方法

ムクドリは夕暮れ時にローマの上に現れ、田舎で餌を食べた後、ねぐらに向かいます。 数百から数千の群れで、それらは巨大な旗のように空中に広がる渦巻く円柱、円錐、またはリボンを形成します。 一緒に動き回って、彼らは、イタリア国立研究評議会の物理学者アンドレア・カヴァーニャに、ボーズ・アインシュタイン凝縮と呼ばれる物質の超流動状態で原子が所定の位置に落ちることを思い出させた。 好奇心から、Cavagnaはフライトを記録するためにカメラを配備しました。 素粒子物理学者として、彼は「実際に見ることができるものを扱うのは爽快だった」と言います。しかし、千羽の鳥を追跡することは、10億個の原子よりもはるかに複雑であることが判明しました。

カヴァニャはこれらのアクロバットに興味をそそられる最初の科学者ではありませんでした-詩と一致するまれな技術言語の例で、「つぶやき」として知られています。見かけ上一致して捕食者から離れるか、食物源に向かって移動します。 20世紀の鳥類学者の1人は、テレパシーによって動きを調整することを真剣に提案しました。 その可能性は、生物学であまりサポートされていません。 もう1つの説明は、方向を変える信号は、おそらく周辺(脅威が発生する可能性が最も高い人)の1人または少数の個人から発生し、池に広がる波紋のように、群れを横切る波面として伝わることです落とされた小石から。 それは人間の視覚のアーティファクトであり、リアルタイムで発生するのを見ることができません。 しかし、高速カメラはそれをキャプチャでき、コンピューターは動作をモデル化できます。

媒体自体よりも速く媒体を通過できるのは、波の性質です。自転車のベルの音は、自転車自体よりもはるかに速い速度で、または地球に吹きつけられたどんな風よりも速く耳に届きます。 プリンストンの生物学者Iain CouzinとMITの海洋学者Nicholas Makrisは、捕食者、潜在的な食物源、または産卵の機会がある場合、運動の波が魚の群れのどれよりも5倍から10倍速いことを示しました「信じられないほどよく調整された」と、「バレエのように」Couzin氏は言います。彼らが研究した魚は閾値反応を示し、目に見える隣人の十分に大きな割合がいるときだけコースを変えます。

ムクドリに関しては、Cavagnaと彼の共同研究者は最近、それぞれが6つか7つの最も近いムクドリを追跡し、同期を保つように飛行を調整することを示しました。 新しい論文では、1人の個人から発信された信号が、100ヤード幅の群れをほんの数秒で、どのような歪みや減少もなく通過できるかを示しています。 これを説明する方程式は、気体や液体の拡散ではなく、波を支配する方程式です。 最も広い意味では、ムクドリの群れがハヤブサに出会うと、光子が従うのと同じ法則が働きます。

今のところ、カヴァニャはそのような驚くべき能力の進化については不可知論者ですが、その目的は孤独な個人を攻撃することを好む捕食者から守ることだと考えています。 「鳥がどうやってそれをしているのか知りたい」と彼は言う。

波動現象は多くの生物学的システムに現れます。 クージンは、ある種のアリの巣でそれらを見つけました。それは、覚醒と静止の波状のパターンを示します。 20分ごとに、巣の中央付近で活動の爆発が始まり、個人間の物理的な接触によって外側に広がります。 彼は脳波と類似しており、両方が進化してエネルギーを節約していると推測しています。 葉を運んだり記憶を固めたりする活動は代謝的に高価であり、無期限に維持することはできないため、アリやニューロンはキューを受け取るまで休息します。 最も効率的なソリューションを求める終わりのない検索で、進化は物理的宇宙全体に見られる基本構造を何度も発見します。

マクリスが観察するように、人間は時々同じ行動を示します。 スタジアムで大勢のファンが立ち上がって腕を上げるとき、「The Wave」を検討してください。 運動は、ハンガリーの物理学者Tamas Vicsekが毎秒40フィートで計算した速度で競技場を通過します。

しかし、私たちは多くの時間を階層化された列に座って過ごすことはなく、人間社会はニシンの学校の規則的な配列にあまり似ていません。 私たちはあらゆる面で情報に攻撃されており、マグロを逃れるよりもはるかに複雑な動機に駆られています。 ムクドリのように簡単に人々を導くことができれば、広告は科学であり、芸術ではありません。 ノイズは、ノイズの多い、または無秩序な媒体内で劣化および散逸します。

たった1羽の鳥が群れ全体を誘導して方向を変える方法