视频：帝王企鹅挤在一起的物理学

就像在球赛上惹恼（是的，我说过）人们一样，帝王企鹅会挥手示意。就像这样：

当企鹅挤在一起时，就会产生波浪，这种行为可以帮助它们在气温可达 -50 摄氏度（-58 华氏度）且风速高达 200 公里/小时（约 120 英里/小时）的环境中保持温暖。数千只企鹅可以挤在一起。偶尔，其中一只企鹅会移动。这会引发整个系统的变化，研究人员将其视为波浪。现在，来自德国和法国的一组研究人员已经弄清楚了这些波浪的数学原理，正如您所做的那样。

研究人员发现，企鹅会立即对周围鸟类的移动做出反应。也就是说，当一只企鹅看到它前面的鸟向前走时，它就会向前走。同时，这一步会诱使它身后的企鹅向前走。一只移动的企鹅也会使它前面的企鹅向前走，依此类推，直到队伍的最前面。将这些调整乘以数千只企鹅，你就得到了企鹅浪潮。

其他研究人员发现，鸟群和鱼群也有类似的行为。虽然人类观察者可能会看到一闪而过的鸟群和鱼群的复杂图案，但任何一只动物都无法对整个群体的外形有一个整体的了解；它只是专注于对邻居的动作做出反应。

为了验证他们的想法，企鹅研究人员编写了一个群体数学模型，然后将该模型的结果与他们对法国南极研究基地杜莫迪维尔和德国诺伊迈尔三号附近的帝王企鹅群落的延时录像进行了比较。

以下是他们的发现：

• 企鹅群中的任何一只都可以发起波浪。只需迈出一步，波浪传播的速度取决于发起者迈出的步伐有多大。
• 企鹅喜欢彼此保持约两厘米的距离。每只企鹅的隔热羽毛层厚度约为 1.2 厘米，因此研究人员认为，企鹅可能只喜欢在挤在一起时稍微接触彼此，这样它们就可以靠得很近，但又不会破坏它们天然的隔热层。
• 两个相邻的企鹅群在传播波浪时可以合并，研究人员在他们的模型和企鹅视频中都发现了这种现象。

企鹅聚在一起仍有一些未解之谜。例如：

• 为什么波浪发起者首先会发起波浪？（他只是在转移重心吗？谁知道呢？）
• 为什么波浪之间通常有 30 秒或更长时间的延迟，在此期间每个人都静止不动？

研究人员今天在《新物理学杂志》上发表了他们的研究成果。