椋鸟，百万只齐飞，队形飘忽不定，像空中漂浮的一片云雾，轻盈剔透，变幻莫测。

空中起伏盘旋的椋鸟，没有固定队形，随意改变飞行方向，却能保持鸟群整体不分散，没有一只鸟儿掉队。聚集在一起的鸟群像一只鸟儿一样灵活，天空是它自由翱翔的舞台。

黄昏时分，成千上万只椋鸟在空中集合，多次变换队形飞舞。在空中完成半个小时的飞行表演后，群鸟才解散回家休息。群飞的鸟儿不仅展现了曼妙舞姿，更是炫耀了速度与灵动。如果有猎鹰之类的猛禽来捕猎，鸟群会及时转弯躲避捕猎者，动作敏捷却能保持队形不分散。猎鹰没法冲散鸟群，只能铩羽而归。

鸟群的速度有多快？平均时速60公里/小时，鸟儿在高速下飞转一个急弯，而不会跟同伴发生冲撞。试想一下，在6车道的高速路上，6辆汽车并行，你要做到跟其他司机同时转弯。经过多次练习磨合之后，你们可以做到同步。现在再加一个条件，6辆车并行时，对面有一辆事故车迎面冲过来，你们6位司机能不能做到同时躲避事故车而互不干扰呢？

椋鸟群能做到同时躲避游隼而互不干扰，它们怎么能在高速飞行时，上万只鸟如同一只鸟一样灵活多变？

集体飞翔

丹麦沿海湿地，春天的椋鸟群超过了100万只。傍晚群飞时，遮天蔽日，当地人把它们叫做“黑太阳”。

单只椋鸟融入集体，组成了整体的鸟群。集体赐予我力量，跟集体在一起，安全强大有保障。成千上万双眼睛和耳朵一起寻找食物，还能保证在第一时间发现不怀好意的捕猎者。单身是危险的，独自飞行的椋鸟很容易被猛禽追捕，但跟集体在一起就不一样了，只要不落单，猛禽捉不到。集合成群之后的难题是，怎样跟集体保持同步运行呢？

古罗马人相信，椋鸟群得到了神的指示，它们在飞行中被神引导，才能万鸟如一，随心飞行。20世纪初的科学家跟古罗马人差不多，他们在探索鸟儿们的心灵感应，认为只有集体思维保持一致，才能共同行动。

神话的色彩逐年褪去，高速摄像机捕捉到细节，计算机模拟群鸟的飞行，万鸟如一的秘密一步步被解开了。跟神秘力量控制集体的想法完全相反，群鸟齐飞的原理很简单直接：不去理会集体有多大，只要跟随你的左右队友就行。

专业名称叫做：自发的协同动作。每只鸟飞行时，遵守3条规则，1是避免碰撞，2是保持速度一致，3是别人转弯我也转。再具体一点儿，每只鸟只要跟周围7只鸟协调行动，百万只鸟群就能聚而不散。跟你在车辆的洪流中一样，你关注的只是前后左右的车辆，每人都如此，整体交通就能保持运行通畅。[头条-法兰西is培根-未经授权请勿转载其他平台]

震荡波

鸟儿集群而飞，有2种情况，一是列队飞，二是成团飞。

秋天来了，飞往南方的大雁一会儿排成一字，一会儿排成人字。长途迁徙鸟类排成队列飞，领队最费力气，需要经常换鸟带队，而队伍里的鸟儿只要跟着领队就能轻松飞行了。

成团飞的鸟儿不飞长途，一时兴起的聚会，团聚后各自分散。它们群飞时没有领队，变换方向时看似随意，却有规律。接下来我们来看椋鸟群变化队形的细节。

上图中，猎鹰冲过来时，鸟群中出现从左到右的波动，像层层海浪起伏翻滚。鸟群中的震荡波在受到攻击时出现，整个团队重复同一个动作，传递被攻击的信息。震荡波有2个特点，1是波动由于飞行方向改变而产生，鸟群密度不变。2是波动的速度，比团队本身的飞行速度快。

远看密密麻麻堆在一块儿的鸟群，近看时你会发现鸟儿之间的活动空间不小，每只鸟身前都留有让它转弯的余地。鸟儿闪身躲避猎鹰时，周围的伙伴也跟着侧身躲避，方向变化像海浪一样层层传递，通过整个鸟群。而鸟儿变换动作时，依然保持跟伙伴们的间隔空间，没有挤成一团，也就是说，波动时，鸟群的密度不变。

