Szpaczki pojawiają się nad Rzymem około zmierzchu, udając się do swoich kurników po dniu żerowania na wsi. W stadach liczących od kilkuset do kilku tysięcy tworzą kręte strumienie, wirujące cylindry, stożki lub wstążki rozrzucone po niebie jak gigantyczne flagi. Kołysając się i zamaczając, przypomnieli Andrei Cavagna, fizykowi z włoskiej National Research Council, atomów wchodzących w miejsce w stanie nadciekłej materii zwanej kondensatem Bosego-Einsteina. Z ciekawości Cavagna zastosował kamerę do rejestrowania lotów. Jak mówi fizyk cząstek, „praca z czymś, co faktycznie można zobaczyć, była odświeżająca”. Ale śledzenie tysiąca ptaków okazało się znacznie bardziej skomplikowane niż miliard miliardów atomów.
Cavagna nie był pierwszym naukowcem zaintrygowanym tymi akrobacjami - znanymi w rzadkim przypadku technicznego języka pokrywającego się z poezją jako „szmery”. Inne zwierzęta, które podróżują w grupach - szkoląc ryby, oczywiście - wykazują tę samą niesamowitą umiejętność ewidentnie poruszaj się z dala od drapieżnika lub w kierunku źródła pożywienia. Pewien dwudziestowieczny ornitolog poważnie zaproponował, aby koordynowali swoje ruchy za pomocą telepatii. Ta możliwość nie znalazła większego wsparcia w biologii. Innym wyjaśnieniem jest to, że sygnał zmiany kierunku pochodzi od jednego lub kilku osobników, prawdopodobnie na peryferiach (tych, które najprawdopodobniej zobaczą zagrożenie) i płynie jak fala przed stadem, jak fala rozchodząca się po stawie z upuszczonego kamyka. To tylko artefakt ludzkiej wizji, którego nie możemy zobaczyć w czasie rzeczywistym. Ale szybkie kamery potrafią to uchwycić, a komputery mogą modelować zachowanie.
Charakter fal polega na tym, że mogą one przemieszczać się przez medium szybciej niż samo medium: dźwięk dzwonka rowerowego dociera do twoich uszu z prędkością znacznie większą niż sam rower lub od wiatru, który kiedykolwiek wiał na ziemię. Biolog z Princeton, Iain Couzin i oceanograf MIT Nicholas Makris, wykazali, że w obecności drapieżnika lub potencjalnego źródła pożywienia lub okazji do odrodzenia fala ruchu przepływa przez ławicę ryb pięć do dziesięciu razy szybciej niż którekolwiek z nich umie pływać - „niewiarygodnie dobrze zorganizowane”, mówi Couzin, „jak balet”. Ryby, które badali, wykazują reakcję progową, zmieniając kurs tylko wtedy, gdy dostatecznie duża część ich widocznych sąsiadów ma.
Jeśli chodzi o szpaczki, Cavagna i jego współpracownicy wykazali ostatnio, że każdy śledzi sześć lub siedem najbliższych szpaków, dostosowując swój lot, aby pozostać zsynchronizowany. W nowej pracy pokazują, w jaki sposób sygnał pochodzący od jednego osobnika może przekroczyć stado szerokości stoczni w ułamku sekundy, praktycznie bez zniekształceń lub zmniejszenia. Równania, które to opisują, to te, które rządzą falami - zamiast, powiedzmy, dyfuzji gazu lub cieczy. W najszerszym tego słowa znaczeniu obowiązują te same prawa, których przestrzegają fotony, gdy stado szpaków napotyka sokoła wędrownego.
Cavagna jest na razie agnostyczny w kwestii ewolucji tak niezwykłej zdolności, choć zakłada, że jej celem jest obrona przed drapieżnikami, które wolą atakować samotne osobniki. „Chcę wiedzieć, jak to robią ptaki” - mówi - „a nie dlaczego”.
Zjawiska falowe pojawiają się w wielu układach biologicznych. Couzin znalazł je w gniazdach niektórych gatunków mrówek, które wykazują falowy wzór podniecenia i spoczynku. Co około 20 minut wybuch aktywności zaczyna się w pobliżu środka gniazda i rozprzestrzenia się na zewnątrz poprzez fizyczny kontakt między osobami. Rysuje analogię do fal mózgowych, spekulując, że oba ewoluowały w celu oszczędzania energii. Aktywność - niezależnie od tego, czy nosi się liść, czy utrwala pamięć - jest metabolicznie droga i nie może być utrzymywana w nieskończoność, więc mrówki lub neurony odpoczywają, dopóki nie otrzymają wskazówki. W swoich niekończących się poszukiwaniach najbardziej wydajnego rozwiązania ewolucja odkrywa w kółko fundamentalną strukturę występującą w całym wszechświecie fizycznym.
Jak zauważa Makris, ludzie czasami zachowują się tak samo. Zastanówmy się nad „falą”, gdy masa krytyczna kibiców na stadionie stoi i podnosi ręce; ruch porusza się po arenie w tempie obliczonym przez węgierskiego fizyka Tamasa Vicseka z prędkością 40 stóp na sekundę.
Ale nie spędzamy dużo czasu w wielopoziomowych rzędach, a społeczeństwo ludzkie niewiele przypomina zwykłą tablicę śledzi. Jesteśmy bombardowani ze wszystkich stron informacjami i kierujemy się motywami o wiele bardziej złożonymi niż ucieczka z tuńczyka. Gdyby ludzi można było prowadzić tak łatwo, jak szpaków, reklama byłaby nauką, a nie sztuką. Fale degradują się i rozpraszają w hałaśliwym lub nieuporządkowanym ośrodku - którym, jak się okazuje, jesteśmy my.
