螢火蟲為什麼會同步閃爍?你真了解生活中的同步現象麼?

2020-12-12 央廣網

央廣網北京11月26日消息 據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超連結》報導,夏夜,我們在郊外經常會看到螢光閃閃,但你知道為什麼成千上萬隻螢火蟲發出的螢光總會同步閃爍嗎?這種同步現象的內在規律能否被精準計算,進而被應用到人類社會更複雜的同步現象或同步任務中呢?西北工業大學教授王震帶來了最新的研究成果為你解答!

細心觀察,生活中的同步現象還有很多

螢火蟲會按照同樣的頻率閃爍,稻田裡的青蛙和樹上的知了會整齊地鳴叫,這些都屬於自然現象。但是,在我們的生命中還有很多平常沒有發現的同步現象,比如我們的大腦。王震教授表示,大腦是由神經網絡組成,每個神經網絡由神經元組成,大腦之所以能有序地工作,是由於神經元的協同作用,這就是一種典型的同步現象。而且,一旦腦神經元不同步作用,就容易產生紊亂,久而久之就形成了阿爾茨海默病。再比如網絡空間輿情也會產生同步,信息最初在不同的時間、地點傳播,但是經過長時間的演化,它會在頻率上同步向外擴展,形成特定的同步。

同步現象的內在機制是什麼?

同步現象存在的領域不同,其內在機制也不同。比如當眾多的無人機需要形成統一的飛行路線、隊形排列的時候,它們的機制就是外在驅動下的「統一指揮」;同樣的,在課堂上班長突然喊「起立」時,大家齊刷刷地站起來,也是統一指揮下的同步機制。而在自然界和生物界中,更多的是靠自身的力量來形成同步現象。比如螞蟻外出覓食的時候,通過釋放信息素找到食物距離洞口最近的路線。目前來說,生物體中同步的內在機制相對複雜,其真正的原因還需要長遠的研究。

同步和人特有的共情能力,是一回事嗎?

有研究顯示,當人們同步鼓掌或者聽音樂的時候,心跳可能會趨於同步。另外,當我們聽一場激動人心的演講時,也會在演講者的調動下跟他形成同步。王震教授表示,在某種程度上,我們可以說這種同步和人的共情能力是有共同的機制的,但是也有區別。

俗話說:惻隱之心,人皆有之。人與人之間感情上的共鳴也可以說屬於同步傾向,一方面,這可能屬於外界驅動或者統一指揮,另一方面,這也有可能源於內在原因,因為後天的成長環境對人們的共情能力有很大影響。

新研究帶來了什麼新發現和新思路?

近日,王震教授所在的團隊將針對同步問題的研究成果發表在了國際頂級期刊《物理評論快報》中。研究團隊發現了高維度條件下實現同步過程中的震蕩現象,這種震蕩現象和傳統二維同步框架的結果有著顯著不同。由於同步現象還具有時間和空間上的維度,而傳統的學術中僅對二維情況做了研究,因此王震教授團隊探究了在不同維度下的同步現象,發現在奇數維中存在震蕩現象。通俗地講,震蕩現象就好比水變成冰、冰變成水的過程,可以理解為一種過渡。

基於目前的基礎性研究和應用研究,王震教授團隊還希望在應用流程方面有所突破。比如這一新的研究發現可以應用於智能決策領域,通過跟腦科學結合,把決策認知結合起來,在未來實現腦控無人機、腦控無人車等新技術。

隨著科學的探索和發現,同步現象中複雜的內在規律也將能夠被人們精準計算,從而在人類社會更複雜的同步任務中進一步應用。

監製:梁悅

記者:富賾

編輯:楊揚 潘雨薇

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