苍蝇也懂高等数学

安九

比起蚊子，苍蝇的身手似乎更加矫健敏捷，每当我们拿着苍蝇拍蹑手蹑脚地靠近它，以迅雷不及掩耳之势拍下，却发现它更快一步地溜走了。其实，它们之所以能躲过“追杀”，是因为苍蝇也懂高等数学。

这听起来虽然有些不可思议，但东京大学生物学家岛田正作团队发现，家蝇的飞行路线其实属于莱维飞行。简单来说，莱维飞行是一种随机行走，也是一种分形。也就是说，无论将莱维飞行的路线放大多少倍，看起来还是和原来的图案类似。如果用函数来表现莱维飞行的步长，那它就是一个幂函数。总而言之，莱维飞行的短步子较多，长步子较少。与我们熟悉的布朗运动不同，同样是随机运动，布朗运动的步长函数是一个钟形曲线，其短步子较少，而长步子较多。这种差异直接导致了莱维飞行比布朗运动更有效率。在步数或者路程相同的条件下，莱维飞行拥有更多的位移。也就是说，知道如何进行莱维飞行的苍蝇，不仅能探索到更大的空间，还能完美地躲过人类的袭击。

莱维飞行的这种特性，能让野外动物在不被捕捉的情况下，获取更多的食物。自然界的许多生物都精通这一技能，保罗·皮埃尔·莱维最早发现生命的许多随机运动都属于莱维飞行，而不是分子那样的布朗运动。比如，鲨鱼等海洋掠食者在近距离猎杀食物時，采取的就是布朗运动，但当食物不足需要拓展地盘时，则是采取莱维飞行。有研究表明，大多数海洋掠食者在食物匮乏时更偏好选择采用莱维飞行。……