杰出人物 10：图案设计师 Iain Couzin

生命的流动——鸟儿的盘旋、鱼儿逃逸时闪现的银色光芒——看起来神秘而井然有序。伊恩·库津 (Iain Couzin) 是自然界集体行为的建模者，他用数学方法识别了这些模式。他发现某些模式延伸到了原本不相关的生命单位中，无论是细菌还是癌细胞。

普林斯顿大学生态与进化生物学系副教授卡津拍摄动物行为，并用计算机分析录像，以确定动物的集体决策过程，以及个体如何影响它。自亚里士多德时代以来，我们所谓的涌现理论表明，简单的行为可以产生复杂的结果。但卡津正在发现蝗虫成群或鱼群躲避捕食者的具体机制。

小时候在苏格兰长大的 Couzin 很喜欢动物，但由于他的三个兄弟对所有毛茸茸的东西都过敏，所以大多数动物都是被禁止的。“所以我就养了虫子，”他说。“他们对虫子不过敏。我到处都养着它们。”

一天晚上，他看了一部电视纪录片，讲述一位生物学家追踪蚂蚁穿越中美洲的故事。大学毕业后，卡岑来到英国巴斯大学攻读博士学位，希望找到这位明星。在这位生物学家——现就职于布里斯托大学的奈杰尔·弗兰克斯 (Nigel Franks) 的指导下，蚂蚁成为了卡岑的第一个动物系统研究对象。但他说，“我一次只能观察一只蚂蚁。”他解释说，一群蚂蚁可以同时完成多项任务，“而这对于人类来说是不可能观察到的。”作为一名生物学家，他不一定拥有观察集体行为所需的工具，所以他自学了编程。“使用计算机视觉，”他说，“你可以看到所需的数据。”

他仍然直接观察他的研究对象（在英国，他的实验室里有一条蝗虫跑道，在普林斯顿，他养了一个易于拍照的鱼缸，记录鱼的活动），但他使用功能强大的个人电脑和定制软件来获得见解。通过模拟各种生物的行为，然后在抽象中比较这些模型，卡津已经开始确定自然界的某些基本原则。

例如，蝗虫似乎按照与磁性粒子相同的原理排列。事实上，他了解到，准确预测群体行为可能不需要大量关于个体的信息。蝗虫或癌细胞：涉及什么并不重要。收集足够多的蝗虫，卡津的模型显示，它们倾向于一起表现出相似的行为。正如他所说，“从无序到有序的生物转变似乎只需要几个基本原则。”

卡津的发现可能有许多实际用途。人类学、医学和动物学等领域的专家现在经常向他咨询他们自己的研究观点。麻省理工学院和哈佛癌症中心的一名研究人员邀请他来研究癌症转移，卡津正在与伦敦大学学院的一名研究人员合作研究细胞迁移。

最近， 《自然科学院院刊》接受了他关于栖息地破坏对动物迁徙影响的论文。事实证明，卡岑的计算机模型不仅可以识别群体组织，还可以识别群体如何瓦解。从角马到鸟群，该模型表明，栖息地破碎会破坏迁徙。坏消息是：“修复栖息地需要将其恢复到比放弃迁徙时更好的状态，”他说。也许卡岑的工作将有助于创建一支模式探测器队伍，最终可以找出大自然一直以来向我们展示的东西。

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