第八百六十一章 莱维飞行

　　狭窄的洞口前，毕方辨认着来往于此的动物足迹。
　　这些脚印有些留存的时间已经相当久远了。
　　旱季的非洲大草原地表干硬，很少会留下足迹，除非是像科莫多龙这样的巨型爬行动物，尖锐的利爪在自身庞大体重的作用下，会在坚硬的地面上留下一排小孔。
　　眼前众人在洞口看到的，大部分都是湿季所留下的。
　　倒是洞穴里面有新鲜一些的脚印，爪印，蹄印。
　　“没有大型肉食动物。”
　　看了半天，毕方确认了这件事。
　　随后便检查了一番四周环境，确认一定范围内，这条地下河只有这一个入口，便带着哈雷在一堆乱石后藏身，准备守株待兔一番。
　　贴着石头，毕方坐在了地上，打磨着自己的长矛。
　　“人类的生活质量在最近的几十年里有了非常大的提升——林立的高楼、繁华的大街、美漫的夜景、这些都已经不再是新鲜事了。”
　　“科技的快速发展让我们的生活品味越来越高，过去被认为是奢侈的事情如今很容易就能被实现。”
　　“一日三餐上，也不再只是追求果腹，而是对味觉有了更高品质的要求，我们追求‘美食’。”
　　“然而对于同样居住于地球上的野生动物们而言，填饱肚子仍然是它们的首要矛盾。”
　　“食草动物或杂食动物还算乐观，食物来源比较丰富，只要不是出生在沙漠，戈壁滩那样的地方，总有东西可以吃。”
　　“对食肉动物的要求就比较高了，它们必须通过捕猎来获取食物。”
　　“捕猎过程中，捕食者需要和猎物斗智斗勇，对精力和体力是双重考验，而且就算捕猎成功，获得的食物还无法长期保存，甚至有被抢走的风险。”
　　【猎豹：举双手赞同】
　　【猎豹：是这样的】
　　【为什么要@猎豹（狗头）】
　　【有歧视可以说出来，大家一起，哈哈哈】
　　【哈雷：什么B网友】
　　毕方将打磨好的长矛背在背上，接着在附近寻找一些带着较强烈气味的植物，方便掩盖自己的身形。
　　或许是距离水源点近的缘故，这些在岩石缝隙中长出来的植物都是绿色的，比起先前在草原上看到的明黄色干草要充满生机得多。
　　“我们这次来非洲大草原的主要任务之一，就是让哈雷学会狩猎，不要等自己独自在草原上生活的时候傻乎乎的，肉都吃不上。”
　　“但是不同种类的捕食者性情、口味和身体条件都有差异，捕食风格自然不同，我们也要根据动物本身的特性进行演示。”
　　“例如狮子老虎和狼的捕食风格差异，就体现了猫科动物和犬科动物的差别。”
　　“狮子老虎身板很壮，行动敏捷，后者更是喜欢独来独往；灰狼身板和速度较狮子老虎为弱，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时，在冰雪覆盖的自然环境下，会不断采用包夹骚扰战术使野牛群陷入混乱，伺机攻击落单的野牛。”
　　“像灰太狼那样，单凭一己之力就想扫荡羊村的情况是很少见的。”
　　【这个例子举得好啊】
　　【举例子老方一直可以的】
　　“和狼相比，作为猫科动物的老虎就显得高傲不少，哪怕是大众印象中群体狩猎的狮子里，也有很多雄狮和少数雌狮喜欢独自行动。”
　　“猫科动物捕猎讲究伏击，突出一个快狠准，哪怕猎豹是速度之王，很多时候硬追也能追上，但那其实都是额外成本，能伏击是最好的选择。”
　　“所以，我们演示的重点，就是在伏击上。”
　　“不过巧妇难为无米之炊，无论采用怎样的策略，捕食行动都需要有个大前提，那就是首先要能发现猎物，否则再高强的捕食能力也属于纸上谈兵。”
　　“对野生动物而言，最自然的觅食策略，其实是单纯的遵循布朗运动和莱维飞行。”
　　布朗运动？
　　莱维飞行？
