第八百六十一章 萊維飛行（第2/3頁）

“像鷹這樣的猛禽視野寬廣，在覓食方面無需大動幹戈，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，觀眾更迷惑了。

【獅子，老虎什麽的我不是很確定，但狼不是靠嗅覺嗎？怎麽變成靠視覺了？】

【我的認知受到了極大的挑戰】

【是不是地下河裏的水有毒，方神都喝糊塗了吧？】

【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的例子。

“這樣子說吧，如果在一棟別墅的二樓房間裏放一個鬧鐘，你坐在一樓客廳裏，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源地，在聲音的世界裏這點是沒法做到的。”

【有點懵，但感覺好像又抓住了點什麽（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為也無形中遵守著這點，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布，就像隨機遊動一樣，它的步長和方向都是離散的。盡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，無論捕食者采用哪種覓食策略，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？”

畢方向觀眾提出了疑問。

可不用回答就知道，這個答案是否定的。

“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裏的哪一棟別墅，這就是另外一個數學概念，萊維飛行。”

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

“這是一個比較復雜的概念，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。”

“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眾聽到這裏已經基本懵逼了。

“萊維飛行和布朗運動的步長的不同性質，就直接導致了萊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，萊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，采用的是布朗運動，因為布朗運動有助於‘光盤’——打開和清空一小片區域內的隱藏食物。”