12 双自我
“嘿嘿,地心之钟我终于找到你啦!哈哈!”
“啊,这太好了!”众人欢呼道。
“耶!游戏结束了,我们回去继续自己的美好生活吧!”
“哈哈哈哈……”
“啪!”
“杰,你在发什么呆呀!”看着雷闪杰那痴呆般的样子,我便忍不住巴了他一掌。
“干嘛打我呀!我只不过憧憬一下美好的未来而已!…”杰辩解道。
“现在有请十号选手———陶雪盈上场!”……
“不行了,时间紧迫!金焕快要发狂了!”小陶赶紧道。
“对,我们得抓紧时间去取地心之钟!”我道。
“可是…我们体形那么巨大,而假山又那么矮小!试问我们又该如何进去呀!”雷闪杰一脸绝望地说道。
“你这家伙,别说这样的丧气话啊,游戏都玩到这种份上了!我们可不能放弃!”小陶教训道。
“对!我们绝不能放弃!走!我们先去假山那里研究一下!”说完,我便带着小陶,拖着杰,向池塘那里走去了。
舞台上的几许灯光,正落到了池塘面上。
“我们该怎么做?!”小陶问我道。
“晤!首先我们得冷静下来!千万不要乱了阵脚!”我盯着池塘里的黑水道。
“然后,就一步一步来分析!”我接着道:“首先我们可以肯定的是,人进到假山后,身体是会变小的!但是问题又来了:我们为什么会变小?我们怎么样变小?!”
“对了!光冢你听说过‘宇宙膨胀论’吗?”小陶恍然道。
“嗯,据说宇宙由大爆炸那一刻起,便开始以加速度的方式膨胀,直到现在,以及未来它的质量,体积,能量等等都在不断扩大着!当然也会有收缩的那一天,不过那天离我们现在还很远!”我回答道。
“是的,如果按照‘膨胀说’,我们就可以推算出一个结论,就是:宇宙里的每一样事物,它每时每刻都在不断扩大着!”小陶道。
“什么?!我们每天都在扩大着?”雷闪杰瞪大着眼睛说道
“是的!如果,你身边的所有事物,每天都跟着你一起被扩大的话,那你根本就不会察觉到什么异常的!”我解释道。
“啊,不!我还是不敢相信,自己竟然每天都在扩大着耶!”杰。难以置信地说道。
“光冢,问题到了这里也许就好办些了!”小陶道。
“是的,要想让一个人缩小的话,那…就用某些方法让他停止扩大就行!”我说道。
“嗯,不过,还有一个方法能更快地让人缩小!”小陶道。
“呵呵,难不成使要人回到前一天去吧?!”我笑道。
“就是这样!”小陶道。
“那岂不是要用到传说中的时光机器才行?”杰插嘴道。
“也许吧!不过事情现在好像都被我们复杂化了……”我感觉不太妙地说道。
“是呀!我雷闪杰第一认同!光冢你这小子整天都把简单的事情复杂化!搞得我也跟着你们一块子这样思考!那可是对我脑细胞造成毁灭性的打击啊!”杰爱惜般地抚摸着他的脑袋感叹道。
“你…你就当作是做做脑力运动啊!”我不禁骂道。
“唉呀!你们两个别吵了!光冢,舞台那边马上就轮到你上场了!”小陶再次警告道。
“糟了,等那个‘我’唱完后,金焕就马上要发狂了!”我道。
“那好办!我们数一二三就一块儿跳下去吧,也许我们会糊里糊涂地进到洞中哦。”杰轻松说道。
听了杰的话后,我本还想说些什么的,不过,我有立马住了口,因为…没有比这个办法更好的了!
“ok!”
“1”
“2”
“等等!!看!那里有三个奇怪的黑影!”我猛然看到了一些东西,于是便向他们叫道。
“奇怪了!那三个人好像也准备跳下去池塘里耶!”杰说道。
“他们有古怪!!”说罢我便独自一个人,闪了过去。
“什么!什么!什么!!”眼前的景象陡然间让我几乎疯掉了!
