به نقل از اینترستینگانجینیرینگ، قانون سوم نیوتن یکی از بنیادیترین اصول فیزیک است و میگوید هر عملی، عکسالعملی برابر و در جهت مخالف دارد. اما پژوهش جدیدی نشان میدهد که برخی سامانههای جمعی در طبیعت، از جمله دستههای پرندگان، ماهیها، کلونیهای باکتری و حتی گروههای سلولی، ظاهراً از این اصل پیروی نمیکنند.
دانشمندان توضیح میدهند که یک پرنده هنگام پرواز در دسته، عمدتاً به پرندگان جلویی و کناری خود توجه میکند و رفتار خود را بر اساس آنها تنظیم میکند، اما معمولاً به پرندهای که پشت سرش قرار دارد واکنشی نشان نمیدهد. در نتیجه تأثیر میان دو پرنده متقابل و دوسویه نیست و نوعی تعامل یکطرفه شکل میگیرد؛ پدیدهای که در فیزیک با عنوان «برهمکنش غیرمتقارن» یا «غیرمتقابل» شناخته میشود.
این ویژگی سالها یکی از چالشهای اصلی فیزیکدانان بوده است، زیرا بسیاری از ابزارهای رایج برای شبیهسازی و تحلیل سامانههای فیزیکی بر پایه اصل عمل و عکسالعمل طراحی شدهاند. هنگامی که این اصل برقرار نباشد، استفاده از بسیاری از مدلهای کلاسیک دشوار میشود.
اکنون گروهی از پژوهشگران در درسدن آلمان راهکاری ریاضی برای این مشکل ارائه کردهاند. آنها برای هر جزء واقعی در سامانه، یک «همتای فرضی» یا به اصطلاح یک شریک خیالی در نظر گرفتهاند. این اجزای فرضی در دنیای واقعی وجود ندارند، اما به دانشمندان اجازه میدهند رفتارهای یکطرفه را در قالب مدلهای متعارف فیزیک بازسازی و شبیهسازی کنند.
به گفته پژوهشگران، این روش نهتنها دقت شبیهسازی رفتار دستههای پرندگان و سامانههای زیستی را افزایش میدهد، بلکه میتواند در مطالعه مواد کوانتومی، رباتهای گروهی، ازدحامهای هوشمند و دیگر سامانههای پیچیده نیز کاربرد داشته باشد. نتایج این پژوهش در نشریه معتبر «نیچر فیزیکس» منتشر شده است.
این کشف به معنای اشتباه بودن قوانین نیوتن نیست؛ بلکه نشان میدهد برخی سامانههای پیچیده طبیعی رفتاری دارند که برای توصیف دقیق آنها به ابزارهای نظری جدید نیاز است. به بیان دیگر، دانشمندان راهی یافتهاند تا پدیدههایی را که در ظاهر از قوانین کلاسیک فیزیک سرپیچی میکنند، بهتر درک و مدلسازی کنند./فارس
