Špačci se objevují nad Římem kolem soumraku a míří ke svým hájům po dni krmení v přírodě. V hejnech od několika stovek do několika tisíců vytvářejí klikaté proudy, vířící válce, kužely nebo stuhy rozprostřené po obloze jako obří vlajky. Kolem a namáčením společně připomněli Andrea Cavagnovi, fyzikovi Národní rady pro výzkum v Itálii, atomy padající na místo v superfluidním stavu hmoty zvaném Bose-Einsteinův kondenzát. Ze zvědavosti rozmístil Cavagna kameru pro zaznamenání letů. Jako částicový fyzik říká: „bylo osvěžující pracovat s něčím, co ve skutečnosti vidíte.“ Ale sledování tisíců ptáků se ukázalo být mnohem komplikovanější než miliarda miliard atomů.
Cavagna byla sotva prvním vědcem, který byl těmito akrobaty fascinován - známý ve vzácném případě technického jazyka, který se shoduje s poezií, jako „šelest“. Ostatní zvířata, která cestují ve skupinách - rybaření na ryby, zjevně - vykazují stejnou záhadnou schopnost pohybujte se zjevně v souzvuku od dravce nebo ke zdroji potravy. Jeden ornitolog 20. století vážně navrhl, aby své pohyby koordinovali telepatií. Tato možnost nenalezla velkou podporu v biologii. Dalším vysvětlením je, že signál ke změně směru pochází od jednoho nebo několika jedinců, pravděpodobně na periferii (ti, u nichž je největší pravděpodobnost, že uvidí hrozbu), a cestuje jako vlna vpředu přes stádo, jako vlnění šířící se přes rybník z padlého oblázku. Je to jen artefakt lidské vize, že nemůžeme vidět, že se to stane v reálném čase. Vysokorychlostní kamery to však dokážou zachytit a chování počítače mohou modelovat.
Je to povaha vln, které mohou cestovat skrz médium rychleji než samotné médium: Zvuk zvonku kola dosáhne vašich uší rychlostí mnohem větší než samotné kolo, nebo než jakýkoli vítr, který kdy na zemi foukal. Princetonský biolog Iain Couzin a oceánograf MIT Nicholas Makris ukázali, že v přítomnosti dravce, potenciálního zdroje potravy nebo příležitosti k tření se vlna pohybu pohybuje pětkrát až desetkrát rychleji než jakákoli z nich umí plavat - „neuvěřitelně dobře zorganizovaný, “ říká Couzin, „jako balet.“ Ryby, které studovali, vykazují práh odezvy a mění kurz, pouze pokud má dostatečně velká část jejich viditelných sousedů.
Co se týče špačků, Cavagna a jeho spolupracovníci nedávno ukázali, že každý sleduje šest nebo sedm nejbližších špačků a upravuje svůj let tak, aby zůstal synchronně. V novém článku ukazují, jak signál pocházející od jediného jednotlivce může překročit stádo-hejno široký zlomek vteřiny, prakticky bez zkreslení nebo snížení. Rovnice, které to popisují, jsou rovnice, které řídí vlny - spíše než, řekněme, difúze plynu nebo kapaliny. V nejširším smyslu jsou ve hře stejné zákony, které se fotony řídí, když se hejno špačků setká se sokolem stěhovavým.
Cavagna je prozatím agnostický o vývoji takové pozoruhodné schopnosti, ačkoli předpokládá, že jeho účelem je bránit se predátory, kteří dávají přednost útoku na osamělé jedince. "Chci vědět, jak to ptáci dělají, " říká, "ne proč."
Fenomény vln se objevují v mnoha biologických systémech. Couzin je našel v hníztech určitých druhů mravenců, které vykazují vlnový vzor vzrušení a klidu. Každých asi 20 minut začíná výbuch aktivity blízko středu hnízda a šíří se ven fyzickým kontaktem mezi jednotlivci. Kreslí analogii k mozkovým vlnám a uvažuje o tom, že se oba vyvinuly, aby šetřily energii. Aktivita - ať už nesoucí list nebo upevňující paměť - je metabolicky nákladná a nemůže být udržována donekonečna, takže mravenci nebo neurony odpočívají, dokud nedostanou svůj nápověda. Ve svém nekonečném hledání nejúčinnějšího řešení objevuje evoluce znovu a znovu základní strukturu nalezenou v celém fyzickém vesmíru.
Jak poznamenává Makris, lidské bytosti někdy vykazují stejné chování. Zvažte „Vlnu“, když kritická masa fanoušků na stadionu stojí a zvedá ruce; hnutí prochází arénou rychlostí, kterou maďarský fyzik Tamas Vicsek počítal rychlostí 40 stop za sekundu.
Většinu času však neusadíme v řadových řadách a lidská společnost se příliš podobá běžné řadě sledě sleďů. Jsme bombardováni ze všech stran informacemi a jsme poháněni motivy mnohem složitějšími, než uniknout tuňákovi. Pokud by lidé mohli být vedeni stejně snadno jako špačci, reklama by byla vědou, ne uměním. Vlny se rozkládají a rozptylují v hlučném nebo neuspořádaném médiu - což, jak se ukázalo, jsme my.