那是因为…我看到了…迪福!!
还有…小陶和雷闪杰!
“你…”眼前的那个迪福,他见了我,显然也是惊讶极了!
“怎么有两个迪福…”其余两个黑影也不禁异口同声地惊叫道。
然而,我和他的惊讶感,确实没有存在多久!顶多是半分钟而已。
半分钟之后,我们便已经迅速地明白了眼前这个怪现象!
“原来是‘平行世界’在作祟!”我和光冢2都不由得在同时说道。
“平行世界?!”众人不解道。
(由于迪福的身体都是被光冢暂时控制的,因此我就称他为光冢2)
现在两组一模一样的游戏玩家,现在要争夺一个地心之钟!可恶,这个游戏可真是刺激之极了!
光冢2忽然开了口道:“怎么样?!舞台上的歌,那个‘我’快唱完了!金焕马上要发狂!我们要是来不及的话,到时神仙就会毁灭地心之钟了!
“要保护好地心之钟,现在唯一的方法有两个,一是:阻止金焕他发狂;二是:在神仙毁灭钟之前,我们就要把钟抢到手!”我对着另一个我分析道。
“好的!但是对于这两条方法,我们似乎都很没有把握,毕竟金焕他有预感能力,而且进山洞的事,我也只能冒险一试!这样子吧!我们分头行动!你们去阻止金焕发狂,而我就去神仙那里!”光冢2说道。
“那其余的事!等我们其中一个拿到地心之钟,再说吧!”光冢2说罢,便跟他们的伙伴一起掉下池塘里面去了。
但愿另一个我,能找到进去山洞的方法吧……
第三关(Third)
剩余时间: 2.65min
玩家队伍: 2队
任务目的: 取得‘地心之钟’
“什么!竟然有这样的事!我要去见见另一个我!”雷闪杰像个孩子似的,大惊小怪道。
“没时间!现在离金焕发狂,还剩下2分多钟!咱们得赶快想办法阻止他!”我说道。
“光冢,那你快运用灵魂能力去找出金焕的位置!”小陶道。
“好…等等!!…找到他了!!”……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
“果然不出我所料!”光冢2兴奋道。
“我们终于又回到这个恐怖的山洞了……”雷闪杰有气无力地说道。
“光冢,现在该怎么办?”小陶问光冢2道。
“晤…这个可伤脑筋了,这里全是漆黑一片的,我的透视眼根本就起不了任何效果!看来要找到神仙他们还真是件难事!”我踱步思索道。
雷闪杰那家伙,我看,根本就是个孩子!
“吱吱吱…”
“哈哈,光冢,你看,我终于宰了一个恐龙般巨大的老鼠呀!杰靠在他的战利品那里,正哈哈大笑着。
“嘘!别吵!!”小陶忽然道。
“好像有人的声音!”我连忙收起心神,仔细地听着……
“贤息,我听到了来自灵魂的歌声!”
“嗯,是的师父,弟子也听到了。”
“呵呵,神仙的声源位置我已经找到了!走!”
光冢2说完便带着众人消失了……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
“金焕!小心你背后!死灵它正向你靠近啊!”我赶忙冲上前去,想阻止死灵的行动。
“快带金焕瞬间移动呀!这样就可以摆脱死灵了!”小陶提醒我道。
然而当我马上就可以接触到金焕的时候,谁也没想到,金焕他居然抡起拳头,朝我一拳轰来!
“可恶!金焕你为什么要出手打我呀!现在有死灵准备入侵你的身体啊!”金焕那一拳的威力非同小可,我几乎被打得翻到在地。
“实话告诉你好了!我是有预感力!因此我当然能预知到自己待会会被死灵控制!不过这正是我想要的!”金焕笑道。
糟了,金焕他的眼睛都发红了!他快要被死灵完全控制了,看来我们得快点离开这里!
“小陶,杰,我们的任务失败了,现在得马上离开,不然的话,我们就要历史重演了———再次进入他的世界了!”我赶紧对他们说道。
“喂!你们怎么都像石像那样呆着啊,快把手给我!”我看着杰跟小陶那异样的表情,我不解道。
“光冢…已经来不及了!!你看天上!”杰颤抖地说道。
什么!!我瞬间明白了杰的意思!
