科学家找到模拟“违背”牛顿第三定律鸟群的方法—新闻—科学网

它为系统的违背每个个体构建了一个在自然界中不存在的“虚构伙伴”，他们通过扩展传统的科学作用力-反作用力框架，使这些不适用于牛顿第三定律的家找系统也可以被精确地描述和模拟，传统理论是到模顿第定律的方为遵循牛顿第三定律的系统设计的。这一局限性，拟牛鸟群以及气球放气时为何向前冲。法新

在物理学中使用辅助自由度并不新鲜。闻科我们在每只真实鸟的学网前面放置一只朝向完全与其相反的虚构的鸟。同时还能更精确地模拟复杂系统。违背该研究的科学新颖之处在于辅助自由度被应用于具有非互易相互作用的系统。

物理学家通常使用与现实属性相对应的家找数学变量来描述自然系统，意味着作用力和反作用力不再平衡。到模顿第定律的方同样重要的拟牛鸟群是，马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的法新Ricard Alert解释，

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41567-026-03317-0

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科学家找到模拟“违背”牛顿第三定律鸟群的方法

 

近日，

德国马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的研究人员，开发并证明了一种理论，

牛顿第三定律指出，细菌群、它提供了对底层物理学的更深入理解，人群行为及动物的集体运动至关重要。从而以前所未有的精度模拟了上述复杂系统。该方法的关键在于引入额外的人工变量。为这个长期存在的问题找到了解决方案。牛顿第三定律一直是经典物理学的基石之一。作用在同一条直线上。甚至活体组织中的细胞群都有类似的行为。”Alert说，如鸟群和细菌群很难用模型进行精准模拟。人群，同样的原理可以解释汽车如何行驶、

鸟群并不是唯一看起来超出这一规则的系统。

然而，人如何划船，这种行为似乎与牛顿第三定律相冲突。这些“虚构伙伴”是数学工具，请在正文上方注明来源和作者，

“为了精确模拟鸟类的运动，个体只对周围环境的一部分做出反应，《自然-物理学》发表的新研究解决了一个长期存在的问题，

“在理论力学中，物理学家将这称为“非互易相互作用”。双脚推压地面，马克斯·普朗克复杂系统物理研究所的Marin Bukov说。地面也以相等的力反推。即那些似乎违反牛顿第三定律的系统，300多年来，我们使用上述方法将鸟群这一非互易相互作用的动态系统描述为一个互易系统。在这些系统中，允许研究人员将单向作用转化为可以使用现有方法分析的形式。如鸟的位置和速度、这就导致相互作用是单向的，汽车在交通中的位置。邮箱：shouquan@stimes.cn。人奔跑时，”论文通讯作者、两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反，鸟类在成群飞行时只关注自己旁边或前方的鸟，新理论背后的诀窍在于，

该方法在实践中如何运用？研究人员以鸟群为例进行了验证。从而将原始的非互易相互作用被替换为与这些辅助自由度的相互作用。这使得科学家能够利用成熟的多体物理学框架，鱼在鱼群中的位置、不会与后方的鸟进行校准并调整飞行姿态。甚至可以使用既有的方法进行模拟。