Скворцы появляются над Римом в сумерках, направляясь к своим ночлегам после дня кормления в сельской местности. В стаях от нескольких сотен до нескольких тысяч они образуют извилистые потоки, вихревые цилиндры, конусы или ленты, распространяющиеся по небу как гигантские флаги. Вращаясь и погружаясь вместе, они напомнили Андреа Каваньи, физику из Национального исследовательского совета Италии, об атомах, падающих на место в сверхтекучем состоянии вещества, называемом конденсатом Бозе-Эйнштейна. Из любопытства Каванья установил камеру для записи полетов. Как физик элементарных частиц, говорит он, «было приятно работать с чем-то, что вы действительно можете увидеть». Но отслеживать тысячу птиц оказалось гораздо сложнее, чем миллиард миллиардов атомов.
Каванья едва ли был первым ученым, которого заинтриговала эта акробатика, известная в редком случае технического языка, совпадающего с поэзией, как «бормотания». Другие животные, которые путешествуют группами, - школьная рыба, наиболее очевидно - показывают ту же сверхъестественную способность двигаться в явном унисон от хищника или к источнику пищи. Один орнитолог 20-го века всерьез предположил, что они координируют свои движения с помощью телепатии. Эта возможность не нашла большой поддержки в биологии. Другое объяснение состоит в том, что сигнал об изменении направления исходит от одного или нескольких особей, вероятно, на периферии (те, которые чаще всего видят угрозу), и распространяется в виде волнового фронта по стаду, как пульсация, распространяющаяся по пруду. из упавшей гальки. Это просто артефакт человеческого зрения, который мы не можем увидеть в реальном времени. Но высокоскоростные камеры могут захватывать его, и компьютеры могут моделировать поведение.
Природа волн заключается в том, что они могут проходить через среду быстрее, чем сама среда: звук велосипедного звонка достигает ваших ушей со скоростью, намного превышающей скорость самого велосипеда или любого ветра, который когда-либо дул на земле. Биолог Принстона Иэн Кузин и океанограф Массачусетского технологического института Николас Макрис показали, что в присутствии хищника, или потенциального источника пищи, или возможности нереста волна движения пересекает стайку рыб в пять-десять раз быстрее, чем любая из них. может плавать - «невероятно хорошо организованный», - говорит Кузин, - «как балет». Рыба, которую они изучали, проявляет пороговую реакцию, изменяя курс только тогда, когда имеет достаточно большую долю своих видимых соседей.
Что касается скворцов, Каванья и его сотрудники недавно показали, что каждый из них отслеживает шесть или семь ближайших скворцов, корректируя свой полет, чтобы оставаться в синхронности. В новой статье они показывают, как сигнал, исходящий от одного человека, может пересекать стадо шириной в сто ярдов за доли секунды, практически без искажений или уменьшений. Уравнения, которые описывают это, являются теми, которые управляют волнами, а не, скажем, диффузией газа или жидкости. В широком смысле, те же законы, которым подчиняются фотоны, действуют, когда стая скворцов встречает сапсана.
На данный момент Каванья агностик в отношении эволюции такой замечательной способности, хотя он предполагает, что ее целью является защита от хищников, которые предпочитают нападать на одиноких людей. «Я хочу знать, как птицы это делают, - говорит он, - а не почему».
Волновые явления проявляются во многих биологических системах. Кузин обнаружил их в гнездах определенных видов муравьев, которые имеют волнообразный характер возбуждения и покоя. Приблизительно каждые 20 минут всплеск активности начинается около середины гнезда и распространяется в результате физического контакта между людьми. Он проводит аналогию с мозговыми волнами, полагая, что оба они эволюционировали для сохранения энергии. Активность - будь то ношение листа или укрепление памяти - является метаболически дорогой и не может поддерживаться бесконечно, поэтому муравьи или нейроны отдыхают до тех пор, пока не получат сигнал. В своем бесконечном поиске наиболее эффективного решения эволюция снова и снова обнаруживает фундаментальную структуру, обнаруживаемую во всей физической вселенной.
Как отмечает Макрис, люди иногда демонстрируют одинаковое поведение. Подумайте над «Волной», когда критическая масса фанатов на стадионе встает и поднимает руки; движение проходит по арене со скоростью, рассчитанной венгерским физиком Тамасом Висеком со скоростью 40 футов в секунду.
Но мы не проводим большую часть нашего времени, сидя в многоуровневых рядах, и человеческое общество не очень похоже на обычную группу школ сельди. Мы засыпаны информацией со всех сторон и руководствуемся мотивами, гораздо более сложными, чем бегство от тунца. Если бы людей можно было вести так же легко, как скворцов, реклама была бы наукой, а не искусством. Волны разлагаются и рассеиваются в шумной или неупорядоченной среде, которая, как выясняется, принадлежит нам.