糟了,我还真没想到那家伙会这么快!
没错!现在的天空已经是血红色的了!
这时,熟悉的一幕,又再次出现在我眼前了!!
“小陶!”我急得大叫道。
“哈哈!”忽然一把冷笑声从我的头顶上直逼下来。
“什么!是金焕!?”看着头上那个扬着巨大的黑色残翼的俊男子,我不禁叫道。
“放开我!放开我!”小陶此时正疯狂地在他的手臂的夹缝上挣扎着。
“金焕!这一切全是你干的好事?!”我恍然大悟道。
“哈,说得很对!!”金焕露出阴险的尖牙笑道。
“你的目的究竟是什么?!”我竭力地使自己冷静下来,问道。
“很简单,我就是想改变命运!”金焕说道……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
光冢2,不知道他现在的进度怎么样了!
看来,一切希望都只能寄托在他的身上了!
选自 风缈十二煞《灵魂专家》第三卷12 双自我 写于2007年
“嘿嘿,地心之钟我终于找到你啦!哈哈!”
“啊,这太好了!”众人欢呼道。
“耶!游戏结束了,我们回去继续自己的美好生活吧!”
“哈哈哈哈……”
“啪!”
“杰,你在发什么呆呀!”看着雷闪杰那痴呆般的样子,我便忍不住巴了他一掌。
“干嘛打我呀!我只不过憧憬一下美好的未来而已!…”杰辩解道。
“现在有请十号选手———陶雪盈上场!”……
“不行了,时间紧迫!金焕快要发狂了!”小陶赶紧道。
“对,我们得抓紧时间去取地心之钟!”我道。
“可是…我们体形那么巨大,而假山又那么矮小!试问我们又该如何进去呀!”雷闪杰一脸绝望地说道。
“你这家伙,别说这样的丧气话啊,游戏都玩到这种份上了!我们可不能放弃!”小陶教训道。
“对!我们绝不能放弃!走!我们先去假山那里研究一下!”说完,我便带着小陶,拖着杰,向池塘那里走去了。
舞台上的几许灯光,正落到了池塘面上。
“我们该怎么做?!”小陶问我道。
“晤!首先我们得冷静下来!千万不要乱了阵脚!”我盯着池塘里的黑水道。
“然后,就一步一步来分析!”我接着道:“首先我们可以肯定的是,人进到假山后,身体是会变小的!但是问题又来了:我们为什么会变小?我们怎么样变小?!”
“对了!光冢你听说过‘宇宙膨胀论’吗?”小陶恍然道。
“嗯,据说宇宙由大爆炸那一刻起,便开始以加速度的方式膨胀,直到现在,以及未来它的质量,体积,能量等等都在不断扩大着!当然也会有收缩的那一天,不过那天离我们现在还很远!”我回答道。
“是的,如果按照‘膨胀说’,我们就可以推算出一个结论,就是:宇宙里的每一样事物,它每时每刻都在不断扩大着!”小陶道。
“什么?!我们每天都在扩大着?”雷闪杰瞪大着眼睛说道
“是的!如果,你身边的所有事物,每天都跟着你一起被扩大的话,那你根本就不会察觉到什么异常的!”我解释道。
“啊,不!我还是不敢相信,自己竟然每天都在扩大着耶!”杰。难以置信地说道。
“光冢,问题到了这里也许就好办些了!”小陶道。
“是的,要想让一个人缩小的话,那…就用某些方法让他停止扩大就行!”我说道。
“嗯,不过,还有一个方法能更快地让人缩小!”小陶道。
“呵呵,难不成使要人回到前一天去吧?!”我笑道。
“就是这样!”小陶道。
“那岂不是要用到传说中的时光机器才行?”杰插嘴道。
“也许吧!不过事情现在好像都被我们复杂化了……”我感觉不太妙地说道。
“是呀!我雷闪杰第一认同!光冢你这小子整天都把简单的事情复杂化!搞得我也跟着你们一块子这样思考!那可是对我脑细胞造成毁灭性的打击啊!”杰爱惜般地抚摸着他的脑袋感叹道。
“你…你就当作是做做脑力运动啊!”我不禁骂道。
“唉呀!你们两个别吵了!光冢,舞台那边马上就轮到你上场了!”小陶再次警告道。
“糟了,等那个‘我’唱完后,金焕就马上要发狂了!”我道。
“那好办!我们数一二三就一块儿跳下去吧,也许我们会糊里糊涂地进到洞中哦。”杰轻松说道。
听了杰的话后,我本还想说些什么的,不过,我有立马住了口,因为…没有比这个办法更好的了!
