Физики объяснили, как птичьи стаи нарушают третий закон Ньютона
Физики из Института Макса Планка в Дрездене разработали теорию, позволяющую точно моделировать коллективное поведение таких систем, как стаи птиц, косяки рыб или культуры бактерий. В подобных структурах классический принцип равенства действия и противодействия перестает работать в привычном виде. Полученное решение важно также для описания транспортного потока, в котором одновременно двигаются люди-водители и беспилотники.
Невзаимные (или нереципрокные) взаимодействия знакомы не только для орнитологии или биологии клеток, но и для физики элементарных частиц. Сейчас ученые активно изучают квантовую материю, где микрочастицы при определенных условиях взаимодействуют аномальным образом. Физики пытаются выяснить, способны ли обнаруженные исключения из законов Ньютона приводить к зарождению совершенно новых форм коллективного квантового поведения, способных обеспечить, например, создание принципиально новых типов магнетизма.
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлениями третьего закона Ньютона, заложенного в основу классической механики. Когда мы бежим, наши ноги отталкиваются от земли, и земля отвечает нам с равной силой, направленной в противоположную сторону. Этот же принцип объясняет движение автомобилей, лодок и полет воздушного шарика, из которого вырывается воздух. Все эти процессы опираются на фундаментальное правило: любому действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Но природа регулярно демонстрирует исключения из этого незыблемого канона физики.