　　在毕方讲如何寻找猎物时，忽然听到一个物理概念，不少观众都有些懵。
　　【布朗运动是什么鬼？】
　　【布朗运动是无规则的吧？这怎么看都和方神的思路不太对啊，以前不都是找痕迹，寻踪迹的吗】
　　【那么，有没有人告诉我，莱维飞行是个什么东西？】
　　【我读书少，快告诉我】
　　“是这样没错，但找痕迹，寻踪迹，最后辨别方向的主体是我——一个人类。”
　　“对于动物来说，要明确掌握这些东西实在是太考验它们的脑容量了。”
　　“多数站在食物链顶端的动物们，例如狮子、老虎、狼、鹰、鳄鱼等等，其实都主要靠视觉来寻找猎物。”
　　“视觉信号不存在梯度差，看不见就是看不见，没有动物具有透视眼。”
　　“像鹰这样的猛禽视野宽广，在觅食方面无需大动干戈，但狮子老虎这样的陆地动物就不得不考虑一下觅食的策略问题。”
　　“在不知道猎物具体位置的情况下，布朗运动是最自然的方法。”
　　可还不等毕方解释完，观众更迷惑了。
　　【狮子，老虎什么的我不是很确定，但狼不是靠嗅觉吗？怎么变成靠视觉了？】
　　【我的认知受到了极大的挑战】
　　【是不是地下河里的水有毒，方神都喝糊涂了吧？】
　　【你是不是在骗我】
　　一时间，弹幕上满是质疑，或是询问的声音。
　　“哎，其实大家对嗅觉的世界了解太少了。”
　　毕方挠挠头，毕竟观众们没有和他一样敏锐的嗅觉。
　　感知的差距，让大家好像隔了两个世界。
　　思索了好一会，他才举了一个自己觉得比较恰当的例子。
　　“这样子说吧，如果在一栋别墅的二楼房间里放一个闹钟，你坐在一楼客厅里，单纯靠听觉捕捉，能否准确判断出闹钟在二楼的哪一个房间呢？”
　　“我想大部分人应该是做不到的，在嗅觉敏锐的动物世界中，它们的嗅觉，就和我们此时的听觉起到的作用是一样的，知道猎物在二楼，可是并不知道在哪个房间，而且嗅觉比听觉更具有模糊性。”
　　“只要在一个地方长时间停留，就可以制造出两个有浓厚气味的发源地，在声音的世界里这点是没法做到的。”
　　【有点懵，但感觉好像又抓住了点什么（捂脸）】
　　【好像有点道理】
　　【不明觉厉】
　　“大家对布朗运动应该不陌生，悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，一个连续的随机过程。”
　　“其实布朗运动看起来好像不起眼，但它的发现是物理学的一个重大发展，让人类对宇宙的理解产生了巨大影响。”
　　“自然界中许多生物的行为也无形中遵守着这点，进行布朗运动的动物，就像是来到的二楼，随机进入一个房间搜索，并且从数据的角度上来说，这还是效率最高的一种方式。”
　　“它的步长服从正态分布，就像随机游动一样，它的步长和方向都是离散的。尽管布朗运动和随机游动是两个概念，也各自发展出一套不同的理论，但两者的数学本质是一样的，无论捕食者采用哪种觅食策略，发现猎物的效率实际上没有差别。”
　　“可如果捕食者真的像无头苍蝇一样漫无目的地做布朗运动，真的能很有效地找寻到猎物吗？”
　　毕方向观众提出了疑问。
　　可不用回答就知道，这个答案是否定的。
　　“在数学上可以证明，布朗运动就和分子的自由扩散一样，单位速度的分子在时间t内平均只有根号t的位移量。”
　　“捕食者若采用这种方案找寻猎物，可能需要踏遍千山万水才能成功了。”
　　“所以在此之前还有一个判断闹钟是在小区里的哪一栋别墅，这就是另外一个数学概念，莱维飞行。”
　　“发现莱维飞行的是法国数学家本华·曼德博的导师保罗·皮埃尔·莱维，他最早发现，生命的许多随机运动都属于莱维飞行，同时包含少部分的布朗运动。”
