螞蟻的死循環(huán)(螞蟻的死循環(huán)知乎)1936年，螞蟻生物學家T.C.Schneirla在研究螞蟻時，發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)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(zhuǎn)。這一現(xiàn)象持續(xù)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(jīng)死亡，但仍然有一些螞蟻在虛弱的轉(zhuǎn)著圈，處于瀕死狀態(tài)。T.C.Schneirla在一篇論文中描述了這一經(jīng)歷：“整個區(qū)域遍布已經(jīng)死去和瀕死的螞蟻尸體，少量的幸存者圍繞著一個小而且不規(guī)則的圓環(huán)邁著沉重的腳步。”這就是著名的螞蟻死亡旋渦現(xiàn)象。螞蟻死亡漩渦或許已經(jīng)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T.C.Schneirla，之后人們不斷的發(fā)現(xiàn)螞蟻的這種現(xiàn)象，比如，著名的昆蟲攝影師AlexWild幾年前在博客上也描述了這種現(xiàn)象。他寫道：“我居住在巴拉圭的時候經(jīng)常看到這種現(xiàn)象，田地中、廚房的盤子、甚至咖啡杯都會出現(xiàn)這種循環(huán)。這種小循環(huán)對于個體螞蟻來說是致命的，但是對于整個螞蟻群體來說毫無意義。”到底是什么導致螞蟻們發(fā)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，這種螞蟻死亡旋渦現(xiàn)象也被稱為死亡怪圈，透露出一種類似于”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志性的稱謂，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。憑借一生對螞蟻的執(zhí)著研究，威爾遜兩次榮獲普利策獎，用“威爾遜的螞蟻”來贊譽他絕對實至名歸。威爾遜曾做過一個有趣的實驗，重現(xiàn)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，很可能是由于意外而觸發(fā)的一個“程序死循環(huán)”現(xiàn)象，就像我們在編寫計算機程序時，偶爾會出現(xiàn)死循環(huán)的錯誤，或者如果你刻意去編寫一個死循環(huán)程序，完全是可以實現(xiàn)的，所以當無人去干擾螞蟻時，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(huán)的怪圈之中走不出來，而如果有人刻意去干擾它們，使它們變成一個死循環(huán)，它們一樣會掉入這個死循環(huán)之中走不出來。那么到底是什么機制，促使螞蟻會出現(xiàn)這種死循環(huán)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：1950年代，剛成為昆蟲學家的我得知這些事實后，就猜想工蟻發(fā)出的緊急信號可能是化學性的。當時的研究人員把這種化學傳信物質(zhì)稱為“化學釋放物”（chemicalreleaser），也就是今日的費洛蒙（pheromone，亦稱信息素）。為了測試自己的想法，我收集了紅收獲蟻（redharvestant）和其他一些我對其有深入了解的蟻種。隨后，我把這些螞蟻放在一個人工蟻巢中，就好像兒童在建立螞蟻窩那樣，再利用立體顯微鏡和制造手表用的鑷子，解剖剛受到迫害而死亡的工蟻，從中取出可能含有緊急求救信號的費洛蒙的器官。我拿一根細棒，利用棒尖把這些肉眼勉強能見的白色小塊組織一個一個壓碎，然后把棒尖伸入休息的螞蟻群中。采用這種方法，我獲知至少有兩種腺體能夠產(chǎn)生功效。其中一種位于工蟻下顎基部，另一種則在肛門附近。這些腺體所釋放的物質(zhì)會使螞蟻像充電般繞著棒尖團團旋轉(zhuǎn)，只有偶爾會暫停下來檢查并撲咬壓碎的組織。我確實找到了費洛蒙的來源，但它們又是什么樣的物質(zhì)呢？我接著求助于化學家雷尼爾（FredRegnier）。雷尼爾和我年紀相仿，剛開始專業(yè)生涯。他能夠分析極小的有機樣本，而對于推動螞蟻溝通方式的研究而言，他這項專門技術是當時最需要的。雷尼爾利用當時最新的科技，包括氣體色層分析法和質(zhì)譜儀，確認出其中產(chǎn)生效用的物質(zhì)是由簡單的烷烴（alkane）和萜類化合物（terpenoid）混合而成。他接著在實驗室內(nèi)合成了高純度的相同化合物，并把少量樣品放入蟻群中，我們觀察螞蟻的反應和我在初步實驗中觀察到的相同。因此，雷尼爾辨認出的腺體化合物，的確就是傳遞緊急信號的費洛蒙。這說明，螞蟻的死循環(huán)來自于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，肯定無法容忍大型復雜生命體所擁有的高度復雜的生物程序設計，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(xiàn)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，那么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，即通過冗余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么豐富，能依靠的就是費洛蒙。所以，引導螞蟻前行的程序是什么？其實就是依靠前面的螞蟻所留下的費洛蒙，后頭跟尋氣味的螞蟻也留下氣味讓其他螞蟻跟隨，于是螞蟻就是這樣往前走。正常情況下，螞蟻不會形成一個圈，這也就是為什么，我們常常看到螞蟻都是排著隊往前走的緣由。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(huán)，永遠也走不出來。這個螞蟻的怪圈，讓我想起了一個著名的游戲：貪吃蛇。當蛇吃到自己的尾巴時，就gameover了。所以，當領頭的螞蟻，跟到隊列的最后一個螞蟻留下的費洛蒙時，也gameover了。螞蟻的死循環(huán)，讓我再一次的感受到了生命所體現(xiàn)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么呢？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。這讓我再度陷入沉思：假使計算機有生命，那么作為計算機里面的一個小程序，比如科學計算器，是不是也是一種計算機生命呢？(未完待續(xù))