少数触发重定向产生宏观级联并增强群体响应性
定量方法
2026-03-12 v2 统计力学
生物物理
摘要
动物和细胞中的集体运动通常表现出快速重定向和无标度速度相关性。这使得信息能够快速在群体中传播，从而对环境变化和捕食者等威胁做出充分的集体响应。为解释这一现象，我们引入了一个简单、生物上合理的机制：少数触发重定向规则。当局部有序度较高时，个体有时会跟随一个强烈偏离的邻居，而不是遵循多数。与传统的群集模型相比，该规则定性地改变了宏观系统行为，因为它能在广泛的参数范围内产生重定向的重尾级联。我们的机制在保持凝聚力的同时显著增强了集体响应性，因为局部定向线索引发了放大的群体级重定向。我们的结果为群集过程中临界类波动和高响应性提供了一条简洁、生物上可解释的途径。
引用
@article{arxiv.2603.07254,
title = {Minority-Triggered Reorientations Yield Macroscopic Cascades and Enhanced Responsiveness in Swarms},
author = {Simon Syga and Chandraniva Guha Ray and Josué Manik Nava-Sedeño and Fernando Peruani and Andreas Deutsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07254},
year = {2026}
}