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第八百六十一章 萊維飛行


  狹窄的洞口前,畢方辨認(rèn)著來往于此的動物足跡。

  這些腳印有些留存的時間已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)了。

  旱季的非洲大草原地表干硬,很少會留下足跡,除非是像科莫多龍這樣的巨型爬行動物,尖銳的利爪在自身龐大體重的作用下,會在堅(jiān)硬的地面上留下一排小孔。

  眼前眾人在洞口看到的,大部分都是濕季所留下的。

  倒是洞穴里面有新鮮一些的腳印,爪印,蹄印。

  “沒有大型肉食動物!

  看了半天,畢方確認(rèn)了這件事。

  隨后便檢查了一番四周環(huán)境,確認(rèn)一定范圍內(nèi),這條地下河只有這一個入口,便帶著哈雷在一堆亂石后藏身,準(zhǔn)備守株待兔一番。

  貼著石頭,畢方坐在了地上,打磨著自己的長矛。

  “人類的生活質(zhì)量在最近的幾十年里有了非常大的提升——林立的高樓、繁華的大街、美漫的夜景、這些都已經(jīng)不再是新鮮事了。”

  “科技的快速發(fā)展讓我們的生活品味越來越高,過去被認(rèn)為是奢侈的事情如今很容易就能被實(shí)現(xiàn)。”

  “一日三餐上,也不再只是追求果腹,而是對味覺有了更高品質(zhì)的要求,我們追求‘美食’!

  “然而對于同樣居住于地球上的野生動物們而言,填飽肚子仍然是它們的首要矛盾!

  “食草動物或雜食動物還算樂觀,食物來源比較豐富,只要不是出生在沙漠,戈壁灘那樣的地方,總有東西可以吃!

  “對食肉動物的要求就比較高了,它們必須通過捕獵來獲取食物!

  “捕獵過程中,捕食者需要和獵物斗智斗勇,對精力和體力是雙重考驗(yàn),而且就算捕獵成功,獲得的食物還無法長期保存,甚至有被搶走的風(fēng)險!

  【獵豹:舉雙手贊同】

  【獵豹:是這樣的】

  【為什么要@獵豹(狗頭)】

  【有歧視可以說出來,大家一起,哈哈哈】

  【哈雷:什么B網(wǎng)友】

  畢方將打磨好的長矛背在背上,接著在附近尋找一些帶著較強(qiáng)烈氣味的植物,方便掩蓋自己的身形。

  或許是距離水源點(diǎn)近的緣故,這些在巖石縫隙中長出來的植物都是綠色的,比起先前在草原上看到的明黃色干草要充滿生機(jī)得多。

  “我們這次來非洲大草原的主要任務(wù)之一,就是讓哈雷學(xué)會狩獵,不要等自己獨(dú)自在草原上生活的時候傻乎乎的,肉都吃不上!

  “但是不同種類的捕食者性情、口味和身體條件都有差異,捕食風(fēng)格自然不同,我們也要根據(jù)動物本身的特性進(jìn)行演示!

  “例如獅子老虎和狼的捕食風(fēng)格差異,就體現(xiàn)了貓科動物和犬科動物的差別!

  “獅子老虎身板很壯,行動敏捷,后者更是喜歡獨(dú)來獨(dú)往;灰狼身板和速度較獅子老虎為弱,但群居生活使得灰狼的捕食效率大大提升!

  “加拿大灰狼在捕捉野牛時,在冰雪覆蓋的自然環(huán)境下,會不斷采用包夾騷擾戰(zhàn)術(shù)使野牛群陷入混亂,伺機(jī)攻擊落單的野牛。”

  “像灰太狼那樣,單憑一己之力就想掃蕩羊村的情況是很少見的。”

  【這個例子舉得好啊】

  【舉例子老方一直可以的】

  “和狼相比,作為貓科動物的老虎就顯得高傲不少,哪怕是大眾印象中群體狩獵的獅子里,也有很多雄獅和少數(shù)雌獅喜歡獨(dú)自行動。”

  “貓科動物捕獵講究伏擊,突出一個快狠準(zhǔn),哪怕獵豹是速度之王,很多時候硬追也能追上,但那其實(shí)都是額外成本,能伏擊是最好的選擇!

  “所以,我們演示的重點(diǎn),就是在伏擊上。”

  “不過巧婦難為無米之炊,無論采用怎樣的策略,捕食行動都需要有個大前提,那就是首先要能發(fā)現(xiàn)獵物,否則再高強(qiáng)的捕食能力也屬于紙上談兵。”

  “對野生動物而言,最自然的覓食策略,其實(shí)是單純的遵循布朗運(yùn)動和萊維飛行。”

  布朗運(yùn)動?

  萊維飛行?

