人类在这一点上竟比不过蚂蚁,原因是我们太过自私

人类在这一点上竟比不过蚂蚁,原因是我们太过自私
在狭小通道中也能坚持交通顺利的蚂蚁 关于我国各大城市的上班族,每天两次的交通堵塞都不可避免。令科学家隐晦的是,蚁群在寻食时,很多的蚂蚁会处于搬食回巢和出去寻食的双向活动中,但它们却不会发作拥堵。最近宣布在elife上的一项研讨,提醒了蚂蚁不“堵车”的原因:不同于各怀心思的人类,蚂蚁群有一个一起的方针——为了团体的生计。 来历丨arestechnica等 编译丨石云雷 修改丨杨心舟 不会“塞车”的蚂蚁 相对而言,蚂蚁比人类具有更多的团体行为,算得上是团体行为的模范物种。当一些蚂蚁被离隔时,它们是一个个独自的个别。但它们聚在一起时,更像是一个独自的全体在采纳举动。最近的十年内,科学家也对蚂蚁等多种昆虫的团体行为进行了很多研讨。 2008年,德国科学家在实验室建立了一条微型的、彼此穿插的蚂蚁通道。蚂蚁需求经过这些路途,在巢穴和一个有糖的食物源之间来回匍匐。研讨人员想以此来调查,蚂蚁会在多快的时刻内找到两者之间最短的途径。他们开端猜想蚂蚁会和人群相同,呈现交通堵塞。但是成果却和猜测的天壤之别,实际上一旦去寻食的蚂蚁被转移食物回来巢穴的蚂蚁阻挠时,它们就会再去找一条新的代替途径。 上一年,美国佐治亚理工学院的物理学家Daniel Goldman研讨了火蚁是怎么优化通道发掘功率的。它们挖的通道其实十分狭小,只能刚好让两只火蚁一起经过,但却很少发作拥堵现象。这是由于,当一只火蚁进入已有其他火蚁作业的通道时,它会再去寻觅另一个通道。这确保了在恣意时刻内,只要一部分的火蚁在挖通道。终究30%的火蚁完成了70%的发掘作业量。 与人类的上下班顶峰比较,很多的蚂蚁寻食顶峰时期的交通状况会更好,这一点依然十分奥秘。最近宣布在eLife上的一项研讨显现,即便在很拥堵的条件下,蚂蚁仍能坚持晓畅和高效活动的原因在于,蚁群能够依据环境的改动,采纳恰当的行为。 自习惯确保交通 在最新的一项研讨中,法国图卢兹大学动物认知研讨中心和美国亚利桑那大学的科学家,对阿根廷蚂蚁(Linepithema humile)进行了实验。研讨中,他们使用桥梁将蚂蚁群落与同一个食物源衔接。别的,为了更好地调控蚁群的流转密度,他们给不同巨细的蚁群(从400只到25600只的蚂蚁)别离组织了不同桥面宽度的桥。然后,科学家进行了170次实验,来监测蚂蚁的交通状况,并记载蚂蚁的交通流量(在单位时刻内掩盖给定间隔的蚂蚁数量,q)、匍匐速度(v)和蚂蚁之间磕碰的次数(C)。蚂蚁实验模型 研讨人员发现,当蚂蚁的数量占有桥面积的80%时,交通仍旧能坚持流通和安稳。而在咱们人类的交通中,当行人和轿车才占到路途面积的40%时,交通速度就开端变缓了。 那蚂蚁不会呈现交通拥堵的诀窍是什么呢?研讨人员发现,关键在于蚂蚁能对行为进行自我调理,当蚂蚁的数量添加、交通开端拥堵时,它们能依据环境的需求调整和习惯新的“交通规则”。桥上的蚂蚁密度增大时,蚂蚁的移动速度下降。 比方当蚂蚁进入拥堵的路途时,它们能调理自己的行为,以确保桥上的蚂蚁数量不会超越桥宽所能供给的最大流量。蚂蚁在桥上的交通流量,会跟着蚂蚁的密度先添加,后趋于安稳。 人类的交通状况首要会遭到交通法规、行人或司机之间的沟通(一般是由于呈现了得罪行为)和负反馈行为(比方行人或轿车都想方设法往前挤)的调控。而在蚂蚁的交通中,更多的是正反馈调理(比方跟和顺强化火伴走过的踪影)。蚂蚁之间的沟通会耗费一点时刻,但对整个团体通常是有利的,由于这样能够促进信息的传递。蚂蚁密度添加时,蚂蚁间触摸的次数增多,也会使蚂蚁花交通上的时刻呈线性添加。 而蚂蚁之间的沟通与交通的动态改变也密切相关。2015年宣布的一项研讨中,科学家发现火蚁之间沟通时刻相对较短,只要0.45秒,并且在火蚁到达一个数量阈值之前,它们都能坚持交通流通。 而在新研讨发现,阿根廷蚂蚁的沟通时刻大约要比火蚁快2倍。而更短的沟通时刻也意味着,在更大的交通流量范围内,这些蚂蚁能更快地调理速度,仍旧能坚持交通的流通。 团体高于个别的成果 当然,蚂蚁并不需求恪守人类社会中的交通规则,比方即便面前没有任何轿车需求横穿,轿车司机仍是必须在一个红灯前面停下。“在咱们的社会中,交通拥堵之所以普遍存在,是由于每个人都有自己的意图,”研讨的作者说,“但蚁群中的蚂蚁有一个一起的方针,即团体的生计。因而它们需求团结协作,确保搬回巢穴的食物最多。” 在转移食物时,它们坚持的交通流通性越好,它们越能将更多的食物运回巢穴。除此之外,2008年宣布的一项研讨显现,在个人利益和团体利益之间存在一个天然生成的对立点。正是由于每个人的意图不同,使咱们在交通上需求别的花费30%的时刻。 研讨者以为这是“紊乱的价值”。这也是就算扩宽高速公路,也不会削减人类交通拥堵的一个原因。而能改进人类交通问题的办法,可能是关闭主路上的周围一些岔道,由于这样能够强逼司机像蚂蚁相同,去发现另一条代替途径。 现在,蚁群怎么一向坚持交通流通的机制仍是不知道的。由于这种集群就像是许多粒子在彼此作用的体系,因而经过研讨蚁群中蚂蚁间的协作,咱们能取得一些有用的原理,来协助分子生物学、统计物理学和电子通讯等很多范畴的科学家。这些从蚁群中取得的创意,或许还能协助咱们给主动轿车编程,让他们像蚂蚁相同能调控举动,提高交通工作功率。

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