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费曼与蚂蚁

时间:2012-04-27 作者: 点击:

  费曼被很多物理学家誉为20世纪爱因斯坦之后最伟大的实证物理学家。在他研究生刚毕业时,就参与了美国制造第一枚原子弹的曼哈顿计划;后来,他又在美国?#21448;?#29702;工学院任教约40年,并在1965年获得了诺贝尔物理学奖。1986年他仅用一杯冰水及一只橡皮垫圈就证明了“挑战者号”出事的原因。

  不过,令这位物理学家声名远扬的远远不止这些,他的邦戈鼓艺高超,甚至能顶替职业鼓手上场表演;他还可以像一位真正的画家一样卖掉?#32422;?#30340;作品;他是开保险柜的专家;他?#19981;?#22312;酒吧里研究科学问题。总之,他的才华,他的幽默,他的率?#36828;?#20026;的恶作剧,令他的一生多姿多彩。同时,他的成长和他的成就,也包含了许多发人深省的启示。下面?#24425;?#30340;一件小事就是费曼与蚂蚁的故事。

  人们常遭遇一些不请自来的昆虫朋友,那成群结队而又行色匆匆的蚂蚁们,也算是人类家中的常客了。对于这些不怎么怕你的小蚂蚁们,你如何看待它们呢?是捏死呢,装作没看到呢??#25925;?#20687;物理大师费曼一样的观察它们?

  理查德·费曼,1918年生于美国,这样一位看似遥不可及的风光大人物,却有着孩童般的好奇与天真。当他在普林斯顿大学当研究生时,他用放大镜观看在常青藤上的蚂蚁,看到蚂蚁用脚在蚜虫身上拍啊拍的,蚜虫便?#32622;?#20986;蜜露,然后蚂蚁将一滴蜜露举起、咬破,“咕嘟”地吸了进去。此时,年轻的费曼由于印证了父亲曾告诉过他的知识,并亲眼见证到这有趣的现象而兴奋地大?#23567;?

  费曼与蚂蚁的交手不仅于此。有一天在宿舍,他又看着逛来逛去的蚂蚁好奇了起来。他想知道蚂蚁是如何?#19994;?#39135;物并告知同伴的。于是他用小纸片和玻璃片(这是两次不同的实验)搬运蚂蚁,设计实验并观察,然后证明后面的蚂蚁会循着前面的蚂蚁留下的“痕迹”确定去向。在离开那间似乎经常有蚂蚁光临的宿舍后多年,他已在?#21448;?#29702;工学院教书了。某日他又看到这些蚂蚁朋友们出现在浴盆周围,?#27605;?#20415;做起了实验。他用糖来引诱蚂蚁、用彩色?#19990;?#36319;踪蚂蚁,一只又一只……从第一只?#19994;教?#30340;蚂蚁留下的曲折路线,第二只?#19994;教?#30340;蚂蚁也跟随着先前那只蚂蚁的路线走回巢?#26657;?#32780;不是沿着?#32422;赫业教?#20043;前的路线往回走。于是费曼推论蚂蚁在?#19994;?#39135;物?#34987;?#30041;下较为强烈的气味来吸引同伴,即使它是一只路痴。

  幸好,往后的蚂蚁并不是每只?#23478;?#27493;一个脚印地跟随着原本那条弯曲的原始路线回家。有的蚂蚁搬着糖急急忙忙往家走,免不了会偏离原始路径,但在一阵乱闯后又会走上原始路径,而且比第一只蚂蚁走得直多了。如此一只只急性子的蚂蚁,就会把路线走得越来越直。费曼在这次的实验里,总共用笔跟踪了8到10只蚂蚁之后,所画下的痕迹已变成?#27605;摺?

  费曼的实验结果跟其他科学家的研究不谋而合。所谓的气味,即为昆虫自身?#32622;?#30340;一?#21482;?#23398;物?#30465;?#36153;洛蒙?#20445;?#29992;气味留下的行走痕迹可称为“气味走廊”。而另一?#27490;?#20110;蚂蚁会走?#27605;?#30340;说法则是:在食物和巢穴这两点间可以有各种路径,但只有最近的那条路径,因为可以最快到达,所以往返的次数多,留下的气味也多,最后其它的蚂蚁便被这气味吸引而选择这条“快捷路径”。

  这一条“快捷路径”的产生方式似乎迷倒了不少科学家,进而发明了“蚁行算法”。时至今日,已有不少人将这一?#23039;?#27861;用在电信、信息、水资源、运输、工厂管理,甚至军事战略上,并?#39029;?#29616;了“群体智慧”和“虫群战?#28020;?#31561;名?#30465;?

  (乔乔摘自《奥秘》2006年第6期)




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