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费曼与蚂蚁

费曼被许多物理学家誉为20世纪自爱因斯坦以来最伟大的经验物理学家。当他从研究生院毕业时,他参加了制造美国第一颗原子弹的曼哈顿计划。后来,他在加州理工学院任教约40年,并于1965年获得诺贝尔物理学奖。1986年,他只用了一杯冰水和一个橡胶垫圈来证明挑战者号事故的原因。


然而,这位物理学家的名声远不止于此。他的邦戈鼓技术出色,甚至可以作为专业鼓手表演。他也可以像真正的画家一样出售自己的作品。他是打开保险箱的专家。他喜欢在酒吧研究科学问题。简而言之,他的才华、幽默和任性的恶作剧让他的生活丰富多彩。同时,他的成长和成就也包含许多发人深省的启示。下面是一个关于费曼和蚂蚁的小故事。


人们经常会遇到一些不请自来的昆虫朋友,而成群结队匆匆忙忙的蚂蚁也是人类家园的常客。你觉得这些不怕你的小蚂蚁怎么样?是不是捏死了,假装没看见?还是你像物理大师费曼一样观察它们?


理查德·费曼,1918年出生于美国,是一个看似遥不可及的人物,带着孩童般的好奇和天真。当他还是普林斯顿大学的研究生时,他用放大镜看着常春藤藤上的蚂蚁。当他看到蚂蚁用脚拍打蚜虫时,蚜虫分泌出蜜露。然后蚂蚁举起并咬了一滴蜜露,把它吸进“咕嘟咕嘟”的嘴里。这时,年轻的费曼兴奋地喊道,因为他证实了父亲告诉他的话,并且亲眼目睹了这一有趣的现象。


费曼与蚂蚁的斗争不止于此。有一天在宿舍里,他看着蚂蚁再次四处游荡,变得好奇起来。他想知道蚂蚁如何找到食物并告诉它们的同伴。所以他用小纸片和玻璃(这是两个不同的实验)来携带蚂蚁,设计实验并观察它们,然后证明后面的蚂蚁会跟随前面蚂蚁留下的“痕迹”来确定它们的行踪。离开似乎是蚂蚁经常出没的宿舍后,他在加州理工学院任教多年。一天,他看到这些蚂蚁朋友又出现在浴缸周围,他立即开始了实验。他用糖引诱蚂蚁,用彩色笔一只接一只地跟着它们...从发现糖的第一只蚂蚁离开的曲折路线,发现糖的第二只蚂蚁沿着前一只蚂蚁的路线回到它的巢穴,而不是在发现糖之前沿着这条路线往回走。费曼推断,蚂蚁在寻找食物来吸引同伴时会发出强烈的气味,即使它是一个道路傻瓜。


幸运的是,并不是每只蚂蚁在未来都沿着原来的弯曲路线一步一步地回家。一些蚂蚁带着糖冲回家,不可避免地会偏离原来的路径,但是在一阵狂暴之后,它们会沿着原来的路径走,比第一只蚂蚁走得更直。这些冲动的蚂蚁会让路线越来越直。费曼在这个实验中用笔跟踪了总共8到10只蚂蚁,他画的痕迹变成了直线。


费曼的实验结果与其他科学家的一致。所谓的气味是昆虫自身分泌的一种化学物质,即“信息素”。气味留下的痕迹可以称为“气味走廊”。蚂蚁能直走的另一种说法是:在食物和巢穴之间有各种各样的路径,但只有最近的路径,因为它能到达最快的地方,所以它有更多的往返行程,留下更多的气味。最后,其他蚂蚁被这种气味吸引,选择了这条“捷径”。


这个“捷径”的产生方式似乎吸引了许多科学家,然后“蚂蚁算法”被发明了。到目前为止,许多人已经将这套算法应用于电信、信息、水资源、运输、工厂管理,甚至军事战略,出现了“群体智能”和“群体战略”等名词。


(神秘中的乔乔,2006年第6期)


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