مورچه
مورچه ها در زمره حشراتى هستند كه به صورت دسته جمعى زيست مى كنند و ميليونها سال فرآيند تطور امور حيرت آورى را فرا گرفته اند. شمارى از زيست شناسان در صدد بر آمده اند با مطالعه دقيق تر در نحوه عمل اين حشرات از مدلهاى رفتارى آنان براى حل مسائلى كه مهندسان با آنها مواجه هستند، كمك بگيرند. چند دهه قبل، زمانى كه "ريچارد فاينمن" فيزيكدان خوش ذوق آمريكايى سرگرم كار روى رساله دكتراى خود بود، متوجه شد لشكرى از مورچه ها به اتاق او هجوم آورده اند و گنجه اى را كه او مواد غذايى اش را در آن نگاه مى داشت مورد حمله قرار داده اند.
رفتار اين مورچه ها ذهن حساس و مسئله ياب اين فيزيكدان جوان را تحريك كرد و او مصمم شد از اسرار رفتار دقيق و حساب شده اين موجودات سر درآورد. هر چند فاينمن نتوانست به همه پرسشهايى كه در آن زمان در مورد رفتار مورچه ها داشت پاسخ دهد، اما اين پرسشها، از جمله اينكه مورچه ها چگونه به وجود مواد غذايى در گنجه قفل شده پى مى برند؟ يا آنكه چگونه راه لانه تا محل غذا و بالعكس را پيدا مى كنند؟ يا آنكه چگونه به يكديگر درباره وجود مواد غذايى و محل آنها اطلاع مى دهند؟ و اينكه آيا هيچ تصورى از هندسه و مكان در ذهن دارند؟ موجب شد كه شمارى از زيست شناسان و محققان به بررسى جدى در اين زمينه بپردازند. گزينش طبيعى جست وجوى غذا را به صورت فعاليتى كه براى بقا ضرورى است در قياس با ديگر فعاليتها اولويت مى بخشد.
اين فرآيند، همچنين نسل مورچه هايى را كه قادرند به نحو موثرترى اطلاعات مفيد را به مورچه هاى ديگر انتقال دهند، مثلا با بر جاى گذاشتن رد پاى شيميايى از محل غذا در برابر مورچه هايى كه كمتر در اين زمينه موفقند، پايدار مى سازد. آشنايى با هندسه و مكان نيز شانس بقاى مورچه ها را بالا مى برد، به اين شرط كه مكانيسم قابل استفاده اى در اين زمينه موجود باشد و اين امر بر بازده يافتن غذا بيفزايد. فاينمن در آزمايش خود مورچه ها را بر روى يك تكه كاغذ از نقطه اى به نقطه ديگر مى برد و در برابرشان اندكى شكر قرار مى داد تا دريابد كه آيا اين مورچه ها مى توانند ديگر مورچه ها را از محل غذا مطلع سازند؟ اما مطالعاتى كه او در خصوص آشنايى مورچه ها با هندسه انجام داد نتايج متناقضى به بار آورد. او به عنوان نمونه مشاهده كرد مورچه هايى كه در اتاقش سرگرم فعاليت هستند نمى توانند مسير صحيح را از مسير ناصحيح در امتداد يك راه خاص تشخيص دهند. اما بعدها در جنگلهاى برزيل شاهد آن بود كه مورچه هاى برگ خوار اين جنگلها از اين توانايى برخوردارند. او اين فرضيه را مطرح كرد كه مورچه هاى برزيلى از نوعى ماده شيميايى براى تعيين جهت صحيح در مسير حركت استفاده مى كنند. به عبارت ديگر اين مورچه ها مى توانند يك مسير را به صورت الف - ت - ب - ت – فاصله - ب، الف، ت و ب - فاصله مشخص كنند كه به معناى آن است كه مسير حركت غير متقارن است. در حالى كه مسيرى كه به صورت الف، فاصله، الف و ... علامتگذارى شده، صرفا يك مسير متقارن را نمايش مى دهد. اما آزمايشهاى بعدى او در منزلش در كاليفرنيا نتوانست نتيجه روشنى به بار آورد. فاينمن متذكر شد كه شواهد نشان مى دهد مورچه ها مسير و جهت را تشخيص مى دهند، اما آزمايشهاى او نمى تواند اين نكته را كه مورچه ها حس تشخيص هندسه و جغرافياى موقعيت را دارند مشخص سازد. اما تحقيقات بعدى به وسيله زيست شناسان نشان داده كه در ميان ۲۰ هزار نوع مختلف از مورچه ها، روش هاى يكسانى براى راهيابى به كار نمى رود و همه اين انواع مختلف به يك ميزان از توانايى در تشخيص مسير برخوردار نيستند. بسيارى از مورچه ها از نشانه هاى بيرونى در مسير براى تشخيص موقعيت و جهت خود استفاده مى كنند. زمانى تصور مى شد كه مورچه هاى برگ خوار جنگلهاى برزيل از ميدان مغناطيسى زمين براى اين منظور كمك مى گيرند.