　　“这是一个比较复杂的概念，我不就不多解释了，但有一个例子大家应该不陌生，苍蝇的飞行轨迹，应用的就是莱维飞行，这个原理让它们的飞行轨迹难以捉摸，帮助苍蝇躲避掠食者还有想要敲扁它们小头的人类。”
　　“莱维飞行是一种分形，也就是说不管放大多少倍，看起来还和原来的图案类似的图形。”
　　“更重要的是，莱维飞行属于随机游走，也就是说它的轨迹并不能被准确预测，就和苍蝇的步伐一样鬼魅。”
　　“布朗运动有个特点，那就是每步的步长集中在一个区域内，画成图就是钟形曲线。”
　　“莱维飞行就不是这样，莱维飞行图中，每步行走的距离就符合幂定律。”
　　“也就是说，运动中大多数的步子很短，但有少部分步子很长。”
　　【我数学学得不好，你说就是你对】
　　【完了，又是听天书的一节课】
　　【可恶，没点物理和数学知识，都没法荒野求生了吗？】
　　直播间内的绝大部分观众听到这里已经基本懵逼了。
　　“莱维飞行和布朗运动的步长的不同性质，就直接导致了莱维飞行比布朗运动更有效率。”
　　“走了相同的步数或路程的情况下，莱维飞行位移比布朗运动要大得多，能探索更大的空间。”
　　“这一点对于需要在未知领域打野的生物来说至关重要。”
　　“举个例子，鲨鱼等海洋掠食者在知道附近有食物的情况下，采用的是布朗运动，因为布朗运动有助于‘光盘’——打开和清空一小片区域内的隐藏食物。”
　　“但是当食物不足，需要开拓新地盘时，海洋掠食者就会放弃布朗运动，转而采取莱维飞行的策略。”
　　【早这么说不就好了，就是碰运气呗】
　　【总结：逛该碰运气】
　　【我愿称方神的房间和薛定谔的猫并列！】
　　【黑苦荞麦茶赠送给主播游艇＊1——虽然听不懂，但为方神的专业点个赞。】
　　石头后面，毕方与再次休息的哈雷扫视着四周，想知道有没有猎物前来。
　　同时继续和观众聊天。
　　“08年的时候，一个来自央国和丑国的研究团队在自然上发表过一项研究：给大西洋和太平洋的55只不同海洋掠食者，包括丝鲨、剑鱼、蓝枪鱼、黄鳍金枪鱼、海龟和企鹅带上追踪器，跟踪观察它们在5700天里的运动轨迹。”
　　“在分析了1200万次它们的动作后，发现了大多数海洋掠食者在食物匮乏时对莱维式运动的偏好。”
　　“更有趣的是，猎物，比如磷虾的分布也符合莱维飞行的特征。”
　　“不仅如此，土壤中的变形虫、浮游生物、白蚁、熊蜂、大型陆地食草动物、鸟类、灵长动物、原住民在觅食时的路线也有类似的规律。”
　　“莱维飞行似乎是生物在资源稀缺的环境中生存的共同法则。”
　　“对于浪迹天涯的动物来说，找到下一顿饭靠的不仅靠运气，还要靠高等数学。”
　　“在对猎物的分布情况几乎一无所知的情况下，莱维飞行的效率远超布朗运动，这或许就是它们在碰运气的时候都会转入莱维飞行模式的原因。”
　　“因此，后来生物学家们提出了莱维飞行觅食假说，用来概括动物们听天由命时的风骚走位。”
　　“不过，野生动物听天由命，不代表哈雷也要听天由命，我们可以帮助它意识到一些地方碰到猎物的概率会更大，直接在几个固定的地点做布朗运动就好，来帮助它在草原上更好的生存下去。”
　　【裁判，我举报对面开挂！】
　　【举报无效！】
　　【真几把牛皮，你是我见过的，第一个在户外板外一本正经讲数学知识的主播】
　　【真就是学好数理化，走遍天下都不怕了。】
　　【你以为数理化没法荒野生存，其实只是你知道的太少了，外加没学到家（滑稽）】
　　跟哈雷在石头后面坐了半天，终于在中午时分，毕方在草原上遇到自己真正意义上的第一个猎物。
　　一只鸵鸟！