苍蝇:没想到吧,我也懂高等数学
2021-03-03司马栩
科学之谜 2021年12期
关键词:效率
司马栩

一只苍蝇落在了小明旁边的餐桌上。他慢慢地靠近苍蝇,打算给这只打扰他吃饭的苍蝇一个永生难忘的教训。此时他离苍蝇已不到一臂的距离,正当他刚产生动作的念头,苍蝇飞走了,小明沮丧地停下来。
苍蝇随后又落在不远的地方。小明故技重施,打算跟之前一样,先慢慢地靠近。但这次他刚移动,苍蝇又飞了起来,在他面前飞了一会,随后落在远处。小明恼羞成怒,抛弃任何战术,选择正面出击,但苍蝇的反应比他敏捷得多— — 他再一次落空,苍蝇迅速飞走,未被伤及分毫。
小明之所以没能成功,是因为苍蝇使用的是大自然最鬼魅的飞行之一——莱维飞行。
莱维飞行以法国数学家保罗·莱维命名,是一种随机的飞行运动,经常会突然转向,没有规律可言,它的二维图像如图二。这种飞行的图形是一种分形几何,而它的特点是,随机选取图形有转折的地方,然后把这块地方放大,无论它放大多少倍,看起来还是跟原来的图形相类似。所以,根据这个图形,我们可以发现,即使苍蝇飞在面前,或者停靠在手上,它的行动依然无法预测。
提到莱维飞行,就不得不提到另外一种随机运动——布朗运动,它的二维图像如图一。粒子的随机运动所遵循的规律就是布朗运动。根据图像,我们可以发现,尽管布朗运动是随机的,但它更多的轨迹集中在某一区域。换句话说,布朗运动依旧有迹可循。
两相比较,莱维飞行的总路程远比布朗运动的要少很多,但是它的覆盖范围比布朗运动更广阔。……
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