Футбольные команды действуют как единое целое

Что общего между альбатросами, кружащимися в поисках пищи, колебаниями фондового рынка и распространением семян по ветру?

Все они демонстрируют тип движений, называемый блужданиями Леви, которые характеризуются чередованием коротких локальных движений, перемежающихся редкими длинными прыжками. Для живых организмов это оптимальная стратегия, позволяющая сбалансировать использование близлежащих ресурсов с исследованием новых возможностей, когда распределение ресурсов является редким и неизвестным.

Первоначально описанные в контексте частиц, дрейфующих в жидкости, блуждания Леви, как оказалось, точно описывают очень широкий спектр явлений – от динамики холодных атомов до скопления бактерий.

И вот теперь исследование, опубликованное в журнале Complexity, впервые обнаружило блуждания Леви в движениях конкурирующих групп организмов: футбольных команд.

“Футбол – это игра, в которой не хватает ресурсов: чтобы победить, команде необходимо владеть мячом, а в игре есть только один мяч”, – говорит профессор Том Фрезе, старший автор исследования и руководитель отдела когнитивных наук в Окинавском институте науки и технологий.

“И поэтому для отдельных игроков имеет смысл двигаться таким образом, чтобы сбалансировать исследование и использование, гарантируя, что они не будут оставаться на одном месте слишком долго, но при этом увеличивая свои шансы получить мяч в каждой точке. Мы обнаружили, что команды в целом действуют точно так же”.

От частиц в жидкости до игроков на поле

Концепция блужданий Леви возникла у французского математика Поля Леви, который разработал статистическую модель распределения вероятностей с тяжелыми хвостами, которая позже была применена Мандельбротом для описания случайных перемещений с редкими прыжками в длину.

Первое практическое применение блуждания Леви нашли в физике, где исследователи использовали их для моделирования движения частиц в турбулентных потоках, обнаружив, что частицы, движущиеся по траекториям блужданий Леви, обладают сверхдиффузией, то есть они распространяются быстрее из-за случайных длинных прыжков.

Эта концепция совершила значительный прорыв в биологии в 1996 году, когда исследование показало, что странствующие альбатросы демонстрируют блуждания Леви во время поиска пищи.

Исследователи Окинавского института науки и технологий использовали данные матча в высшей японской футбольной лиги J-League, которые включали точное местоположение каждого игрока и мяча с точностью до сантиметра на протяжении всей игры.

“С помощью статистических тестов мы обнаружили, что игроки демонстрировали блуждания Леви, когда охотились за мячом, – подобно животным, рыскающим в поисках пищи”.

“Как только они получали мяч, они отклонялись от блужданий Леви, возможно, из-за ограничений, связанных с взаимодействием с мячом. Мы наблюдали такое же поведение в центроиде команды – средней позиции всех игроков – что говорит о том, что команды действуют как индивидуальные игроки, стремясь завладеть мячом”, – объясняет Иван Шпуров, первый автор и аспирант.

Помимо проверки движений игроков и команд с целью выявления блужданий Леви, исследователи также обнаружили сильную корреляцию между степенью, в которой игроки демонстрируют блуждания Леви, и их средним расстоянием до мяча, а также центроида своей команды, обнаружив, что игроки с более выраженными блужданиями Леви в целом были как к мячу, так и к центроиду команды.

“Хотя мы не можем утверждать, что блуждания Леви являются отличительной чертой хорошего футболиста, это говорит о том, что игроки, которые используют блуждания Леви, более активны и в целом находятся ближе к мячу, а также вносят больший вклад в динамику команды”, – говорит Шпуров.

Различия в степени блужданий Леви также могут дать представление о различных ролях игроков. Например, у вратаря совсем другой характер движений и роль.

Один в команде

Обнаружив, что не только отдельные футболисты, но и целые команды стремятся оптимизировать баланс между исследованием и использованием, исследователи продемонстрировали объяснительную силу блужданий Леви и дали представление о том, как мы – и другие животные, охотящиеся в стаях, – работаем вместе для достижения общих целей.

“Хотя мы еще не исследовали глубинные механизмы командной сплоченности, более ранние исследования показали, что поведенческие сотрудничество в парах часто бывает связано с усилением межмозговой синхронизации – открытием того, что два человека могут по сути объединить свои умы для выполнения общей задачи”, – объясняет профессор Фрезе.

Новое открытие, согласно которому группа людей может объединиться и коллективно демонстрировать блуждания Леви, является свидетельством такой синхронности.

Это потенциально позволяет предположить, что мы можем проецировать наше познание за пределы нашего непосредственного “я” в коллективное “я”, которое может вести себя как единый, интегрированный агент.

Как говорит профессор Фрезе: “Не все футболисты действуют одинаково, поскольку это было бы крайне неэффективной тактикой. Вместо этого их индивидуальные действия дополняют друг друга в зависимости от хода игры, а поведение команды вытекает из индивидуального поведения товарищей по команде”.

Это коллективное действие может также объяснить, почему командные виды спорта так популярны. Учитывая универсальность блужданий Леви, которые прослеживаются в окаменелых следах морских ежей возрастом 50 миллионов лет, а также в особенностях передвижения современных охотников-собирателей, вполне возможно, что наше увлечение такими играми, как футбол, проистекает из того, что они отражают очень древние модели поиска пищи.

Способность отдельных людей координировать и адаптировать свое поведение, чтобы действовать как единый организм для достижения общей цели, также может свидетельствовать о том, что фундаментальные принципы сотрудничества и эффективности находят у нас отклик на глубинном уровне.

Исследование не только подчеркивает наблюдаемую распространенность блужданий Леви на примере частиц, организмов, а теперь и группового поведения, но и открывает новые возможности для понимания коллективной динамики, которая бросает вызов традиционным взглядам на познание, ориентированным на единство мозга, показывая, что игроки могут объединяться в команду, которая ведет себя как коллективное “я”.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога