椋鳥,百萬只齊飛,隊形飄忽不定,像空中漂浮的一片云霧,輕巧剔透,幻化莫測。
空中升沉回旋的椋鳥,沒有固定隊形,隨意改變飛翔偏向,卻能連結鳥群整體不分離,沒有一只鳥兒落伍。堆積在一路的鳥群像一只鳥兒一樣矯捷,天空是它自由遨游的舞臺。
黃昏時分,當作千上萬只椋鳥在空中調集,多次變換隊形飄動。在空中完當作半個小時的飛翔表演后,群鳥才閉幕回家歇息。群飛的鳥兒不僅揭示了曼妙舞姿,更是炫耀了速度與靈動。若是有獵鷹之類的猛禽來捕獵,鳥群會實時轉彎遁藏捕獵者,動作火速卻能連結隊形不分離。獵鷹沒法沖散鳥群,只能鎩羽而歸。
鳥群的速度有多快?平均時速60公里/小時,鳥兒在高速下飛轉一個急彎,而不會跟火伴發生抵觸觸犯。試想一下,在6車道的高速路上,6輛汽車并行,您要做到跟其他司機同時轉彎。顛末多次操練磨合之后,您們可以做到同步。此刻再加一個前提,6輛車并行時,對面有一輛變亂車迎面沖過來,您們6位司機能不克不及做到同時遁藏變亂車而互不干擾呢?
椋鳥群能做到同時遁藏游隼而互不干擾,它們怎么能在高速飛翔時,上萬只鳥如統一只鳥一樣矯捷多變?
集體翱翔
丹麥沿海濕地,春天的椋鳥群跨越了100萬只。薄暮群飛時,遮天蔽日,本地人把它們叫做“黑太陽”。
單只椋鳥融入集體,構成了整體的鳥群。集體賜賚我力量,跟集體在一路,平安壯大有保障。當作千上萬雙眼睛和耳朵一路尋找食物,還能包管在第一時候發現不懷好意的捕獵者。獨身是危險的,獨自飛翔的椋鳥很輕易被猛禽追捕,但跟集體在一路就紛歧樣了,只要不落單,猛禽捉不到。調集當作群之后的難題是,如何跟集體連結同步運行呢?
古羅馬人相信,椋鳥群獲得了神的指示,它們在飛翔中被神指導,才能萬鳥如一,隨心飛翔。20宿世紀初的科學家跟古羅馬人差不多,他們在摸索鳥兒們的心靈感應,認為只有集體思維連結一致,才能配合步履。
神話的色彩逐年褪去,高速攝像機捕獲到細節,計較機模擬群鳥的飛翔,萬鳥如一的奧秘一步步被解開了。跟神秘力量節制集體的設法完全相反,群鳥齊飛的道理很簡單直接:不去理會合體有多大,只要跟從您的擺布隊友就行。
專業名稱叫做:自覺的協同動作。每只鳥飛翔時,遵守3條法則,1是避免碰撞,2是連結速度一致,3是別人轉彎我也轉。再具體一點兒,每只鳥只要跟四周7只鳥協調步履,百萬只鳥群就能聚而不散。跟您在車輛的大水中一樣,您存眷的只是前后擺布的車輛,每人都如斯,整體交通就能連結運行暢達。[知道日報-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]
震動波
鳥兒集群而飛,有2種環境,一是排隊飛,二是當作團飛。
秋天來了,飛往南邊的大雁一會兒排當作一字,一會兒排當作人字。遠程遷移鳥類排當作隊列飛,領隊最吃力氣,需要經常換鳥帶隊,而步隊里的鳥兒只要跟著領隊就能輕松飛翔了。
當作團飛的鳥兒不飛遠程,一時鼓起的聚會,團聚后各自分離。它們群飛時沒有領隊,變換偏向時看似隨意,卻有紀律。接下來我們來看椋鳥群轉變隊形的細節。
上圖中,獵鷹沖過來時,鳥群中呈現從左到右的波動,像層層波浪升沉翻騰。鳥群中的震動波在受到進犯時呈現,整個團隊反復統一個動作,傳遞被進犯的信息。震動波有2個特點,1是波動因為飛翔偏向改變而發生,鳥群密度不變。2是波動的速度,比團隊自己的飛翔速度快。
遠看密密麻麻堆在一塊兒的鳥群,近看時您會發現鳥兒之間的勾當空間不小,每只鳥身前都留有讓它轉彎的余地。鳥兒閃身遁藏獵鷹時,四周的伙伴也跟著側身遁藏,偏向轉變像波浪一樣層層傳遞,經由過程整個鳥群。而鳥兒變換動作時,依然連結跟伙伴們的距離空間,沒有擠當作一團,也就是說,波動時,鳥群的密度不變。