波浪的起伏速度，比团队本身的飞行速度要快。鸟群里有2个速度，一是群鸟飞行的速度，二是波浪传递速度。群鸟飞行速度为10.6米/秒，而波浪移动的速度是13.4米/秒。波速是鸟群发现敌情后作出改变的速度，也是鸟群中传递信息的速度，跟猎鹰冲击鸟群的速度一致（捕猎鸟速为11到15米/秒）。

震荡波只在特定情况下发生，当鸟群重复侧翻动作时才有震荡波，如果鸟群加速前进的话，我们看不到天空中的波浪起伏。震荡波传递的速度跟2个因素有关，1是间隔距离，2是联动数量。

间隔距离

间隔距离有个高大上的名称叫做拓扑距离，是指你跟周围伙伴之间的距离，根据情况而变化，不是一个固定数值。你的注意力覆盖范围随时变化，周围伙伴离你有100米远的话，你的关注范围覆盖到100米。伙伴离你5米，那你的关注范围只有5米。

如果鸟群的密度低，也就是鸟儿之间的间隔距离远的话，震荡波传递的速度会更快。波动速度很有趣，鸟儿并不是挨得越近反应越快，而是相反，传递信息的鸟儿之间的距离越远，波的传递速度越快。跟点燃烽火警告敌情一样，烽火台间隔越远，传递信息的速度越快。

联动数量

你在鸟群里，能看到周围15位伙伴的身影，但你不会跟它们都联动。如果你只关注左右2位伙伴的行动，它们转弯你也转，那震动波传递的速度比较慢。如果你关注3位伙伴，波动速度能快一点儿。如果你能关注到周围7位伙伴的行动，它们中有人侧翻，你也侧翻的话，震动波传递的速度会非常快。不过，你跟随联动的伙伴最多也只是7个，再多你就顾不过来了。

7位联动已经足够快了，震荡波传遍400只椋鸟群，只需要0.5秒的时间。在仰望天空的人眼里，鸟群同时进退，万鸟如一。

变换方向转个弯

群鸟飞行，要保持集体变更方向后不分散，单只鸟不仅要跟周围伙伴的转弯方向一致，还要保证转弯速度一样。每只鸟的速度不一样的话，鸟儿之间的间隔距离会有变化，整体飞行速度也会受到影响，有人快有人慢的最后结果是，队伍飞散了，掉队的鸟儿被猎鹰捉住。

保持群体一致，单只鸟在转弯时有个诀窍，按照相同的半径转弯，转弯轨迹有交叉。

上图是罗马大学团队绘制的示意图，红、绿、蓝3条飞行线路，鸟儿的转弯半径相同，路径交叉。转弯时不用变换速度，只要保持固定速度就行。转弯后整个鸟群速度不变，密度不变。群鸟转弯跟你开车不一样，你在6车道的高速路上，跟同行司机们一起转左弯，最左侧的车转弯半径最小，最右侧的车转弯半径最大。要保持转弯后速度一致，左侧的车速要最慢，右侧的车速要最快。公路上的平行路径转弯，受到转弯路径不能交叉的限制，你只能走自己的车道，不能跟其它车道交叉。但是鸟儿比你自由，它们能跟其它鸟儿的转弯路径交叉，上下或左右交叉都有，只要不碰撞到伙伴就行。

做集体决策时，信息传递得越快，集体的凝聚力越强。传递信息，越简单越快。百万只椋鸟群，没有心灵感应，只要遵守简单法则，就能做到万鸟如一的灵动。天空中飞舞的自由，来自于最简单的秩序支撑。

无论鸟群的群体有多大，你只要跟随周围7位伙伴就行。跟“6度分隔理论”一样，无论世界有多大，你跟陌生人之间的距离是6个人，只要通过6个人传递消息，你就能跟世界上任何一个人搭上话。群体的规模不是关键，你跟周围人的联动才是重点。

专注于身边的伙伴，一同展翅高飞吧，飞得像云像雾又像风。

#科学有意思#

参考资料：

1： “Interaction ruling animal collective behavior depends on topological rather than metric distance: Evidence from a field study”，by M. Ballerini et al.， PNAS 105, 2008

2：“What underlies waves of agitation in starling flocks”，by C.K. Hemelrijik,et al., Behavioral Ecology and Sociobiology, 2015, 震荡波动图素材取自本文原视频

3：“Information transfer and behavioural inertia in starling flocks”， by A. Attanasi et al., Nature, 2014, 电脑模拟鸟群转弯动图素材取自本文原视频

4：“Organized flight in birds”, by I. Lebar Bajec and F. H. Heppner, Animal Behavior, 2009

附：今天更新自然界里的秘密系列文章，这是第14篇：群飞的鸟。