Фізики пояснили рух пташиних зграй всупереч законам Ньютона

Дослідження колективної поведінки птахів

Як повідомляє НВ — Техно: Міжнародна група дослідників під керівництвом Марини Букової та Родериха Месснера з Інституту фізики складних систем ім. Макса Планка в Дрездені знайшла спосіб застосувати класичні методи теоретичної механіки до невзаємних систем, таких як пташині зграї. Ключем до цього стало введення додаткових штучних змінних, відомих як віртуальні партнери, які запропонував біофізик Рікард Алерт. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature Physics.

Аспекти дослідження

Під час польоту у зграях птахи орієнтуються лише на тих сородичів, які перебувають попереду або поруч, і ігнорують тих, хто летить позаду. Така поведінка суперечить третьому закону Ньютона. Системи з односторонньою взаємодією називаються нереципрокними або невзаємними. Дослідники розробили та довели теорію, яка дозволяє застосовувати класичні методи теоретичної механіки до цих невзаємних систем.

Біофізик Рікард Алерт запропонував створити віртуального партнера для кожного об'єкта, що дозволяє перетворити односторонню взаємодію на взаємну. На практиці це виглядає як штучне моделювання вигаданого птаха перед кожним реальним птахом, розташованим у протилежному напрямку. Автори дослідження також планують з'ясувати, чи призводять винятки із законів Ньютона до нових форм колективної поведінки в квантовій матерії.

Дослідження, опубліковане 18 червня о 00:15, відкриває нові перспективи в розумінні колективної поведінки живих організмів і може мати важливі наслідки для фізики та біології.

Це дослідження є важливим кроком у розумінні динаміки колективної поведінки, оскільки воно впроваджує нові концепції, які можуть змінити підходи до вивчення як природних, так і штучних систем. - Джерело: Nature Physics

Застосування класичних механічних методів до нереципрокних систем може відкрити нові можливості для моделювання складних соціальних і біологічних явищ, таких як:

• поведінка пташиних зграїв
• інших груп організмів

Це, в свою чергу, може мати значний вплив на різні галузі науки і технології.

Розуміння механізмів, що стоять за колективною поведінкою, може бути корисним не лише для вивчення пташиних зграїв, але й для моделювання інших соціальних систем. Наприклад, фізики розробили нові підходи до моделювання натовпів, що відкриває нові горизонти в дослідженні динаміки групових взаємодій.