Футбольная команда двигается в борьбе за мяч как единый организм
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Complexity, впервые показано, что прогулка Леви характерна для движения целых соревнующихся групп организмов: футбольных команд.
«Футбол — это борьба за дефицитный ресурс: чтобы победить, команда должна владеть мячом, а в игре есть только один мяч», — говорит профессор Том Фрозе, старший автор исследования из Окинавского института науки и технологий (OIST). —
«Поэтому логично, что отдельные игроки перемещаются таким образом, чтобы балансировать между исследованием далеких и использованием близких ресурсов, избегая слишком долгого пребывания на одном месте и увеличивая свои шансы получить мяч в любой момент. Мы обнаружили, что целые команды действуют точно так же».
От частиц в жидкости до игроков на поле
Сначала прогулки Леви нашли практическое применение в физике: исследователи использовали их для моделирования движения частиц в турбулентных потоках. Было установлено, что частицы, следующие паттернам прогулок Леви, демонстрируют сверхдиффузию (superdiffusion), то есть распространяются быстрее благодаря редким длинным скачкам. Значительный прорыв произошел в 1996 году, когда исследование показало, что странствующие альбатросы используют прогулки Леви при поиске пищи.
Исследователи из OIST использовали данные матча высшей японской футбольной лиги J-League, включающие точные местоположения каждого игрока и мяча с точностью до сантиметра на протяжении всей игры.
«Мы обнаружили, что игроки демонстрируют прогулку Леви при борьбе за мяч — подобно тому, как животные ищут пищу. Как только они получают мяч, их движение отклоняется от паттерна прогулки Леви, и они ведут себя иначе. Мы наблюдали то же самое поведение у центра масс команды (среднего положения всех игроков), что предполагает: команды действуют как единый агент при попытке завладеть мячом», — объясняет Иван Шпуров, первый автор исследования.
Помимо тестирования движений игроков и команд на соответствие модели прогулок Леви, исследователи также выявили сильную корреляцию между степенью выраженности паттерна прогулки Леви у игроков и их средней дистанцией до мяча и центра масс команды. Игроки с более выраженным паттерном прогулок Леви в среднем находились ближе к мячу и центру масс команды.
«Хотя мы не можем утверждать, что прогулка Леви является признаком хорошего футболиста, это позволяет предположить: игроки с ярко выраженными паттернами прогулки Леви более активны и чаще находятся ближе к мячу, что положительно влияет на динамику команды», — добавляет Шпуров.
Различия в степени проявления прогулок Леви также могут дать представление о различных ролях игроков. Например, у вратаря совершенно другой паттерн движения и роль.
Командное мышление
Обнаружив, что не только отдельные футболисты, но и целые команды оптимизируют баланс между исследованием и использованием ресурсов, исследователи продемонстрировали объяснительную силу модели прогулок Леви и предоставили новые сведения о том, как мы — как и другие животные-охотники — работаем вместе для достижения общих целей.
«Хотя мы еще не исследовали механизмы командной согласованности, предыдущие исследования показывают: поведенческое сотрудничество в парах часто связано с повышенной синхронизацией мозга — феноменом "сцепления умов", который позволяет двум людям эффективно выполнять совместную деятельность», — объясняет профессор Фрозе.
Новая работа показывает, что группа людей может объединяться и коллективно демонстрировать паттерн прогулки Леви. Это является свидетельством такого рода синхронизации. Это предполагает возможность того, что мы можем проецировать наше мышление за пределы индивидуального сознания на коллективное «я», которое действует как единый интегрированный агент.
Как отмечает профессор Фрозе: «Футболисты не действуют одинаково — это было бы крайне неэффективной тактикой. Вместо этого их индивидуальные действия дополняют друг друга в ответ на игру; поведение команды возникает из поведения ее участников».
Почему мы любим футбол
Это коллективное действие может объяснить популярность командных видов спорта. Учитывая универсальность прогулок Леви (они наблюдаются даже в 50-миллионнолетних окаменелых следах морских ежей и движениях современных охотников-собирателей), возможно, наша увлеченность играми вроде футбола связана с воспроизведением древних стратегий поиска ресурсов.
Способность индивидов координировать свои действия для достижения общей цели также может свидетельствовать о том, что фундаментальные принципы сотрудничества и эффективности находят отклик на глубинном уровне нашего сознания.
Исследование не только подчеркивает распространенность прогулок Леви среди частиц, организмов, а теперь и группового поведения людей, но также открывает новые пути для понимания коллективной динамики. Оно бросает вызов традиционным взглядам на мышление как исключительно индивидуальный процесс и показывает: игроки могут объединяться в команду, которая действует как единое целое.