第八百六十一章 萊維飛行

狹窄的洞口前,畢方辨認着來往於此的動物足跡。

這些腳印有些留存的時間已經相當久遠了。

旱季的非洲大草原地表乾硬,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,會在堅硬的地面上留下一排小孔。

眼前衆人在洞口看到的,大部分都是溼季所留下的。

倒是洞穴裡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,畢方確認了這件事。

隨後便檢查了一番四周環境,確認一定範圍內,這條地下河只有這一個入口,便帶着哈雷在一堆亂石後藏身,準備守株待兔一番。

貼着石頭,畢方坐在了地上,打磨着自己的長矛。

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

“科技的快速發展讓我們的生活品味越來越高,過去被認爲是奢侈的事情如今很容易就能被實現。”

“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的要求,我們追求‘美食’。”

“然而對於同樣居住於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,捕食者需要和獵物鬥智鬥勇,對精力和體力是雙重考驗,而且就算捕獵成功,獲得的食物還無法長期保存,甚至有被搶走的風險。”

【獵豹:舉雙手贊同】

【獵豹:是這樣的】

【爲什麼要@獵豹(狗頭)】

【有歧視可以說出來,大家一起,哈哈哈】

【哈雷:什麼b網友】

畢方將打磨好的長矛背在背上,接着在附近尋找一些帶着較強烈氣味的植物,方便掩蓋自己的身形。

或許是距離水源點近的緣故,這些在岩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乾草要充滿生機得多。

“我們這次來非洲大草原的主要任務之一,就是讓哈雷學會狩獵,不要等自己獨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,捕食風格自然不同,我們也要根據動物本身的特性進行演示。”

“例如獅子老虎和狼的捕食風格差異,

就體現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,後者更是喜歡獨來獨往;灰狼身板和速度較獅子老虎爲弱,但羣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境下,會不斷採用包夾騷擾戰術使野牛羣陷入混亂,伺機攻擊落單的野牛。”

“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,作爲貓科動物的老虎就顯得高傲不少,哪怕是大衆印象中羣體狩獵的獅子裡,也有很多雄獅和少數雌獅喜歡獨自行動。”

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

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“所以,我們演示的重點,就是在伏擊上。”

“不過巧婦難爲無米之炊,無論採用怎樣的策略,捕食行動都需要有個大前提,那就是首先要能發現獵物,否則再高強的捕食能力也屬於紙上談兵。”

“對野生動物而言,最自然的覓食策略,其實是單純的遵循布朗運動和來維飛行。”

布朗運動?

來維飛行?

在畢方講如何尋找獵物時,忽然聽到一個物理概念,不少觀衆都有些懵。

【布朗運動是什麼鬼?】

【布朗運動是無規則的吧?這怎麼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】

【那麼,有沒有人告訴我,來維飛行是個什麼東西?】

【我讀書少,快告訴我】

“是這樣沒錯,但找痕跡,尋蹤跡,最後辨別方向的主體是我——一個人類。”

“對於動物來說,要明確掌握這些東西實在是太考驗它們的腦容量了。”

“多數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。”

“像鷹這樣的勐禽視野寬廣,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,布朗運動是最自然的方法。”

可還不等畢方解釋完,觀衆更迷惑了。

【獅子,老虎什麼的我不是很確定,但狼不是靠嗅覺嗎?怎麼變成靠視覺了?】

【我的認知受到了極大的挑戰】

【是不是地下河裡的水有毒,方神都喝湖塗了吧?】

【你是不是在騙我】

一時間,彈幕上滿是質疑,或是詢問的聲音。

“哎,其實大家對嗅覺的世界瞭解太少了。”

畢方撓撓頭,畢竟觀衆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的例子。

“這樣子說吧,如果在一棟別墅的二樓房間裡放一個鬧鐘,你坐在一樓客廳裡,單純靠聽覺捕捉,能否準確判斷出鬧鐘在二樓的哪一個房間呢?”

