在佐治亞理工學院生物系,我是最不好的鄰居,這是因為我的實驗室養螞蟻,螞蟻很容易逃走。如果将它們放入一個筒子,隻需一個三天長的假期,它們就會逃走。它們會站在彼此的身上,搭建一個塔,它們用這個方式逃出筒子。然後它們沿桌子腿爬下來,爬到實驗室地上,爬出前門,爬過走廊,爬進隔壁教授的辦公室。她星期二回來,會看到一個十萬螞蟻的營盤在她的桌子底下。 這種螞蟻相互之間怎麼配合得那麼好呢?其實螞蟻的曆史有上億年,人類的曆史隻有幾百萬年。也許我們可以向這些螞蟻學習如何合作。 我們養的是火螞蟻,它們原生于巴西沼澤地帶。每一個夏天,火蟻在地下的家都會被洪水淹沒。世界那麼大,如果螞蟻被分開,它們就不會再在一起了。而且,除了它們的女王,其他螞蟻都是不育的。如果它們彼此分離,就像我們的細胞一樣,隻可能活一會兒,但終歸會死。所以,螞蟻“黏”在一起是一件生死攸關的事。 被水淹的時候,它們會建一個螞蟻筏子。筏子的材料像木頭,木頭的密度比水小,能漂浮在水上,但是火蟻的密度比水大,它們是怎麼漂在水上的? 想象一下,如果我們的某位導師忘記關她洗手間的水龍頭,那麼水會流入這個房間,沒過人的腳、腰,直到脖子。假設房間裡有1000個人,人們開始緊張,相互推搡,甚至踩踏在其他人身上。最容易被推倒的是小孩,可能會有人受傷,甚至死掉。
我們覺得人類是最聰明的動物。但是在諸如船沉、火災之類的事故中,都會有很多人死掉。 螞蟻的眼睛不好,也不太會遊泳,你覺得如果螞蟻被水淹沒将會是一場災難。我們做實驗時用了十隻螞蟻,卻沒有螞蟻死掉。将數量提高到一百,一千,一萬,甚至十萬隻,都沒有螞蟻死掉。 它們有六條腿,腿短,身體的株距也小,它們彼此相連組成一個自然的防水層,像人穿的褲子。身體間的空隙裡有小氣泡,可以不讓水進去。筏子外面的螞蟻會擋住水,讓裡面的螞蟻保持幹燥。想象一下,如果人與人手握手保持距離,也能阻擋外人進來。 每隻螞蟻都緊緊地拉着與它相鄰的另一隻不放松,如果一隻螞蟻放松了,水就會流進筏子,筏子濕了,就會變重,從而導緻整體沉沒。想要活着,就得合作。 我們人類可以互相擁抱,不讓誰進來嗎? 螞蟻筏子分兩層,底下像大學生,上面像教授,上層壓着底層。底部會有一些氣泡,氣泡的表面積大,螞蟻把它當作氧氣瓶,呼吸裡面的空氣。 對小螞蟻筏子來說,在水裡是很危險的,有石頭,也有雨滴,但有時候螞蟻筏子會在水上漂三個月。我們已經知道螞蟻的身體是防水的,它還有一項能力,是自我修複。 如果你在切菜的時候,不小心割傷了手指,會流血,但是很快會結疤,一周之後會愈合。這種愈合能力是生物的基本能力。
螞蟻筏子也可以。我們發現很多螞蟻筏子既像流體,同時也是固體。如果碰到一塊石頭,筏子會像彈簧一樣,反彈在石頭上。這是因為螞蟻的肌肉可以儲存能量,像汽車的保險杠。 螞蟻還可以做一件事,這件事我們還沒有在工程中應用。如果雨滴掉在螞蟻筏子上,螞蟻筏子不會濕,這是因為螞蟻會讓水從筏子中間流出來。 單個螞蟻像固體,為什麼很多螞蟻在一起會像流體呢?螞蟻擁抱在一起,它們會感覺到雨滴的力度,所以它們會慢慢“松手”。如果它們不松開,它們會被軋死。雨滴流出後,它們會再“握手”。就好像一個人跳入水中,水會分開,然後水又會合起來。 螞蟻是生物,但也可以像流體。想象一下,如果你開車撞到一棵樹,車就有可能被撞壞,螞蟻卻可以憑借自身的流體性質使自己愈合。需要修理一杯水嗎?螞蟻筏子這種自我愈合的能力為我們提供了一種思路,可以指導未來的工程。
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