都柏林三一學院的物理學家解開了一個秘密,它解釋了大量個體“振盪器”——從閃爍的螢火蟲到歡呼的人群,從滴答作響的時鐘到點選節拍器——在彼此陪伴時往往會同步。
他們的工作剛剛發表在《物理評論研究》雜誌 上,為一種讓數百萬人感到困惑的現象提供了數學基礎——他們新開發的方程有助於解釋在自然界以及電氣和計算機系統中看到的個體隨機性如何引起同步。
我們早就知道,當一個時鐘的執行速度比另一個時鐘稍快時,物理連線它們可以使它們及時計時。但是,以這種方式使大量時鐘同步被認為要困難得多——甚至不可能,如果它們太多的話。
然而,三位一體研究人員的工作解釋說,即使在非常大的時鐘元件中也可以發生同步。
三一學院諾頓物理學副教授 Paul Eastham 博士說:
“我們開發的方程描述了一組類似鐳射的裝置——充當我們的‘振盪時鐘’——它們基本上解開了同步的秘密。然而,這些相同的方程描述了許多其他型別的振盪器,表明在許多系統中比以前認為的更容易實現同步。
“許多表現出重複行為的東西都可以被視為時鐘,從閃爍的螢火蟲和鼓掌的人群到電路、節拍器和鐳射。獨立地,它們會以略有不同的速率振盪,但當它們組裝成一個元件時,它們的相互影響可以克服這種變化。”
這一新發現具有一系列潛在應用,包括開發使用光訊號處理資訊的新型計算機技術。