【一群鳥與尺度不變性】

江南布衣

【一群鳥與尺度不變性】

 

 

鳥類的羽毛在一個關鍵點

羅馬是著名的巨大成群的椋鳥的轉彎通過晚上的天空彷彿指示集體智慧。

 

雖然這些壯觀的顯示屏自古羅馬人著迷，他們還沒有得到有效地描述了一個數學模型。

 

現在，物理學家在意大利已經分析的三維照片，永恆之城的著名羊群使用技術借用統計力學。

 

他們發現，改變方向一鳥的行為可以影響其所有夥伴-無論大小的羊群。

 

這爭論的物理學家，保證了最大的應付環境擾動，如攻擊天敵。

 

這項工作是一項國際合作的一部分，與生物學家，鳥類學家和物理學家稱為StarFlag ，其目的是了解的規則集體動物的行為。

 

“雖然可以建造模型，重現群體行為，通常這些都不是基於一個實證分析觀測數據，“解釋StarFlag成員艾琳賈爾迪納，從因諾琴蒂基金會Sistemi Complessi ， Consiglio Nazionale大街阿爾Ricerche （中央人民廣播電台） 。

 

“我們感受到了科學的理論和實驗之間的對話是失踪。 “

 

 

在三維觀鳥

即使最新的數碼相機和圖像處理軟件，分析成群的鳥是不容易的任務。

 

為了收集數據的三維鳥類，該小組利用立體攝影。

 

這本身提出了挑戰。

 

想像的困難採取高清晰度照片數千遠方的物體，不斷發展，安德烈說Cavagna ，也是一個物理學家在中央人民廣播電台。

 

現在想像這樣做有兩個固定攝像機同時你不能移動。一旦我們建立了，我們只能在一個地方的魚。

 

你有兩個圖片，基本上都充滿了黑點，你要知道誰是誰

安德烈Cavagna ，中央人民廣播電台

 最大的障礙，然而，從相機匹配的數據。

 

你有兩張照片，基本上都充滿了黑點，你要知道誰是誰，說： Cavagna 。

 

這個問題可以說是整個領域舉行了50年。

 

通過處理這個問題作為一個優化問題，科學家們能夠開發基於統計物理算法，並成功地匹配數以千計的鳥類。

 

結果是一個大的數據集合描述的議案個別鳥類，這是當時研究利用數學統計物理量化椋鳥之間的相互作用。

 

前植絨模式已假定，個人與他人互動鳥只在一定範圍內，但意大利隊發現，個人與一個固定的數字交互的近鄰，不管這些鄰國的距離。

 

這意味著，信息的變化方向快速共享任何個人是在整個羊群，它的傳播不僅限於一個根本性的距離尺度。

 

 

關鍵點

這種“規模不變“的關係是重要的，因為它是指示性的關鍵行為發生在一個過渡階段- 當一物質被自發地變換固液，例如。

 

在一個臨界點，最小的擾動可以推到任何一個系統的兩個國家。

 

在大多數物理系統，達到一個臨界點，通過改變外部參數，如溫度。

 

 Cavagna和同事推測，該鳥一群在關鍵時刻，有關的外部參數必須進化硬連線到鳥類的行為，以幫助動物避免掠食者。

 

弗蘭克赫普納，一個鳥類學家從羅得島大學在美國，找到工作的物理學家“卓越“ 。

 

他指出，但是，椋鳥通常不會飛的壯觀編隊出現在夕陽在羅馬。

 

雖然這是絕對合法的要求'他們是怎麼做到的？

 

一個同樣有趣的是從生物學角度來看，為什麼他們不這樣做更頻繁，以及為什麼一些鳥類做？

 

Cavagna承認，以及有助於了解動物行為的集體，他的團隊有很大的借鑒生物學家。

 

他告訴 physicsworld.com 他現在希望用自己的方法對其他成員的動物王國，昆蟲等。

 

這項工作是在描述 訴訟的國家科學院。

 

關於作者

安德烈塔羅尼是一門科學作家總部設在瑞典烏普薩拉

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/43118