迷你世界Laplace 图版 09 — 鸟群

图版 09 · 生命

没有领头的鸟

几千只椋鸟在黄昏里一起转向,像一团会变形的烟。没有谁在指挥,每一只鸟只盯着身边的几个同伴。

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01

一团会变形的烟

冬天的傍晚,成千上万只椋鸟在栖息地上空盘旋,忽而拉长,忽而收拢,像一团有生命的烟。

这片烟里没有领头的鸟。整群鸟的形状,是从每一只鸟各自遵守的几条简单规则里“长”出来的。

模型鸟群 · 1,500 只

02

三条规则

1987 年,计算机图形学家克雷格·雷诺兹只给虚拟的鸟定了三条规则:别撞上身边的同伴;朝同伴们飞的方向飞;别离大家太远。

没有地图,没有队长,鸟群却飞得有模有样。这里的每一只鸟,遵守的就是这三条规则。

03

只看身边的六七只

一只椋鸟顾不过来几千个同伴。2008 年,意大利罗马的研究者用多台相机重建了鸟群里每一只鸟的位置,发现每只椋鸟平均只跟最近的六七只同伴互动,不管它们离得是近是远。

标出的这只鸟,此刻正盯着它最近的七只同伴。

04

一只隼

一只游隼冲进鸟群。离它最近的几只鸟立刻闪避,它们的邻居跟着转向,邻居的邻居又跟着转向……一道转向的波,很快扫过整群鸟。

2010 年,同一个团队发现,即使没有天敌,一只鸟飞行方向和快慢的变化,也与整群鸟的变化相关联;鸟群越大,这种关联伸得越远。

05

为什么要聚在一起

这个问题还没有定论。2017 年,英国研究者整理了公众报告的三千多次椋鸟群飞,发现有猛禽出现时,鸟群往往更大,盘旋得也更久。

他们据此认为,群飞主要是为了躲避捕食者:鸟越多,每一只被抓住的可能越小,猛禽也越难盯住一只。不过这项证据是相关性,还不能直接证明“鸟多更安全”:也可能是大鸟群更容易招来猛禽。

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你来试试

改变每只鸟留意的同伴数量,调强或调弱三条规则,再放出一只隼,看鸟群怎样闪避、又怎样重新聚拢。

试一试把“和同伴保持距离”调到最弱,鸟群会变成什么样?

模型省略了什么

模型里的鸟只遵守三条规则,外加一条:别飞离栖息地太远。真实的椋鸟会转身、俯冲、调整速度,还受风、光线和地形的影响。鸟的数量远少于真实的群飞(真实鸟群可达数万甚至更多),速度和距离也未按比例。

一个常见的误解

鸟群里没有领头的鸟发号施令,也没有哪只鸟需要看清整群的形状。整体的队形,来自每只鸟对身边几个同伴的反应。这种“没有指挥的秩序”,在鱼群、蚁群乃至车流里都能见到。

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