海浪的升沉速度,比團隊自己的飛翔速度要快。鳥群里有2個速度,一是群鳥飛翔的速度,二是海浪傳遞速度。群鳥飛翔速度為10.6米/秒,而海浪移動的速度是13.4米/秒。波速是鳥群發現敵情后作出改變的速度,也是鳥群中傳遞信息的速度,跟獵鷹沖擊鳥群的速度一致(捕獵鳥速為11到15米/秒)。
震動波只在特定環境下發生,當鳥群反復側翻動作時才有震動波,若是鳥群加快進步的話,我們看不到天空中的海浪升沉。震動波傳遞的速度跟2個身分有關,1是距離距離,2是聯動數目。
距離距離
距離距離有個高峻上的名稱叫做拓撲距離,是指您跟四周伙伴之間的距離,按照環境而轉變,不是一個固定命值。您的注重力籠蓋規模隨時轉變,四周伙伴離您有100米遠的話,您的存眷規模籠蓋到100米。伙伴離您5米,那您的存眷規模只有5米。
若是鳥群的密度低,也就是鳥兒之間的距離距離遠的話,震動波傳遞的速度會更快。波動速度很有趣,鳥兒并不是挨得越近反映越快,而是相反,傳遞信息的鳥兒之間的距離越遠,波的傳遞速度越快。跟點燃狼煙警告敵情一樣,狼煙臺距離越遠,傳遞信息的速度越快。
聯動數目
您在鳥群里,能看到四周15位伙伴的身影,但您不會跟它們都聯動。若是您只存眷擺布2位伙伴的步履,它們轉彎您也轉,那震動波傳遞的速度比力慢。若是您存眷3位伙伴,波動速度能快一點兒。若是您能存眷到四周7位伙伴的步履,它們中有人側翻,您也側翻的話,震動波傳遞的速度會很是快。不外,您跟從聯動的伙伴最多也只是7個,再多您就顧不外來了。
7位聯動已經足夠快了,震動波傳遍400只椋鳥群,只需要0.5秒的時候。在瞻仰天空的人眼里,鳥群同時進退,萬鳥如一。
變換偏向轉個彎
群鳥飛翔,要連結集體變動偏向后不分離,單只鳥不僅要跟四周伙伴的轉彎偏向一致,還要包管轉彎速度一樣。每只鳥的速度紛歧樣的話,鳥兒之間的距離距離會有轉變,整體飛翔速度也會受到影響,有人快有人慢的最后成果是,步隊飛散了,落伍的鳥兒被獵鷹抓住。
連結群體一致,單只鳥在轉彎時有個訣竅,按拍照同的半徑轉彎,轉彎軌跡有交叉。
上圖是羅馬大學團隊繪制的示意圖,紅、綠、藍3條飛翔線路,鳥兒的轉彎半徑不異,路徑交叉。轉彎時不消變換速度,只要連結固定速度就行。轉彎后整個鳥群速度不變,密度不變。群鳥轉彎跟您開車紛歧樣,您在6車道的高速路上,跟同業司機們一路轉左彎,最左側的車轉彎半徑最小,最右側的車轉彎半徑最大。要連結轉彎后速度一致,左側的車速要最慢,右側的車速要最快。公路上的平行路徑轉彎,受到轉彎路徑不克不及交叉的限制,您只能走本身的車道,不克不及跟其它車道交叉。可是鳥兒比您自由,它們能跟其它鳥兒的轉彎路徑交叉,上下或擺布交叉都有,只要不碰撞到伙伴就行。
做集體決議計劃時,信息傳遞得越快,集體的凝集力越強。傳遞信息,越簡單越快。百萬只椋鳥群,沒有心靈感應,只要遵守簡單法例,就能做到萬鳥如一的靈動。天空中飄動的自由,來自于最簡單的秩序支撐。
無論鳥群的群體有多大,您只要跟從四周7位伙伴就行。跟“6度分隔理論”一樣,無論宿世界有多大,您跟目生人之間的距離是6小我,只要經由過程6小我傳遞動靜,您就能跟宿世界上任何一小我搭上話。群體的規模不是關頭,您跟四周人的聯動才是重點。
專注于身邊的伙伴,一同展翅高飛吧,飛得像云像霧又像風。
作者有話說:今天繼續更新鳥類奧秘系列文章,這是第4篇:群飛的鳥。
0 篇文章
如果覺得我的文章對您有用,請隨意打賞。你的支持將鼓勵我繼續創作!