Despite what management gurus may say, it is not always necessary for a group to have a leader. Acting almost like a single body, a group may very well do without one.
Indeed, there are plenty of examples in nature. Shoals of sardines swim, tightly bunched, in the same direction and are quick to avoid predators. Flocks of starlings swirl, displaying astounding co-ordination and speed. At a much smaller scale, bacteria form colonies characterised by collective behaviour. Even the skeleton of a single cell is the result of fascinating self-organisation. Yet we still understand very little of such behaviour, ranging from simply moving forward in a group to whirling bodies and spontaneous congregation. For the first time a research team has proposed a particularly spectacular, controlled experiment to improve our grasp of such collective movement.
"Any phenomenon that persists at various scales is bound to excite a physicist's curiosity," says Denis Bartolo, a faculty member at the Ecole Normale Supérieure in Lyon, France, and lead author of an article published by Nature magazine last November, in partnership with fellow researchers at ESPCI Paris Tech and the National Centre for Scientific Research. Indeed, it was the Hungarian physicist Tamás Vicsek who kindled the community's interest for this natural mystery in 1995.
The French scientists adopted a very basic approach to modelling their "starlings". In their system millions of tiny plastic beads five micrometres in diameter swim through a conducting liquid suspension to which an electric field is applied. Opposite electrical charges accumulate on either side of a bead. This creates a dipole that, just like the needle of a compass, tries to line itself up with the "north" – in the present case, the constant electric field. The bead starts turning, never stopping because the charges keep circulating, upsetting the dipoles. Georg Quincke discovered this rotation effect in 1896 but this is the first time anyone has thought of using it to study collective motion.
To begin with, the beads are like a gas, each one travelling in a random direction. When the scientists increase the density of the beads, a semblance of order begins to appear. They describe two different, self-organised collective states. Initially most of the beads travel in the same direction, but the swarm advances by forming gangs, as if several homogenous groups were coalescing. When more beads are added, the whole swarm starts moving like a single body. "It is the first time that what is known as a 'polar-liquid' state has been observed under experimental conditions," Bartolo explains.
"Some biologists have wondered why animals seem to position themselves near the transition between an ordered and a disordered state. It appears to yield a collective advantage for a swift response to disturbances," says Hugues Chaté, at France's Alternative Energies and Atomic Energy Commission, joint author of many papers on collective motion in fish shoals or individual cells.
The appeal of the approach adopted by Bartolo and his team is its simplicity, individual bodies only interacting due to a single force, which is hydrodynamic in origin.The slipstream generated by any one bead impacts on its neighbours – not only those following. "It's one of the best examples I know for studying these processes in a controlled way," Chaté adds.
"With this system, it is probably not possible perfectly to simulate flocks of birds or other groups in which more than one force needs to be taken into account, but it does retain a minimum number of ingredients yielding qualitative information," Bartolo explains. He is fascinated by the appearance of "gangs" in the group, a trend that at first sight contradicts certain physical principles. "It also gives us ideas about what we should be measuring under natural conditions," he adds. For the time being he is still in his laboratory, observing swarms of beads, which he finds fascinating: "The most difficult thing is actually not to be distracted by the beauty of the patterns.
it also allows us to have an idea about what we should be measuring under natural conditions.
which more than one force needs to be taken into account, but it does retain a minimum number of ingredients yielding qualitative information
Results (
Thai) 1:
[Copy]Copied!
แม้สิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดการอาจจะพูดว่ามันไม่จำเป็นสำหรับกลุ่มที่จะมีผู้นำเสมอ ทำหน้าที่เหมือนตัวเดียวในกลุ่มเป็นอย่างดีอาจทำได้โดยไม่ต้องหนึ่ง.
ที่จริงมีมากมายของตัวอย่างในธรรมชาติ สันดอนของปลาซาร์ดีนว่ายน้ำพัวแน่นไปในทิศทางเดียวกันและมีความรวดเร็วในการหลีกเลี่ยงการล่า ฝูงนกกิ้งโครงหมุน, การแสดงที่น่าประหลาดใจการประสานงานและความเร็วที่มีขนาดเล็กมากแบคทีเรียในรูปแบบอาณานิคมที่โดดเด่นด้วยพฤติกรรมร่วม แม้แต่โครงกระดูกของเซลล์เดียวเป็นผลจากการที่น่าสนใจองค์กรตนเอง แต่เรายังคงเข้าใจน้อยมากของพฤติกรรมดังกล่าวตั้งแต่เพียงการย้ายไปข้างหน้าในกลุ่มเพื่อร่างกายปั่นป่วนและการชุมนุมที่เกิดขึ้นเอง เป็นครั้งแรกที่ทีมวิจัยได้เสนอที่งดงามโดยเฉพาะอย่างยิ่งควบคุมการทดลองเพื่อปรับปรุงความเข้าใจของเราในการเคลื่อนไหวของกลุ่มดังกล่าว.
"ปรากฏการณ์ที่ยังคงอยู่ในระดับที่แตกต่างใด ๆ ที่ถูกผูกไว้เพื่อกระตุ้นความอยากรู้ฟิสิกส์ของ" denis Bartolo คณะกรรมการที่supérieureÉcole Normale ในลียง, ฝรั่งเศสและผู้เขียนนำกล่าวว่า ของบทความที่ตีพิมพ์โดยนิตยสารธรรมชาติพฤศจิกายนที่ผ่านมา,ร่วมกับเพื่อนนักวิจัยที่ espci ปารีสเทคโนโลยีและศูนย์แห่งชาติสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ แน่นอนมันเป็นนักฟิสิกส์ฮังการีTamás vicsek ที่จุดที่น่าสนใจของชุมชนเพื่อความลึกลับของธรรมชาตินี้ในปี 1995.
