觅食的足球运动员揭示我们如何团结一致行动

它们都表现出一种称为莱维行走的运动模式，其特征是穿插着偶尔长距离跳跃的一系列短距离局部移动。对于生物体而言，当资源分布稀疏且未知时，这是在开发附近资源与探索新机会之间取得平衡的最优策略。

莱维行走最初是在粒子液体漂移的背景下被描述的，现已发现它能精确描述从冷原子动力学到细菌集群的广泛现象。如今，一项发表在《复杂性》期刊上的新研究首次在相互竞争的生物群体——足球队的运动中发现了莱维行走。该研究的通讯作者、冲绳科学技术大学院大学（OIST）具身认知科学部门负责人汤姆·弗洛泽教授表示："足球是一项关于资源稀缺的游戏：要获胜，球队必须掌控球权，而场上只有一个足球。因此，球员个体通过移动来平衡探索与开发是合理的，这确保他们不会在同一个位置停留太久，同时增加在每个点位获得球权的机会。我们发现整支球队的运动方式完全一致。"

从液体粒子到场上的球员

莱维行走的概念源于法国数学家保罗·莱维，他建立了重尾概率分布的统计模型，该模型后来被曼德博用于描述带有偶然长距离跳跃的随机运动。莱维行走最早应用于物理学领域，研究人员用它模拟湍流中粒子的运动，发现遵循莱维行走模式的粒子具有超扩散性，即因偶尔的长距离跳跃而更快扩散。1996年，这一概念在生物学领域取得重大突破，当时一项研究表明漂泊信天翁在觅食时表现出莱维行走。

OIST研究人员采用日本顶级足球联赛（J联赛）一场比赛的数据，其中包含整场比赛中每位球员和足球厘米级精度的精确位置。该研究第一作者、该部门的博士生伊万·什普罗夫解释道："通过统计检验，我们发现球员在追球时表现出莱维行走——这与动物觅食行为极为相似。一旦获得球权，他们就偏离了莱维行走，可能是受控球互动的限制所致。我们在球队质心（所有球员的平均位置）也观察到相同行为，这表明球队在争夺球权时如同一个独立主体运作。"

除检验球员和球队的莱维行走运动外，研究人员还发现球员表现莱维行走的程度与其距足球的平均距离、以及距球队质心的平均距离存在强相关性：莱维行走模式更显著的球员整体更接近足球和球队质心。什普罗夫指出："虽然不能断定莱维行走是优秀足球运动员的标志，但这表明强烈表现莱维行走的球员更活跃，通常更靠近足球，并能更好地促进团队动态。"莱维行走程度的差异也可揭示不同的球员角色，例如守门员的运动模式和角色就截然不同。

为了团队

研究不仅发现个体足球运动员，整个球队都在优化探索与开发之间的平衡，这证明了莱维行走的解释力，并为我们理解人类及其他群体捕食动物如何协作实现共同目标提供了洞见。弗洛泽教授阐释道："虽然尚未研究团队凝聚力的内在机制，但先前研究表明成对行为协作常与增强的脑间同步相关——即两人能通过思维联结执行共享活动。"

个体汇聚成群体并集体表现莱维行走的新发现，正是此类同步性的证据，可能意味着我们能将认知投射到超越个体边界的集体自我，使其作为单一整合主体行动。正如弗洛泽教授所述："球员行动并非完全一致，那样会是低效战术。相反，他们根据比赛情境互补个体行动，团队行为从队友的个体行为中涌现。"

这种集体行动也可能解释团队运动为何如此流行。鉴于莱维行走的普遍性（已在5000万年前的海胆化石轨迹和当代狩猎采集者运动模式中观察到），我们对足球等运动的迷恋可能源于其对古老觅食模式的重演。个体协调并调整行为以作为统一主体追求共同目标的能力，也可能表明合作与效率的基本原则在原始层面与我们产生共鸣。

该研究不仅强调了莱维行走在粒子、生物体及群体行为中普遍存在，还为理解挑战传统"单脑中心"认知观的集体动力学开辟了新途径，揭示球员能凝聚成表现为集体自我的团队。