“ok!”
“1”
“2”
“等等!!看!那里有三个奇怪的黑影!”我猛然看到了一些东西,于是便向他们叫道。
“奇怪了!那三个人好像也准备跳下去池塘里耶!”杰说道。
“他们有古怪!!”说罢我便独自一个人,闪了过去。
“什么!什么!什么!!”眼前的景象陡然间让我几乎疯掉了!
那是因为…我看到了…迪福!!
还有…小陶和雷闪杰!
“你…”眼前的那个迪福,他见了我,显然也是惊讶极了!
“怎么有两个迪福…”其余两个黑影也不禁异口同声地惊叫道。
然而,我和他的惊讶感,确实没有存在多久!顶多是半分钟而已。
半分钟之后,我们便已经迅速地明白了眼前这个怪现象!
“原来是‘平行世界’在作祟!”我和光冢2都不由得在同时说道。
“平行世界?!”众人不解道。
(由于迪福的身体都是被光冢暂时控制的,因此我就称他为光冢2)
现在两组一模一样的游戏玩家,现在要争夺一个地心之钟!可恶,这个游戏可真是刺激之极了!
光冢2忽然开了口道:“怎么样?!舞台上的歌,那个‘我’快唱完了!金焕马上要发狂!我们要是来不及的话,到时神仙就会毁灭地心之钟了!
“要保护好地心之钟,现在唯一的方法有两个,一是:阻止金焕他发狂;二是:在神仙毁灭钟之前,我们就要把钟抢到手!”我对着另一个我分析道。
“好的!但是对于这两条方法,我们似乎都很没有把握,毕竟金焕他有预感能力,而且进山洞的事,我也只能冒险一试!这样子吧!我们分头行动!你们去阻止金焕发狂,而我就去神仙那里!”光冢2说道。
“那其余的事!等我们其中一个拿到地心之钟,再说吧!”光冢2说罢,便跟他们的伙伴一起掉下池塘里面去了。
但愿另一个我,能找到进去山洞的方法吧……
第三关(Third)
剩余时间: 2.65min
玩家队伍: 2队
任务目的: 取得‘地心之钟’
“什么!竟然有这样的事!我要去见见另一个我!”雷闪杰像个孩子似的,大惊小怪道。
“没时间!现在离金焕发狂,还剩下2分多钟!咱们得赶快想办法阻止他!”我说道。
“光冢,那你快运用灵魂能力去找出金焕的位置!”小陶道。
“好…等等!!…找到他了!!”……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
“果然不出我所料!”光冢2兴奋道。
“我们终于又回到这个恐怖的山洞了……”雷闪杰有气无力地说道。
“光冢,现在该怎么办?”小陶问光冢2道。
“晤…这个可伤脑筋了,这里全是漆黑一片的,我的透视眼根本就起不了任何效果!看来要找到神仙他们还真是件难事!”我踱步思索道。
雷闪杰那家伙,我看,根本就是个孩子!
“吱吱吱…”
“哈哈,光冢,你看,我终于宰了一个恐龙般巨大的老鼠呀!杰靠在他的战利品那里,正哈哈大笑着。
“嘘!别吵!!”小陶忽然道。
“好像有人的声音!”我连忙收起心神,仔细地听着……
“贤息,我听到了来自灵魂的歌声!”
“嗯,是的师父,弟子也听到了。”
“呵呵,神仙的声源位置我已经找到了!走!”
光冢2说完便带着众人消失了……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
“金焕!小心你背后!死灵它正向你靠近啊!”我赶忙冲上前去,想阻止死灵的行动。
“快带金焕瞬间移动呀!这样就可以摆脱死灵了!”小陶提醒我道。
然而当我马上就可以接触到金焕的时候,谁也没想到,金焕他居然抡起拳头,朝我一拳轰来!
“可恶!金焕你为什么要出手打我呀!现在有死灵准备入侵你的身体啊!”金焕那一拳的威力非同小可,我几乎被打得翻到在地。
“实话告诉你好了!我是有预感力!因此我当然能预知到自己待会会被死灵控制!不过这正是我想要的!”金焕笑道。
糟了,金焕他的眼睛都发红了!他快要被死灵完全控制了,看来我们得快点离开这里!
“小陶,杰,我们的任务失败了,现在得马上离开,不然的话,我们就要历史重演了———再次进入他的世界了!”我赶紧对他们说道。
“喂!你们怎么都像石像那样呆着啊,快把手给我!”我看着杰跟小陶那异样的表情,我不解道。
“光冢…已经来不及了!!你看天上!”杰颤抖地说道。
什么!!我瞬间明白了杰的意思!
糟了,我还真没想到那家伙会这么快!
没错!现在的天空已经是血红色的了!
这时,熟悉的一幕,又再次出现在我眼前了!!
“小陶!”我急得大叫道。
“哈哈!”忽然一把冷笑声从我的头顶上直逼下来。
“什么!是金焕!?”看着头上那个扬着巨大的黑色残翼的俊男子,我不禁叫道。
“放开我!放开我!”小陶此时正疯狂地在他的手臂的夹缝上挣扎着。
“金焕!这一切全是你干的好事?!”我恍然大悟道。
“哈,说得很对!!”金焕露出阴险的尖牙笑道。
“你的目的究竟是什么?!”我竭力地使自己冷静下来,问道。
“很简单,我就是想改变命运!”金焕说道……
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
光冢2,不知道他现在的进度怎么样了!
看来,一切希望都只能寄托在他的身上了!
选自 风缈十二煞《灵魂专家》第三卷12 双自我 写于2007年
刚才我要用赵强手机里的录屏功能,我一直在说话,他告诉我“嘘,别说话,会把声音也录进去……”我就闭嘴了。
后面看视频的时候我惊奇的发现:声音没有录进去,我就告诉他声音不会被录进去,然后他回我“我知道,我是想让你闭嘴。”
哼!
不过晚他也给我削梨吃了,每次削的都让人无可挑剔(不大不小,一口一块),算了,原谅他了。
后面看视频的时候我惊奇的发现:声音没有录进去,我就告诉他声音不会被录进去,然后他回我“我知道,我是想让你闭嘴。”
哼!
