直播之荒野大冒險 第865章 萊維飛行

    第865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。

    倒是洞穴裏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裏有了非常大的提升——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，過去被認為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】

    【為什麼要@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境下，會不斷採用包夾騷擾戰術使野牛群陷入混亂，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裏，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，突出一個快狠准，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。」

    「所以，我們演示的重點，就是在伏擊上。」

    「不過巧婦難為無米之炊，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萊維飛行。」

    布朗運動？

    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，萊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，你坐在一樓客廳里，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，就可以製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為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，你說就是伱對】

    【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，採用的是布朗運動，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。」

    「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，轉而採取萊維飛行的策略。」

    【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，但為方神的專業點個讚。】

    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。

    同時繼續和觀眾聊天。

    「08年的時候，一個來自央國和丑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隻不同海洋掠食者，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天裏的運動軌跡。」

    「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匱乏時對萊維式運動的偏好。」

    「更有趣的是，獵物，比如磷蝦的分佈也符合萊維飛行的特徵。」

    「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。」

    「萊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，萊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萊維飛行模式的原因。」

    「因此，後來生物學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。】

    【你以為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！