  在畢方講如何尋找獵物時,忽然聽到一個物理概念,不少觀眾都有些懵。

  【布朗運(yùn)動是什么鬼?】

  【布朗運(yùn)動是無規(guī)則的吧?這怎么看都和方神的思路不太對啊,以前不都是找痕跡,尋蹤跡的嗎】

  【那么,有沒有人告訴我,萊維飛行是個什么東西?】

  【我讀書少,快告訴我】

  “是這樣沒錯,但找痕跡,尋蹤跡,最后辨別方向的主體是我——一個人類。”

  “對于動物來說,要明確掌握這些東西實(shí)在是太考驗(yàn)它們的腦容量了!

  “多數(shù)站在食物鏈頂端的動物們,例如獅子、老虎、狼、鷹、鱷魚等等,其實(shí)都主要靠視覺來尋找獵物!

  “視覺信號不存在梯度差,看不見就是看不見,沒有動物具有透視眼!

  “像鷹這樣的猛禽視野寬廣,在覓食方面無需大動干戈,但獅子老虎這樣的陸地動物就不得不考慮一下覓食的策略問題!

  “在不知道獵物具體位置的情況下,布朗運(yùn)動是最自然的方法。”

  可還不等畢方解釋完,觀眾更迷惑了。

  【獅子,老虎什么的我不是很確定,但狼不是靠嗅覺嗎?怎么變成靠視覺了?】

  【我的認(rèn)知受到了極大的挑戰(zhàn)】

  【是不是地下河里的水有毒,方神都喝糊涂了吧?】

  【你是不是在騙我】

  一時間,彈幕上滿是質(zhì)疑,或是詢問的聲音。

  “哎,其實(shí)大家對嗅覺的世界了解太少了!

  畢方撓撓頭,畢竟觀眾們沒有和他一樣敏銳的嗅覺。

  感知的差距,讓大家好像隔了兩個世界。

  思索了好一會,他才舉了一個自己覺得比較恰當(dāng)?shù)睦印?br />
  “這樣子說吧,如果在一棟別墅的二樓房間里放一個鬧鐘,你坐在一樓客廳里,單純靠聽覺捕捉,能否準(zhǔn)確判斷出鬧鐘在二樓的哪一個房間呢?”

  “我想大部分人應(yīng)該是做不到的,在嗅覺敏銳的動物世界中,它們的嗅覺,就和我們此時的聽覺起到的作用是一樣的,知道獵物在二樓,可是并不知道在哪個房間,而且嗅覺比聽覺更具有模糊性!

  “只要在一個地方長時間停留,就可以制造出兩個有濃厚氣味的發(fā)源地,在聲音的世界里這點(diǎn)是沒法做到的!

  【有點(diǎn)懵,但感覺好像又抓住了點(diǎn)什么(捂臉)】

  【好像有點(diǎn)道理】

  【不明覺厲】

  “大家對布朗運(yùn)動應(yīng)該不陌生,懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動,一個連續(xù)的隨機(jī)過程!

  “其實(shí)布朗運(yùn)動看起來好像不起眼,但它的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)的一個重大發(fā)展,讓人類對宇宙的理解產(chǎn)生了巨大影響!

  “自然界中許多生物的行為也無形中遵守著這點(diǎn),進(jìn)行布朗運(yùn)動的動物,就像是來到的二樓,隨機(jī)進(jìn)入一個房間搜索,并且從數(shù)據(jù)的角度上來說,這還是效率最高的一種方式!

  “它的步長服從正態(tài)分布,就像隨機(jī)游動一樣,它的步長和方向都是離散的。盡管布朗運(yùn)動和隨機(jī)游動是兩個概念,也各自發(fā)展出一套不同的理論,但兩者的數(shù)學(xué)本質(zhì)是一樣的,無論捕食者采用哪種覓食策略,發(fā)現(xiàn)獵物的效率實(shí)際上沒有差別!

  “可如果捕食者真的像無頭蒼蠅一樣漫無目的地做布朗運(yùn)動,真的能很有效地找尋到獵物嗎?”

  畢方向觀眾提出了疑問。

  可不用回答就知道,這個答案是否定的。

  “在數(shù)學(xué)上可以證明,布朗運(yùn)動就和分子的自由擴(kuò)散一樣,單位速度的分子在時間  t內(nèi)平均只有根號t的位移量。”

  “捕食者若采用這種方案找尋獵物,可能需要踏遍千山萬水才能成功了。”

  “所以在此之前還有一個判斷鬧鐘是在小區(qū)里的哪一棟別墅,這就是另外一個數(shù)學(xué)概念,萊維飛行。”

  “發(fā)現(xiàn)萊維飛行的是法國數(shù)學(xué)家本華·曼德博的導(dǎo)師保羅·皮埃爾·萊維,他最早發(fā)現(xiàn),生命的許多隨機(jī)運(yùn)動都屬于萊維飛行,同時包含少部分的布朗運(yùn)動。”

  “這是一個比較復(fù)雜的概念,我不就不多解釋了,但有一個例子大家應(yīng)該不陌生,蒼蠅的飛行軌跡,應(yīng)用的就是萊維飛行,這個原理讓它們的飛行軌跡難以捉摸,幫助蒼蠅躲避掠食者還有想要敲扁它們小頭的人類!