“我想大部分人應該是做不到的,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,可是並不知道在哪個房間,而且嗅覺比聽覺更具有模湖性。”

“只要在一個地方長時間停留,就可以製造出兩個有濃厚氣味的發源地,在聲音的世界裡這點是沒法做到的。”

【有點懵,但感覺好像又抓住了點什麼(捂臉)】

【好像有點道理】

【不明覺厲】

“大家對布朗運動應該不陌生,懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無規則運動,一個連續的隨機過程。”

“其實布朗運動看起來好像不起眼,但它的發現是物理學的一個重大發展,讓人類對宇宙的理解產生了巨大影響。”

“自然界中許多生物的行爲也無形中遵守着這點,進行布朗運動的動物,就像是來到的二樓,隨機進入一個房間搜索,並且從數據的角度上來說,這還是效率最高的一種方式。”

“它的步長服從正態分佈,就像隨機遊動一樣,它的步長和方向都是離散的。儘管布朗運動和隨機遊動是兩個概念,也各自發展出一套不同的理論,但兩者的數學本質是一樣的,無論捕食者採用哪種覓食策略,發現獵物的效率實際上沒有差別。”

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

畢方向觀衆提出了疑問。

可不用回答就知道,這個答桉是否定的。

“在數學上可以證明,布朗運動就和分子的自由擴散一樣,單位速度的分子在時間t內平均只有根號t的位移量。”

“捕食者若採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裡的哪一棟別墅,這就是另外一個數學概念,來維飛行。”

“發現來維飛行的是法國數學家本華·曼德博的導師保羅·皮埃爾·來維,他最早發現,生命的許多隨機運動都屬於來維飛行,同時包含少部分的布朗運動。”

“這是一個比較複雜的概念,我不就不多解釋了,但有一個例子大家應該不陌生,蒼蠅的飛行軌跡,應用的就是來維飛行,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。”

“來維飛行是一種分形,也就是說不管放大多少倍,看起來還和原來的圖桉類似的圖形。”

“更重要的是,來維飛行屬於隨機遊走,也就是說它的軌跡並不能被準確預測,就和蒼蠅的步伐一樣鬼魅。”

“布朗運動有個特點,那就是每步的步長集中在一個區域內,畫成圖就是鐘形曲線。”

“來維飛行就不是這樣,來維飛行圖中,每步行走的距離就符合冪定律。”

“也就是說,運動中大多數的步子很短,但有少部分步子很長。”

【我數學學得不好,你說就是你對】

【完了,又是聽天書的一節課】

【可惡,沒點物理和數學知識,都沒法荒野求生了嗎?】

直播間內的絕大部分觀衆聽到這裡已經基本懵逼了。

“來維飛行和布朗運動的步長的不同性質,就直接導致了來維飛行比布朗運動更有效率。”

“走了相同的步數或路程的情況下,來維飛行位移比布朗運動要大得多,能探索更大的空間。”

“這一點對於需要在未知領域打野的生物來說至關重要。”

“舉個例子,鯊魚等海洋掠食者在知道附近有食物的情況下,採用的是布朗運動,因爲布朗運動有助於‘光盤’——打開和清空一小片區域內的隱藏食物。”

“但是當食物不足,需要開拓新地盤時,海洋掠食者就會放棄布朗運動,轉而採取來維飛行的策略。”

【早這麼說不就好了,就是碰運氣唄】

【總結:逛該碰運氣】

【我願稱方神的房間和薛定諤的貓並列!】

【黑苦蕎麥茶贈送給主播遊艇*1——雖然聽不懂,但爲方神的專業點個贊。】

石頭後面,畢方與再次休息的哈雷掃視着四周,想知道有沒有獵物前來。

同時繼續和觀衆聊天。

“08年的時候,一個來自央國和醜國的研究團隊在自然上發表過一項研究: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天裡的運動軌跡。”

“在分析了1200萬次它們的動作後,發現了大多數海洋掠食者在食物貴乏時對來維式運動的偏好。”

“更有趣的是,獵物,比如磷蝦的分佈也符合來維飛行的特徵。”

“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律。”

“來維飛行似乎是生物在資源稀缺的環境中生存的共同法則。”

“對於浪跡天涯的動物來說,找到下一頓飯靠的不僅靠運氣,還要靠高等數學。”

“在對獵物的分佈情況幾乎一無所知的情況下,來維飛行的效率遠超布朗運動,這或許就是它們在碰運氣的時候都會轉入來維飛行模式的原因。”

“因此,後來生物學家們提出了來維飛行覓食假說,用來概括動物們聽天由命時的風騷走位。”

“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做布朗運動就好,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講數學知識的主播】

【真就是學好數理化,走遍天下都不怕了。】

【你以爲數理化沒法荒野生存,其實只是你知道的太少了,外加沒學到家(滑稽)】

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

一隻鴕鳥!

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