นักวิทยาศาสตร์ฝรั่งเศสนำวิธีการขั้นพื้นฐานมากที่จะสร้างแบบจำลอง "กิ้งโครง" ของพวกเขาในระบบของพวกเขานับล้านของเม็ดพลาสติกเล็ก ๆ ห้าไมโครเมตรในเส้นผ่าศูนย์กลางว่ายน้ำผ่านของเหลวระงับการดำเนินการที่สนามไฟฟ้าที่นำมาใช้ ค่าใช้จ่ายไฟฟ้าตรงข้ามสะสมที่ด้านข้างของลูกปัดอย่างใดอย่างหนึ่ง นี้สร้างขั้วที่เช่นเดียวกับเข็มของเข็มทิศพยายามที่จะสายตัวเองขึ้นกับ "เหนือ" - ในกรณีปัจจุบันสนามไฟฟ้าคงที่ลูกปัดจะเริ่มเปลี่ยนไม่เคยหยุดเพราะค่าใช้จ่ายให้หมุนเวียน upsetting ไดโพล georg Quincke ค้นพบผลการหมุนนี้ในปี 1896 แต่นี้เป็นครั้งแรกที่ทุกคนมีความคิดของการใช้มันเพื่อการศึกษาการเคลื่อนไหวของกลุ่ม.
จะเริ่มต้นด้วยลูกปัดเป็นเหมือนก๊าซแต่ละคนที่เดินทางไปในทิศทางที่สุ่ม เมื่อนักวิทยาศาสตร์เพิ่มความหนาแน่นของเม็ด,รูปร่างหน้าตาของการเริ่มต้นที่จะปรากฏ พวกเขาอธิบายสองที่แตกต่างกันตนเองจัดรัฐรวม ครั้งแรกส่วนใหญ่ของเม็ดเดินทางไปในทิศทางเดียวกัน แต่ฝูงก้าวหน้าโดยการสร้างแก๊งเช่นถ้ากลุ่มคุณสมบัติเหมือนกันหลายคน coalescing เมื่อลูกปัดมีการเพิ่มฝูงทั้งหมดจะเริ่มต้นที่จะย้ายเช่นเดียวร่างกาย"มันเป็นครั้งแรกที่สิ่งที่เรียกว่า 'ขั้วโลกเหลว' รัฐได้รับการสังเกตภายใต้เงื่อนไขการทดลอง" Bartolo อธิบาย.
"นักชีววิทยาบางคนสงสัยว่าทำไมสัตว์ที่ดูเหมือนจะวางตำแหน่งตัวเองใกล้การเปลี่ยนแปลงระหว่างการสั่งซื้อและ รัฐระเบียบ. ดูเหมือนว่ามันจะให้ผลประโยชน์ร่วมกันสำหรับการตอบสนองอย่างรวดเร็วกับระเบิด "ฮิวจ์กล่าวว่า chate,ที่พลังงานทางเลือกฝรั่งเศสและคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณู, ผู้เขียนร่วมกันของเอกสารจำนวนมากในการเคลื่อนไหวร่วมกันในสันดอนปลาหรือแต่ละเซลล์.
อุทธรณ์ของวิธีการที่ใช้โดย Bartolo และทีมงานของเขาคือความเรียบง่ายของร่างกายของแต่ละบุคคลเท่านั้นที่มีปฏิสัมพันธ์เนื่องจากแรงเดียว ซึ่งเป็นอุทกพลศาสตร์ในการให้กำเนิดบริเวณที่เกิดจากผลกระทบต่อคนใดคนหนึ่งลูกปัดในประเทศเพื่อนบ้าน - ไม่เพียง แต่ผู้ที่ต่อไปนี้ "มันเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ดีที่สุดที่ฉันรู้สำหรับการศึกษากระบวนการเหล่านี้ในลักษณะที่ควบคุมได้" chate เพิ่ม.
"กับระบบนี้ก็อาจเป็นไปไม่ได้อย่างสมบูรณ์แบบในการจำลองฝูงนกหรือกลุ่มอื่น ๆ ที่มากกว่าหนึ่งความต้องการแรง ที่จะนำเข้าบัญชีแต่มันก็ไม่รักษาจำนวนขั้นต่ำของส่วนผสมยอมข้อมูลเชิงคุณภาพ "Bartolo อธิบาย. เขาเป็นที่ประทับใจของการปรากฏตัวของ" แก๊ง "ในกลุ่มที่มีแนวโน้มว่าตั้งแต่แรกเห็นขัดแย้งกับหลักการทางกายภาพบางอย่าง." ก็ยังช่วยให้เรามีความคิดเกี่ยวกับสิ่งที่ เราควรจะวัดภายใต้สภาพธรรมชาติ "เขากล่าวเสริม. ในช่วงเวลาที่มีการที่เขายังคงอยู่ในห้องปฏิบัติการของเขาสังเกตฝูงของเม็ดซึ่งเขาพบที่น่าสนใจ: "สิ่งที่ยากที่สุดเป็นจริงไม่ต้องฟุ้งซ่านโดยความงามของรูปแบบ
มันยังช่วยให้เรามีความคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เราควรจะวัดภายใต้สภาพธรรมชาติ
.. ซึ่งมากกว่าหนึ่งแรงที่จะต้องนำมาพิจารณา แต่จะยังคงมีจำนวนขั้นต่ำของส่วนผสมยอมข้อมูลเชิงคุณภาพ
Being translated, please wait..