پژوهشهاى تازه روشن ساخته كه يك نوع مورچه معمولى موسوم به مورچه قرمز از درك هندسى برخوردار است و محققان اكنون بر اين باورند كه احتمالا ديگر انواع مورچه ها نيز داراى اين توانايى هستند. يك دسته از مورچه هاى قرمز شبكه اى را به وجود مى آورند كه از دهانه لانه تا محيط اطراف پراكنده مى شود. اين شبكه بازوهايى به صورت حرف انگليسى ايگرگ Y با زاويه اى در حدود ۶۰ درجه به وجود مى آورد. به عبارت ديگر مورچه ها در هنگام خروج از لانه و حركت در محيط اطراف اينگونه و با اين زاويه شاخه شاخه مى شوند. اما اگر مورچه اى در مسيرى نادرست در امتداد يك شاخه در حال حركت باشد و به تقاطعى با زاويه ۱۲۰ درجه برخورد كند نمى تواند جهت خود را تنظيم كند. زاويه كمتر از ۱۲۰ درجه براى بازوهاى شاخه هاى ايگرگ شكل نوعى عدم تقارن ميان لانه و محيط به وجود مى آورد. اما زاويه دقيقا ۶۰ درجه و ۱۲۰ درجه به معناى تقارن كامل است و در اين زاويه توانايى مورچه براى تنظيم جهت خود به حداكثر مى رسد. اين نكته نشان مى دهد كه فرضيه فاينمن در مورد علامتگذارى مسير به وسيله مورچه ها به صورت الف - ب - فاصله - الف - ب - فاصله، نادرست است. زيرا در عمل حركت هزاران مورچه از چنين مسيرى موجب مى شود اين علامتگذارى ها مخدوش شوند. مورچه هايى كه فاينمن براى آزمايش برگزيده بود، براى مقصود خاصى كه او در نظر داشت يعنى درك قابليت هاى هندسى، نمونه هاى مناسبى نبودند. چون فاينمن فيزيكدان بود و نه زيست شناس و اطلاعى از انواع گوناگون مورچه ها نداشت. در حالى كه زيست شناسان توانسته اند با مطالعه در انواع مختلف مورچه ها و از جمله مورچه هاى قرمز به اين قابليت هندسى طبيعى پى ببرند.
نكته ديگرى كه مطالعه در رفتار مورچه ها را براى محققان آشكار ساخته، آن است كه فرآيند تطور طبيعى براى حل مسائل سخت به وسيله موجوداتى كه از توانايى ذهنى زيادي برخوردار نيستند، از راه حل هاى ساده اى كه در طول زمانهاى طولانى از استحكام و قوت برخوردار شده اند، بهره گرفته است. اين راه حل ها كه اكنون در حد بالايى از قابليت و بازده قرار دارند، مى توانند براى مهندسان راهگشا باشند.
منبع:http://www.irandeserts.com
تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله
رفتار اين مورچه ها ذهن حساس و مسئله ياب اين فيزيكدان جوان را تحريك كرد و او مصمم شد از اسرار رفتار دقيق و حساب شده اين موجودات سر درآورد. هر چند فاينمن نتوانست به همه پرسشهايى كه در آن زمان در مورد رفتار مورچه ها داشت پاسخ دهد، اما اين پرسشها، از جمله اينكه مورچه ها چگونه به وجود مواد غذايى در گنجه قفل شده پى مى برند؟ يا آنكه چگونه راه لانه تا محل غذا و بالعكس را پيدا مى كنند؟ يا آنكه چگونه به يكديگر درباره وجود مواد غذايى و محل آنها اطلاع مى دهند؟ و اينكه آيا هيچ تصورى از هندسه و مكان در ذهن دارند؟ موجب شد كه شمارى از زيست شناسان و محققان به بررسى جدى در اين زمينه بپردازند. گزينش طبيعى جست وجوى غذا را به صورت فعاليتى كه براى بقا ضرورى است در قياس با ديگر فعاليتها اولويت مى بخشد.
