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虽然研究椋鸟的行为明显是生物学家的事，但对于个体三维运动的定量研究则需要只有物理学家才具备的分析能力。在几百张照片上同时分析数千只鸟，以重建单个标本在空间和时间上的轨迹，是我们这个专业的一项典型工作。适用于这些分析的技术与我们为解决统计物理学问题或分析大量实验数据而开发的技术有很多共同之处。
经过近两年的工作，我们在世界上率先拥有了椋鸟群的三维图像。只是通过简单的观察，我们就学到了很多东西。当我们在地面上用肉眼观察鸟阵时，最令人印象深刻的特征之一就是看到它们飞快地变化形状。这一点很难向从未亲眼得见的人描述：天空中飞舞着一片片形状变化无常的物体，它们霎时变得很小，挤压在一起，霎时又延展开来，变来变去，忽而变得几乎看不见，忽而又黑压压一片。无论是形状还是密度都变幻莫测。
曾经有人试图利用计算机重现这种飞行状态，许多飞行模拟都是以大致呈球形的鸟阵为出发点的。然而，我们得到的第一批三维照片向我们展示的鸟阵却更像扁平的圆盘。正是由于这个原因，我们才会看到形状的快速变化：一个盘状物体，根据观察角度的不同，可以呈现不同的形状，从正面看它会变得又大又圆，从侧面看就会变得又小又扁。因此，这种形状和密度巨大而急速的变化是鸟阵与我们的相对方向发生变化时呈现出的三维效果（尼古拉·卡比博在做实验之前曾做出这样的解释，但在没有观测数据的前提下，我们无法证明他的直觉是正确的）。
然而，我们极其惊讶地发现，鸟阵边缘的密度与中心的密度相比，几乎高了30%。椋鸟越是靠近鸟阵边缘就互相离得越近，越接近中心则离得越远。这有点像在拥挤的公共汽车上，越是靠近车门，乘客就越密集，刚上车的人、要下车的人，甚至连要继续留在车上的人都挤在车门旁边。如果我们想当然地把鸟阵中的鸟看作相互吸引的粒子，那么结论就是鸟的密度在中心位置最高，在边缘上会降低。但事实恰恰相反。这些鸟阵的边缘非常清晰，很难见到一只鸟离群索居。这种行为很可能是出于生物学原因，即椋鸟为了抵御游隼的袭击。一只落单的鸟很容易被捕食，鸟阵边缘的鸟彼此之间靠得越近，就越难被游隼抓住。处于边缘的鸟倾向于相互靠近作为防御措施，居中的鸟就不用贴得那么紧来获得安全感，因为它们已经被边上的同伴保护了起来。
还是通过第一批照片，我们发现每只鸟与前后同伴保持的距离往往比与两侧同伴的距离远。这有点像高速公路上的汽车：两辆汽车保持两三米的横向距离是完全正常的，前后车距两米则绝对不可取。
此外，这种前后距离大而两侧距离小的趋势不仅出现在密集的鸟群（平均距离约为80厘米）中，也出现在稀疏的鸟群（平均距离约为2米）中。这种现象并不取决于鸟与鸟之间的距离。我们有理由推测，这不是由动力学问题造成的，不像两架飞机之间总要保持一定距离，以避免对方的湍流，否则，当两只鸟之间的距离更大时，上述现象的效果就会小很多。之所以产生这种现象，是因为它们采取彼此定向的方式，以保持轨迹而不会相撞。