  “萊維飛行是一種分形,也就是說不管放大多少倍,看起來還和原來的圖案類似的圖形!

  “更重要的是,萊維飛行屬于隨機(jī)游走,也就是說它的軌跡并不能被準(zhǔn)確預(yù)測,就和蒼蠅的步伐一樣鬼魅。”

  “布朗運(yùn)動有個特點(diǎn),那就是每步的步長集中在一個區(qū)域內(nèi),畫成圖就是鐘形曲線。”

  “萊維飛行就不是這樣,萊維飛行圖中,每步行走的距離就符合冪定律。”

  “也就是說,運(yùn)動中大多數(shù)的步子很短,但有少部分步子很長!

  【我數(shù)學(xué)學(xué)得不好,你說就是你對】

  【完了,又是聽天書的一節(jié)課】

  【可惡,沒點(diǎn)物理和數(shù)學(xué)知識,都沒法荒野求生了嗎?】

  直播間內(nèi)的絕大部分觀眾聽到這里已經(jīng)基本懵逼了。

  “萊維飛行和布朗運(yùn)動的步長的不同性質(zhì),就直接導(dǎo)致了萊維飛行比布朗運(yùn)動更有效率!

  “走了相同的步數(shù)或路程的情況下,萊維飛行位移比布朗運(yùn)動要大得多,能探索更大的空間!

  “這一點(diǎn)對于需要在未知領(lǐng)域打野的生物來說至關(guān)重要。”

  “舉個例子,鯊魚等海洋掠食者在知道附近有食物的情況下,采用的是布朗運(yùn)動,因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動有助于‘光盤’——打開和清空一小片區(qū)域內(nèi)的隱藏食物!

  “但是當(dāng)食物不足,需要開拓新地盤時,海洋掠食者就會放棄布朗運(yùn)動,轉(zhuǎn)而采取萊維飛行的策略!

  【早這么說不就好了,就是碰運(yùn)氣唄】

  【總結(jié):逛該碰運(yùn)氣】

  【我愿稱方神的房間和薛定諤的貓并列!】

  【黑苦蕎麥茶贈送給主播游艇*1——雖然聽不懂,但為方神的專業(yè)點(diǎn)個贊!

  石頭后面,畢方與再次休息的哈雷掃視著四周,想知道有沒有獵物前來。

  同時繼續(xù)和觀眾聊天。

  “08年的時候,一個來自央國和丑國的研究團(tuán)隊(duì)在自然上發(fā)表過一項(xiàng)研究:給大西洋和太平洋的55只不同海洋掠食者,包括絲鯊、劍魚、藍(lán)槍魚、黃鰭金槍魚、海龜和企鵝帶上追蹤器,跟蹤觀察它們在5700天里的運(yùn)動軌跡!

  “在分析了1200萬次它們的動作后,發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)海洋掠食者在食物匱乏時對萊維式運(yùn)動的偏好。”

  “更有趣的是,獵物,比如磷蝦的分布也符合萊維飛行的特征!

  “不僅如此,土壤中的變形蟲、浮游生物、白蟻、熊蜂、大型陸地食草動物、鳥類、靈長動物、原住民在覓食時的路線也有類似的規(guī)律!

  “萊維飛行似乎是生物在資源稀缺的環(huán)境中生存的共同法則。”

  “對于浪跡天涯的動物來說,找到下一頓飯靠的不僅靠運(yùn)氣,還要靠高等數(shù)學(xué)!

  “在對獵物的分布情況幾乎一無所知的情況下,萊維飛行的效率遠(yuǎn)超布朗運(yùn)動,這或許就是它們在碰運(yùn)氣的時候都會轉(zhuǎn)入萊維飛行模式的原因!

  “因此,后來生物學(xué)家們提出了萊維飛行覓食假說,用來概括動物們聽天由命時的風(fēng)騷走位!

  “不過,野生動物聽天由命,不代表哈雷也要聽天由命,我們可以幫助它意識到一些地方碰到獵物的概率會更大,直接在幾個固定的地點(diǎn)做布朗運(yùn)動就好,來幫助它在草原上更好的生存下去!

  【裁判,我舉報對面開掛!】

  【舉報無效!】

  【真幾把牛皮,你是我見過的,第一個在戶外板外一本正經(jīng)講數(shù)學(xué)知識的主播】

  【真就是學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕了。】

  【你以為數(shù)理化沒法荒野生存,其實(shí)只是你知道的太少了,外加沒學(xué)到家(滑稽)】

  跟哈雷在石頭后面坐了半天,終于在中午時分,畢方在草原上遇到自己真正意義上的第一個獵物。

  一只鴕鳥!


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