اين فرآيند، همچنين نسل مورچه هايى را كه قادرند به نحو موثرترى اطلاعات مفيد را به مورچه هاى ديگر انتقال دهند، مثلا با بر جاى گذاشتن رد پاى شيميايى از محل غذا در برابر مورچه هايى كه كمتر در اين زمينه موفقند، پايدار مى سازد. آشنايى با هندسه و مكان نيز شانس بقاى مورچه ها را بالا مى برد، به اين شرط كه مكانيسم قابل استفاده اى در اين زمينه موجود باشد و اين امر بر بازده يافتن غذا بيفزايد. فاينمن در آزمايش خود مورچه ها را بر روى يك تكه كاغذ از نقطه اى به نقطه ديگر مى برد و در برابرشان اندكى شكر قرار مى داد تا دريابد كه آيا اين مورچه ها مى توانند ديگر مورچه ها را از محل غذا مطلع سازند؟ اما مطالعاتى كه او در خصوص آشنايى مورچه ها با هندسه انجام داد نتايج متناقضى به بار آورد. او به عنوان نمونه مشاهده كرد مورچه هايى كه در اتاقش سرگرم فعاليت هستند نمى توانند مسير صحيح را از مسير ناصحيح در امتداد يك راه خاص تشخيص دهند. اما بعدها در جنگلهاى برزيل شاهد آن بود كه مورچه هاى برگ خوار اين جنگلها از اين توانايى برخوردارند. او اين فرضيه را مطرح كرد كه مورچه هاى برزيلى از نوعى ماده شيميايى براى تعيين جهت صحيح در مسير حركت استفاده مى كنند. به عبارت ديگر اين مورچه ها مى توانند يك مسير را به صورت الف - ت - ب - ت – فاصله - ب، الف، ت و ب - فاصله مشخص كنند كه به معناى آن است كه مسير حركت غير متقارن است. در حالى كه مسيرى كه به صورت الف، فاصله، الف و ... علامتگذارى شده، صرفا يك مسير متقارن را نمايش مى دهد. اما آزمايشهاى بعدى او در منزلش در كاليفرنيا نتوانست نتيجه روشنى به بار آورد. فاينمن متذكر شد كه شواهد نشان مى دهد مورچه ها مسير و جهت را تشخيص مى دهند، اما آزمايشهاى او نمى تواند اين نكته را كه مورچه ها حس تشخيص هندسه و جغرافياى موقعيت را دارند مشخص سازد. اما تحقيقات بعدى به وسيله زيست شناسان نشان داده كه در ميان ۲۰ هزار نوع مختلف از مورچه ها، روش هاى يكسانى براى راهيابى به كار نمى رود و همه اين انواع مختلف به يك ميزان از توانايى در تشخيص مسير برخوردار نيستند. بسيارى از مورچه ها از نشانه هاى بيرونى در مسير براى تشخيص موقعيت و جهت خود استفاده مى كنند. زمانى تصور مى شد كه مورچه هاى برگ خوار جنگلهاى برزيل از ميدان مغناطيسى زمين براى اين منظور كمك مى گيرند.
پژوهشهاى تازه روشن ساخته كه يك نوع مورچه معمولى موسوم به مورچه قرمز از درك هندسى برخوردار است و محققان اكنون بر اين باورند كه احتمالا ديگر انواع مورچه ها نيز داراى اين توانايى هستند. يك دسته از مورچه هاى قرمز شبكه اى را به وجود مى آورند كه از دهانه لانه تا محيط اطراف پراكنده مى شود. اين شبكه بازوهايى به صورت حرف انگليسى ايگرگ Y با زاويه اى در حدود ۶۰ درجه به وجود مى آورد. به عبارت ديگر مورچه ها در هنگام خروج از لانه و حركت در محيط اطراف اينگونه و با اين زاويه شاخه شاخه مى شوند. اما اگر مورچه اى در مسيرى نادرست در امتداد يك شاخه در حال حركت باشد و به تقاطعى با زاويه ۱۲۰ درجه برخورد كند نمى تواند جهت خود را تنظيم كند. زاويه كمتر از ۱۲۰ درجه براى بازوهاى شاخه هاى ايگرگ شكل نوعى عدم تقارن ميان لانه و محيط به وجود مى آورد. اما زاويه دقيقا ۶۰ درجه و ۱۲۰ درجه به معناى تقارن كامل است و در اين زاويه توانايى مورچه براى تنظيم جهت خود به حداكثر مى رسد. اين نكته نشان مى دهد كه فرضيه فاينمن در مورد علامتگذارى مسير به وسيله مورچه ها به صورت الف - ب - فاصله - الف - ب - فاصله، نادرست است. زيرا در عمل حركت هزاران مورچه از چنين مسيرى موجب مى شود اين علامتگذارى ها مخدوش شوند. مورچه هايى كه فاينمن براى آزمايش برگزيده بود، براى مقصود خاصى كه او در نظر داشت يعنى درك قابليت هاى هندسى، نمونه هاى مناسبى نبودند. چون فاينمن فيزيكدان بود و نه زيست شناس و اطلاعى از انواع گوناگون مورچه ها نداشت. در حالى كه زيست شناسان توانسته اند با مطالعه در انواع مختلف مورچه ها و از جمله مورچه هاى قرمز به اين قابليت هندسى طبيعى پى ببرند.
نكته ديگرى كه مطالعه در رفتار مورچه ها را براى محققان آشكار ساخته، آن است كه فرآيند تطور طبيعى براى حل مسائل سخت به وسيله موجوداتى كه از توانايى ذهنى زيادي برخوردار نيستند، از راه حل هاى ساده اى كه در طول زمانهاى طولانى از استحكام و قوت برخوردار شده اند، بهره گرفته است. اين راه حل ها كه اكنون در حد بالايى از قابليت و بازده قرار دارند، مى توانند براى مهندسان راهگشا باشند.
منبع:http://www.irandeserts.com
تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله
