世界不思議

生命的計算機:螞蟻的死循環

1936年,螞蟻生物學家TCSchneirla在研究螞蟻時,發現了一個奇怪的現象:成百上千的螞蟻組成了一個怪圈,螞蟻們圍繞著這個圈不停的旋轉。這一現象持續了一整天時間,一場大雨甚至都沒能阻止它們。到第二天大部分螞蟻已經死亡,但仍然有一些螞蟻在虛弱的轉著圈,處於瀕死狀態。TCSchneirla在一篇論文中描述了這一經歷:“整個區域遍佈已經死去和瀕死的螞蟻屍體,少量的倖存者圍繞著一個小而且不規則的圓環邁著沈重的腳步。”這就是著名的螞蟻死亡漩渦現象。

螞蟻死亡漩渦或許已經存在了千年時間,但第一次被正式觀察到就是上面提到的螞蟻生物學家TCSchneirla,之後人們不斷的發現螞蟻的這種現象,比如,著名的昆蟲攝影師Alex Wild幾年前在博客上也描述了這種現象。他寫道:“我居住在巴拉圭的時候經常看到這種現象,田地中、廚房的盤子、甚至咖啡杯都會出現這種循環。這種小循環對於個體螞蟻來說是致命的,但是對於整個螞蟻群體來說毫無意義。”到底是什麼導致螞蟻們發瘋一樣的走向滅亡呢?生物界似乎沒有一個確切的答案,正因為如此,這種螞蟻死亡漩渦現像也被稱為死亡怪圈,透露出一種類似於”麥田怪圈“的神秘感。神秘歸神秘,不代表就沒有科學家用科學的方法去研究它。而這其中,最著名的科學家恐怕非愛德華·威爾遜莫屬。一名偉大的科學家通常都擁有一個標誌性的稱謂,比如,“薛定諤的貓”,“巴甫洛夫的狗”。但要說哪個科學家對螞蟻最有研究,那肯定非愛德華·威爾遜莫屬。憑藉一生對螞蟻的執著研究,威爾遜兩次榮獲普利策獎,用“威爾遜的螞蟻”來讚譽他絕對實至名歸。

威爾遜曾做過一個有趣的實驗,重現了螞蟻的死亡怪圈:如果在這種螞蟻爬行時把它們弄成一個圓圈,它們有時候會不停地走啊走,直到死亡為止。這說明螞蟻的死亡怪圈,很可能是由於意外而觸發的一個“程序死循環”現象,就像我們在編寫計算機程序時,偶爾會出現死循環的錯誤,或者如果你刻意去編寫一個死循環程序,完全是可以實現的,所以當無人去幹擾螞蟻時,螞蟻有時候會跟程序員編寫的程序一樣,會意外的掉入死循環的怪圈之中走不出來,而如果有人刻意去幹擾它們,使它們變成一個死循環,它們一樣會掉入這個死循環之中走不出來。那麼到底是什麼機制,促使螞蟻會出現這種死循環呢?在愛德華·威爾遜的著作《知識大融通》第五章的“由對螞蟻溝通方式的研究來看歸納與綜合”中,他提到:這說明,螞蟻的死循環來自於其生物程序的設計中,而這其中的關鍵,就是費洛蒙,即信息素的傳遞。螞蟻之間的信息傳遞,依靠的就是信息素的傳遞,而螞蟻小小的身軀,肯定無法容忍大型複雜生命體所擁有的高度複雜的生物程序設計,比如人類的信息傳遞方式有很多種,我們可以通過語言,文字,手勢,甚至眼神等來傳遞信息,當一種信息傳遞方式出現問題時,我們可以換一種方式,或者當一種信息傳遞方式可能會給出錯誤的指令時,那麼我們可以通過多種信息傳遞方式,來確保信息傳遞的正確性,即通過冗餘來確保信息傳遞的可靠性。但螞蟻的信息傳遞方式顯然沒這麼豐富,能依靠的就是費洛蒙。所以,引導螞蟻前行的程序是什麼?其實就是依靠前面的螞蟻所留下的費洛蒙,後頭跟尋氣味的螞蟻也留下氣味讓其他螞蟻跟隨,於是螞蟻就是這樣往前走。正常情況下,螞蟻不會形成一個圈,這也就是為什麼,我們常常看到螞蟻都是排著隊往前走的緣由。

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但一旦螞蟻因為意外情況,首尾相連,就形成了一個怪圈,進入一個死循環,永遠也走不出來。這個螞蟻的怪圈,讓我想起了一個著名的遊戲:貪吃蛇。當蛇吃到自己的尾巴時,就game over了。所以,當領頭的螞蟻,跟到隊列的最後一個螞蟻留下的費洛蒙時,也game over了。螞蟻的死循環,讓我再一次的感受到了生命所體現出來的計算機性格,如果人類是計算機,與人類相比,如此渺小的螞蟻是什麼呢?是不是可以把螞蟻看成是一個計算機的小程序呢?這個程序設計簡單,甚至存在致命的缺陷。可是,沒有誰能否認螞蟻不是一種生命。這讓我再度陷入沈思:假使計算機有生命,那麼作為計算機裡面的一個小程序,比如科學計算器,是不是也是一種計算機生命呢?(未完待續)

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