不过晚他也给我削梨吃了,每次削的都让人无可挑剔(不大不小,一口一块),算了,原谅他了。
【天生物理学大师!嘘,别惹蚂蚁[并不简单]】卢卡斯在欺负小蚂蚁时,他看到的只是草坪上冒出来一个小土堆,中间有一个小洞,几只蚂蚁忙着四处乱爬。蚁丘看上去不是很厉害。
但当卢卡斯被神奇药水缩小,来到地表之下,一个神奇的蚂蚁地下王国展现在了他眼前。隧道向下延伸,不断分支并通向专门空间:蜂王的家、幼蜂的温床、食物储藏间、垃圾站等等。25英尺的地下,在没有机械和加固材料的情况下,蚂蚁建造了一个能容纳数百万同伴的家园,并能维持数十年。
图1:研究人员站在蚂蚁穴模型旁边。来源:美国加州理工
图2:在蚂蚁挖隧道之前,土壤中颗粒之间的力链是随机排列的(左),但当蚂蚁挖隧道时,力链会重新排列。来源:美国加州理工
现在,利用X成像和计算机模拟,美国研究人员揭开了蚂蚁是如何建造这些复杂而稳定结构的。相关论文https://t.cn/A6IjAKk2刊登于美国《国家科学院院刊》。
有“想”才做
蚂蚁“知道”如何挖隧道吗,还是它们只是盲目地挖?加州理工学院的José Andrade一直有这个疑问。
但Andrade是一名工程师,对蚂蚁“一窍不通”,所以他求助了该校生物学和生物工程助理教授Joe Parker,后者的研究重点是蚂蚁及其与其他物种的生态关系。
Parker说:“Andrade团队需要一个研究蚂蚁的人,深入了解这些群居昆虫的适应性和集体行为,为弄清其挖掘行为机制提供一些生物学信息。”
《中国科学报》从加州理工学院获悉,研究人员花费了近1年培养蚂蚁,并了解它们。他们不仅需要繁殖足够多的蚂蚁进行研究,还需要进行大量的试验。
研究人员在一个容器中建立了小型蚁群,容器中装有500毫升土壤和15只西部收工蚁。每隔10分钟,高分辨率x射线扫描就会捕捉到每一只蚂蚁和每一粒土壤的位置,每次试验持续20小时。
“蚂蚁有点反复无常,它们想挖才挖。”Andrade告诉记者,“我们把蚂蚁放在一个容器里,有些蚂蚁会马上开始挖掘,并会取得惊人的进展。但有些可能要花上几个小时,甚至根本不挖。有些蚂蚁会挖一会儿,然后停下来休息一下。”
但一旦蚂蚁开始行动,研究人员就会对整个过程进行x光扫描,从而生成所有内部隧道的三维扫描图。研究人员可以借助扫描结果创建模拟,显示蚂蚁在隧道越来越深时能取得的进展。
蚂蚁也懂物理学
接下来,研究人员开始分析蚂蚁的实际工作是什么。
他们发现,首先,蚂蚁会尽可能地提高效率,它们会沿着容器的内边缘挖掘,因为容器本身能充当隧道结构的一部分,从而能减少工作量。
它们还把隧道挖得尽可能直。“因为直线是两点之间最短的路径。而且,它们懂得利用容器的侧面,这表明蚂蚁的工作非常高效。”Andrade说。
蚂蚁们也会尽可能地挖出陡峭的隧道,一直挖到所谓的静止角。这个角度代表了颗粒材料在崩塌前可以堆积的最大角度。
什么是静止角?Andrade提到,想象在海滩上建造一个沙堡。如果用的是干沙子,加进去的每一勺沙子都会顺着已经堆好的沙子滑下去。更多的沙子会使堆得更高、更宽,但它永远不会变得更陡。另一方面,如果使用湿沙,就能够把沙堆得足够陡峭,以建造墙、塔和沙堡等。
湿砂比干砂有更高的静止角,蚂蚁能分辨出挖洞时的角度能有多陡,而且不会超过这个角度。“如果我是一名挖掘者,我要活下来,我的挖掘技术必须符合物理定律,否则隧道就会坍塌,我就会死。”他说。
最后,蚂蚁隧道的物理原理是这样的:当蚂蚁移走土壤颗粒时,它们会导致隧道周围称重力链的重新排列。这些力链在蚂蚁开始挖掘之前是随机的。重新排列后,力链一方面加固了隧道现有的土壁,同时减轻了位于隧道末端的颗粒承受的压力,使蚂蚁更容易安全地移走它们。
“在工程学和蚂蚁生态学中,蚂蚁如何构建这些持续数十年的结构一直是个谜。”Parker说,“事实证明,蚂蚁在挖掘时受益于这些环向力链。”
超级有机体
回到开头的那个问题:蚂蚁在挖的时候知道自己在做什么吗?
实际上,有人曾把熔化的塑料或金属倒进蚁巢,凝固成模型后,人们就能看到这些巨大的隧道系统。“这些系统令人印象深刻。我曾看到一张模型照片,模型旁边是一个人,我想‘天哪,这真是一个奇妙的结构。’从那以后,我开始怀疑蚂蚁是否‘知道’如何挖掘。”Andrade说。
但是,人们没有办法询问蚂蚁,于是,研究人员一开始就假设蚂蚁有意识地在泥土中摸索,寻找松散的土粒以便移走。这就像抽积木游戏,玩家需要选择哪块积木能安全取出来。而那些无法移开的石块,也就是蚂蚁建筑的承重“梁柱”(即力链)的一部分。
“一开始,我们假设蚂蚁可以感觉到这些力链,并避免在那里挖掘。它们可能在不停地敲打土壤颗粒,以评估施加在这些颗粒上的机械力。”Andrade告诉记者,“但后来,我们发现,它们似乎并不‘知道’自己在做什么。它们没有系统地寻找沙子中的薄弱点。相反,它们可能是根据物理定律进化出了挖掘能力。”
Parker将这称为行为算法。“这种算法并不存在于一只蚂蚁身上。”他说,“所有工蚁的群体行为就像一个超级有机体。这种行为程序是如何在所有这些蚂蚁的小大脑中传播的,这是自然界的一个奇迹,我们无法解释。”
Andrade希望开发一种人工智能方法,可以模拟这种行为算法,这样他就可以在电脑上模拟蚂蚁是如何挖掘的,并将蚂蚁的挖掘能力用于建造人类隧道。
“与流体或固体等材料相比,颗粒材料的形成方式不同。而且,移动颗粒状材料是非常耗能的,而且成本非常高昂。”他说,“如果蚂蚁的行为算法能够被进一步分析并最终复制,那么就可能在自动采矿机器人上得到应用,无论是在地球上还是在其他行星上,机器人就能更有效地工作。”https://t.cn/A6IjAKkL
但当卢卡斯被神奇药水缩小,来到地表之下,一个神奇的蚂蚁地下王国展现在了他眼前。隧道向下延伸,不断分支并通向专门空间:蜂王的家、幼蜂的温床、食物储藏间、垃圾站等等。25英尺的地下,在没有机械和加固材料的情况下,蚂蚁建造了一个能容纳数百万同伴的家园,并能维持数十年。
图1:研究人员站在蚂蚁穴模型旁边。来源:美国加州理工
图2:在蚂蚁挖隧道之前,土壤中颗粒之间的力链是随机排列的(左),但当蚂蚁挖隧道时,力链会重新排列。来源:美国加州理工
现在,利用X成像和计算机模拟,美国研究人员揭开了蚂蚁是如何建造这些复杂而稳定结构的。相关论文https://t.cn/A6IjAKk2刊登于美国《国家科学院院刊》。
有“想”才做
蚂蚁“知道”如何挖隧道吗,还是它们只是盲目地挖?加州理工学院的José Andrade一直有这个疑问。
但Andrade是一名工程师,对蚂蚁“一窍不通”,所以他求助了该校生物学和生物工程助理教授Joe Parker,后者的研究重点是蚂蚁及其与其他物种的生态关系。
Parker说:“Andrade团队需要一个研究蚂蚁的人,深入了解这些群居昆虫的适应性和集体行为,为弄清其挖掘行为机制提供一些生物学信息。”
《中国科学报》从加州理工学院获悉,研究人员花费了近1年培养蚂蚁,并了解它们。他们不仅需要繁殖足够多的蚂蚁进行研究,还需要进行大量的试验。
研究人员在一个容器中建立了小型蚁群,容器中装有500毫升土壤和15只西部收工蚁。每隔10分钟,高分辨率x射线扫描就会捕捉到每一只蚂蚁和每一粒土壤的位置,每次试验持续20小时。
“蚂蚁有点反复无常,它们想挖才挖。”Andrade告诉记者,“我们把蚂蚁放在一个容器里,有些蚂蚁会马上开始挖掘,并会取得惊人的进展。但有些可能要花上几个小时,甚至根本不挖。有些蚂蚁会挖一会儿,然后停下来休息一下。”
但一旦蚂蚁开始行动,研究人员就会对整个过程进行x光扫描,从而生成所有内部隧道的三维扫描图。研究人员可以借助扫描结果创建模拟,显示蚂蚁在隧道越来越深时能取得的进展。
蚂蚁也懂物理学
接下来,研究人员开始分析蚂蚁的实际工作是什么。
他们发现,首先,蚂蚁会尽可能地提高效率,它们会沿着容器的内边缘挖掘,因为容器本身能充当隧道结构的一部分,从而能减少工作量。
它们还把隧道挖得尽可能直。“因为直线是两点之间最短的路径。而且,它们懂得利用容器的侧面,这表明蚂蚁的工作非常高效。”Andrade说。
蚂蚁们也会尽可能地挖出陡峭的隧道,一直挖到所谓的静止角。这个角度代表了颗粒材料在崩塌前可以堆积的最大角度。
什么是静止角?Andrade提到,想象在海滩上建造一个沙堡。如果用的是干沙子,加进去的每一勺沙子都会顺着已经堆好的沙子滑下去。更多的沙子会使堆得更高、更宽,但它永远不会变得更陡。另一方面,如果使用湿沙,就能够把沙堆得足够陡峭,以建造墙、塔和沙堡等。
湿砂比干砂有更高的静止角,蚂蚁能分辨出挖洞时的角度能有多陡,而且不会超过这个角度。“如果我是一名挖掘者,我要活下来,我的挖掘技术必须符合物理定律,否则隧道就会坍塌,我就会死。”他说。
最后,蚂蚁隧道的物理原理是这样的:当蚂蚁移走土壤颗粒时,它们会导致隧道周围称重力链的重新排列。这些力链在蚂蚁开始挖掘之前是随机的。重新排列后,力链一方面加固了隧道现有的土壁,同时减轻了位于隧道末端的颗粒承受的压力,使蚂蚁更容易安全地移走它们。
“在工程学和蚂蚁生态学中,蚂蚁如何构建这些持续数十年的结构一直是个谜。”Parker说,“事实证明,蚂蚁在挖掘时受益于这些环向力链。”
超级有机体
回到开头的那个问题:蚂蚁在挖的时候知道自己在做什么吗?
实际上,有人曾把熔化的塑料或金属倒进蚁巢,凝固成模型后,人们就能看到这些巨大的隧道系统。“这些系统令人印象深刻。我曾看到一张模型照片,模型旁边是一个人,我想‘天哪,这真是一个奇妙的结构。’从那以后,我开始怀疑蚂蚁是否‘知道’如何挖掘。”Andrade说。
但是,人们没有办法询问蚂蚁,于是,研究人员一开始就假设蚂蚁有意识地在泥土中摸索,寻找松散的土粒以便移走。这就像抽积木游戏,玩家需要选择哪块积木能安全取出来。而那些无法移开的石块,也就是蚂蚁建筑的承重“梁柱”(即力链)的一部分。
“一开始,我们假设蚂蚁可以感觉到这些力链,并避免在那里挖掘。它们可能在不停地敲打土壤颗粒,以评估施加在这些颗粒上的机械力。”Andrade告诉记者,“但后来,我们发现,它们似乎并不‘知道’自己在做什么。它们没有系统地寻找沙子中的薄弱点。相反,它们可能是根据物理定律进化出了挖掘能力。”
Parker将这称为行为算法。“这种算法并不存在于一只蚂蚁身上。”他说,“所有工蚁的群体行为就像一个超级有机体。这种行为程序是如何在所有这些蚂蚁的小大脑中传播的,这是自然界的一个奇迹,我们无法解释。”
Andrade希望开发一种人工智能方法,可以模拟这种行为算法,这样他就可以在电脑上模拟蚂蚁是如何挖掘的,并将蚂蚁的挖掘能力用于建造人类隧道。
“与流体或固体等材料相比,颗粒材料的形成方式不同。而且,移动颗粒状材料是非常耗能的,而且成本非常高昂。”他说,“如果蚂蚁的行为算法能够被进一步分析并最终复制,那么就可能在自动采矿机器人上得到应用,无论是在地球上还是在其他行星上,机器人就能更有效地工作。”https://t.cn/A6IjAKkL
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