第1章 向动物学习

在大自然中，植物开出了万紫千红的花朵，蝴蝶在花丛中翩翩起舞，生机盎然，因此蝴蝶有“会飞的花朵”之美称。

蝴蝶不仅给人们带来美的享受，更重要的是，它还给科学家以有益的启示，解决了航天上的一大难题。

这件事说来也十分有趣。人类发射的人造地球卫星，在太空飞行时会受到太阳光的强烈辐射，向阳的一面温度往往高达200℃，而背阳的一面温度却下降到-200℃。这样，卫星上装置的各种精密仪器、仪表就很容易被“烤”裂或“冻”裂。科学家对此大伤脑筋。后来，他们发现了蝴蝶的鳞片巧妙调节体温的作用：当太阳光直射时，鳞片会自动张开，以减少太阳光的辐射角度，从而可少吸收太阳光的热能；当外界气温下降时，鳞片又会自动闭合，紧贴体表，使太阳光直射到身上，以便吸收到更多的热量，因此它能使自己的体温始终控制在一个正常的范围内。就这样，科学家模仿蝴蝶的鳞片，为人造地球卫星设计了一种控制系统，从而圆满地解决了这个难题。

蚂蚁已经在地球上存活了5000～9000万年。科学家估计，目前地球上至少生活着1～10兆亿只蚂蚁。它们能以弱小的身躯，在恶劣的自然环境中生存下来，世世代代繁衍生息，必有自己独特的本领。现在人们意识到，这种本领源自蚂蚁的“集体智慧”。研究人员认为，与人类相比，单个蚂蚁的智慧几乎可以忽略不计，然而当众多蚂蚁聚在一起时，它们能应付许多问题。当蚁群在搬运食物的路线上发现障碍物时，它们会以一种似军队行进过程中传递信息的“接力”方法，迅速找到绕行的最佳路线。蚁群的这种通讯方法启发了人类。

以设计有线通讯网络拓扑结构为例，当某个节点因数据通过量大发生阻塞时，必须迅速为这些数据流找到新的路径，争取使信号在最短时间内到达。而在密如蛛网的大型通讯网络中，这样的节点无以计数，要保证网络中所有的节点都能够动态协调地工作，是一个相当复杂的问题，尽管人们为此做了很多努力，但至今仍未很好解决。

蚂蚁用一种非常简单的方法就解决了这个问题。它们在所经过的道路上释放出化学气息，当蚁群中其他成员探测到这种气息后，就会循着特定的路线找到同伴，在这条路线上蚂蚁越多，留下的气味就会越大，于是，就会有更多的蚂蚁参与进来。与此同时，也会有一些蚂蚁去开辟一些新的路线，当原有路线被阻断后，蚁群便会迅速改变路线。而另外一些路线由于选用的蚂蚁较少，气味很快被蒸发掉，便不会有后来者使用。

用从蚂蚁身上学到的东西，改进人类的拓扑理论，构建新的通讯或交通网络，可以说是蚂蚁对人类的一大贡献。比利时一所大学的计算机网络专家多里格和博纳布两人依此原理，在电子地图上设计了一些“虚拟蚂蚁”，它们爬过图上给出的每一个节点，当到达重要节点时，它们释放出“虚拟”化学气息，然后，再令其他虚拟蚂蚁沿着这条首选路线继续前进，最终在地图上标出最佳路线。这种技术，已经用于设计无障碍通讯电话网络和电脑网，并在瑞士用于规划高效交通网。

蚁群在搬动物体时使用的通讯方法同样十分奇妙。研究发现，蚂蚁协调动作靠的也是在物体上释放气味，而像我们人类那样相互之间直接交换信息。当力量安排不合理时，蚂蚁会用气味通知其他同伴去加强较弱的一方，最终达到力量平衡，而且，绝不会有浪费“人力”的现象发生。现在，人们已开始把从蚂蚁身上学会的东西用于设计移动重物的机器人。