- 趣味物理學(xué):進(jìn)階篇
- (蘇)雅科夫·伊西達(dá)洛維奇·別萊利曼
- 1170字
- 2023-09-27 10:50:56
與克雷洛夫的意見相左
克雷洛夫借這則寓言表達(dá)了他的觀點(diǎn):“伙伴之間若離心離德,就會(huì)一事無(wú)成?!钡@句話并不總是與力學(xué)相吻合。幾個(gè)不同方向的力,還是能夠產(chǎn)生一定的效果。很少有人知道,那些被克雷洛夫譽(yù)為模范勞動(dòng)者的螞蟻,實(shí)際上正是通過(guò)他所嘲笑的方式進(jìn)行工作,并且完成得相當(dāng)順利,這正是力的合成的表現(xiàn)。如果你花點(diǎn)時(shí)間觀察螞蟻的工作,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們所謂的協(xié)同合作只是一種假象,實(shí)際上每只螞蟻都在為了自己工作,并不關(guān)心其他螞蟻在做什么。
動(dòng)物學(xué)家埃拉基奇在他的《本能》一書中對(duì)螞蟻的工作進(jìn)行了如下描述:
當(dāng)幾十只螞蟻在地面上拖動(dòng)一只巨大的獵物時(shí),所有的螞蟻都以同樣的方式一齊用力,從表面上看它們?cè)趨f(xié)力工作,然而,當(dāng)獵物——譬如,一只毛毛蟲——被草葉或卵石所阻擋,螞蟻們只能繞道而行的時(shí)候,你就會(huì)清楚地看到,每只螞蟻都自顧自地奔竄(圖10和圖11),并不考慮與同伴合作。一只螞蟻向右拉,另一只螞蟻向左拉;一只螞蟻向前推,另一只螞蟻向后拽。它們換著地方扯拽毛毛蟲的身體,按照自己的意志或推或拉。有時(shí),4只螞蟻推動(dòng)毛毛蟲向某個(gè)方向移動(dòng),而6只螞蟻推動(dòng)毛毛蟲向另一個(gè)方向移動(dòng),最終毛毛蟲會(huì)不顧4只螞蟻造成的阻力,而向6只螞蟻推動(dòng)的方向前進(jìn)。

圖10 螞蟻拖拽毛毛蟲

圖11 螞蟻是如何拖拽獵物的(箭頭表示每只螞蟻用力的方向)
容我再列舉一例來(lái)闡明螞蟻之間這種虛假的合作。圖12畫著一塊長(zhǎng)方形的奶酪。有25只螞蟻正在拽動(dòng)它。奶酪塊慢慢地朝箭頭A指示的方向移動(dòng)。你可能會(huì)想,當(dāng)前排的螞蟻把奶酪往前拉的時(shí)候,后排的螞蟻會(huì)把奶酪往前推,側(cè)邊的螞蟻也會(huì)幫助它們的同伴,但事實(shí)并非如此。拿小刀把后排的螞蟻撥開,結(jié)果這塊奶酪移動(dòng)得更快了!由此可知,后排的11只螞蟻在把奶酪往后拉而不是往前推:每一只螞蟻都奮力地想將奶酪向后拉入蟻巢。這意味著,后排的螞蟻不僅沒有幫助前排的螞蟻,反而在不斷地阻撓它們,抵消它們的力量。實(shí)際上,4只螞蟻的力量就足以拉動(dòng)奶酪,但是由于行動(dòng)不一,所以需要25只螞蟻才能把這塊奶酪搬進(jìn)蟻巢。

圖12 螞蟻是如何沿著箭頭A的方向?qū)⒛汤彝系较伋驳?br>
馬克·吐溫曾在偶然間發(fā)現(xiàn)了螞蟻們協(xié)力工作的假象。他講道:“有兩只相遇的螞蟻,其中一只螞蟻找到了一條螞蚱的腿,它們各自擒住螞蚱腿的兩端,用盡全力朝相反的方向拉扯。兩只螞蟻都覺得有些不對(duì)勁,卻不明白是為什么。于是它們相互指責(zé),爭(zhēng)吵不休,最后打起架來(lái)。后來(lái)它們言歸于好,又像原先那樣徒勞地工作,但有一只螞蟻在打架的時(shí)候受了傷,盡管它在搬運(yùn)的時(shí)候使出全力,仍是落了下風(fēng),而另一只身無(wú)大礙的螞蟻則努力地拖拽著螞蚱腿和它受傷的伙伴,最終把它們一齊拖入了蟻巢?!?/p>
盡管馬克·吐溫是以戲謔的語(yǔ)氣來(lái)講述這個(gè)故事,但他說(shuō)得完全正確:“原來(lái)螞蟻并非辛勤的勞動(dòng)者,除非是在某些觀察者的眼中。這些人無(wú)一不是缺乏經(jīng)驗(yàn)、一派博物學(xué)家做派的人,他們一邊看,一邊還好像在做什么記錄?!?/p>
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