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第105章 鸟群的混沌运动模拟

鸟群

鸟类的飞翔给人以很大的启示,如飞机的模型。那么,通过鸟群的飞翔,人们还可以得到哪些启示呢?每当看到乱糟糟的鸟类群体飞翔,为什么它们不会碰撞?是否具有一定的规律?没有经过研究,谁也找不到问题的答案。那么,为了找到答案,动物学家弗兰克H·赫普纳做了这方面的研究。

当看到一群飞鸟和谐无比地从一个方向转到另一方向,再从空中猛扑下来时,你是否也曾为之着迷过?这些鸟怎么会不相互碰撞的?动物学家弗兰克H·赫普纳为了得到这种问题的答案。他对鸟群的运动方式进行了艰苦的摄影和研究,结果赫普纳得出这样的结论:这些鸟并没有领导者在引路。它们在动态平衡的状态中飞行,鸟群前缘中的鸟以简短的间隔不断地更替着。在未接触混沌理论和计算机之前,赫普纳也无法解释鸟群的运动。

但是,随着混沌理论概念的提出,赫普纳利用混沌理论找到了问题的答案。之后,赫普纳还设计出了一种模拟鸟群可能运动的计算机程序。因此,他确定了以鸟类行为基础的四条简单规则如下:

(1)鸟类或被吸引到一个焦点,或栖息;

(2)鸟类互相吸引;

(3)鸟类希望能够维持定速;

(4)飞行路线也会因阵风等随机事件而改变。

此外,赫普纳用三角形代表鸟。变动每条规则的强度,可使三角形群以人们熟悉的方式在计算机监视器上飞过。赫普纳并不认为他的程序一定说明了鸟群的飞行形式,但是它的确对鸟群运动的方式和原因提出了一种可能的解释。由此可见,混沌理论又一次在数学中起到了作用。

鸟群的混沌运动正是数学某一方面的体现。在研究鸟群运动时,数学也发挥着极其重要的作用。所以说,数学在人类生活中有着极其广泛的应用。我们只有学好数学,才能更好地去解决生活中的问题。