螞蟻如何認路?我決定做些實驗

螞蟻如何認路?我決定做些實驗
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我們想讓你知道的是

一天,有些螞蟻爬到窗檻上逛來逛去。我突然好奇起來,很想知道︰牠們是怎樣找到東西的?到底牠們怎樣知道該往哪裡去呢?牠們能不能互相通報食物在哪裡,就像蜜蜂那樣?牠們對事物的外表有沒有任何知覺?

文:理查.費曼(Richard P. Feynman)

草履蟲.蜻蜓.蟻

我很小的時候就有自己的「實驗室」。當然,如果說要測量什麼或做重要的實驗,那就算不上實驗室了。其實,我只是待在那裡玩而已︰我自己做馬達,或者利用光電管做些小玩意,比方說,設計一個小電子玩意兒,有東西在光電管前面晃過時,會啟動另一組零件;我也找來一些矽片玩。總之,我在那裡天馬行空的率性而為。只有在做燈座時,我做過一些計算,看如何利用開關及燈泡來控制電壓。但這些都只能算是應用而已,我還沒真正做過什麼偉大實驗。

我還有一臺顯微鏡,經常沉迷於鏡下的世界;這也需要很大的耐性。我把東西放到顯微鏡下,看個沒完沒了。跟其他人一樣,我看到許多有趣的事物,像矽藻慢慢的從玻片這一頭游到另一頭……等。

一天,我在觀察草履蟲,無意中看到一些在中學、甚至大學課本裡都沒有提到的現象。我經常覺得,這些課本都自以為是的把世界簡化了。他們說︰「草履蟲是一種極端簡單的生物,行為更是如此。當牠們碰到其他東西時會退後,轉個角度重新出發。」

但其實不對。首先,許多人也知道,草履蟲有時互相觸碰,交換小細胞核。我感到有趣的是︰到底牠們怎樣決定在什麼時候這樣做?(不過這跟我觀察到的事情無關。)

不能盡信課本

我確實看到草履蟲碰到東西之後反彈回來,轉個角度再繼續前進;可是牠們的動作一點都不機械化,不像課本形容的那樣。牠們移動的距離不一,反彈回來的距離也不一,在不同情況下,轉的角度也大小不一;牠們更不一定都向右轉或左轉,一切看起來都是不規律的。事實上,我們並不清楚牠們碰到什麼,更不知道牠們嗅到什麼化學物質。

我想觀察的一個現象是,草履蟲周圍的水乾掉以後,牠會怎樣?據說,草履蟲會變乾、變硬,像顆種子一樣。

於是我在玻片上滴了一滴水,放到顯微鏡下。我看見一隻草履蟲和一些「小草」——對草履蟲來說,這些小草已經像一張巨大的麥稈網了。過了十多分鐘之後,水滴逐漸蒸發,草履蟲的處境愈來愈艱困了。牠前後游動,愈來愈快,直到不能再動,最後牠被卡在「草棒」之間,無法動彈。

然後,我看到一些從未看過、也從沒聽說過的事︰草履蟲的樣子變了,居然可以像變形蟲一樣改變形狀!牠緊挨著一根草棒,開始分叉,好像螃蟹的兩根鉗子一般。分到牠身體的一半長度左右,突然牠大概覺得這樣下去沒什麼好處,於是又回復原狀。

因此我的印象是,課本對這些小動物的描述太簡略了。事實上,牠們的行為都不是那樣機械化或沒變化的,這些教科書真應該正確的描述它們才對。而假如我們連單細胞動物的多姿多采,都不大了解,我們就不要奢望能夠明白更複雜的動物行為了。

長腳針來了!

我也很喜歡觀察小昆蟲。大約十三歲時,我讀過一本談昆蟲的書——它說蜻蜓是無害的,也不會叮人。但從小我們就稱蜻蜓為「長腳針」,鄰居都認為被牠們叮到是很危險的;因此,如果我們在外頭打棒球或玩耍時,一有蜻蜓飛近,大家便四散飛奔,找地方躲藏,同時揮手尖叫︰「長腳針來了!長腳針來了!」

有一天,我們在海灘上玩耍,一只長腳針飛過來,大家都在尖叫亂跑,我卻在那裡不動如山。「不用怕!」我說︰「書上說長腳針不會叮人的!」

牠飛到我腳上,每個人都拚命喊,現場一團糟,只因為這只長腳針「站」在我的腳上。但我這個神奇的科學小子,卻固執的相信牠不會叮我。

也許很多人以為,最後我被叮了——不!這次書上說對了。但我可真的嚇出一身冷汗。

那時候,我還有一臺小小的玩具顯微鏡。我把裡面的放大鏡拿下來,利用它來觀察周圍的事物。在普林斯頓當研究生時,我還經常把這片放大鏡放在口袋裡。有一次無意中拿出來,觀看正在常春藤旁爬來爬去的螞蟻,一看之下,不禁興奮得大叫起來。那裡有一隻螞蟻和一隻蚜蟲。蚜蟲是一種害蟲,可是螞蟻都會來照顧牠們。如果蚜蟲寄生的植物開始枯萎,螞蟻便把蚜蟲搬到別的植物上。在這個過程中,螞蟻也有好處,就是從蚜蟲身上取得稱為「蜜露水」的蚜蟲汁。這些我都知道,因為父親告訴過我,但我從來沒親眼看過。

我看到的情形是:一隻螞蟻走到蚜蟲旁邊,用腳拍牠,在蚜蟲全身上下拍、拍、拍,真是有趣極了!接著,蜜露水便從蚜蟲背部分泌出來;在放大鏡之下,蜜露水看起來像一顆很大、很漂亮、閃閃發光的七彩大汽球。之所以成為球狀,是因為表面張力作用的關係。至於它會發出各種光芒,卻是因為我那玩具顯微鏡並不很好,放大鏡有色差。但總之,那看來真是美極了!

小螞蟻用牠的兩隻前腳,將蜜露水球從蚜蟲背上挪下、舉起來!在牠們這樣微小的世界裡,連水都可以一顆一顆的舉起來!

我猜螞蟻腳上可能有些油膩的物質,因此當牠把水球舉起來時,也不會把球弄破。然後牠用嘴巴把蜜露水球的表面咬破,表面張力便崩潰了,整滴蜜露水就一股腦兒流到牠的肚子裡。整個過程實在太有趣了!

螞蟻如何認路?

我住的宿舍裡有一個凸到外面的窗,窗檻是U字形的。一天,有些螞蟻爬到窗檻上逛來逛去。我突然好奇起來,很想知道︰牠們是怎樣找到東西的?到底牠們怎樣知道該往哪裡去呢?牠們能不能互相通報食物在哪裡,就像蜜蜂那樣?牠們對事物的外表有沒有任何知覺?