Принцип Ферма.: Короткий путь - не значит самый быстрый
Муравьи математики
Короткий путь - не значит самый быстрый. Это доказал Пьер Ферма, как принцип в оптике, когда луч света, проходящий от одной точки к другой «выбирает» путь, который требует меньше всего времени, даже если эта дистанция не является самой короткой.
По этому же принципу передвигаются муравьи, используя не самый короткий, а самый быстрый путь.
Огненные муравьи могут проходить по определенной, выбранной ими поверхности, дабы сократить общее время пути, а не уменьшить расстояние. Это открытие прольет свет на социальную самоорганизацию этих насекомых.
В опытных колониях огненных муравьев каждой колонии насчитывалось несколько тысяч рабочих муравьев и несколько королев. Муравьев поместили в одном углу клетки, а тараканов в качестве приманки в другом углу. Чтобы добраться до тараканов, муравьям пришлось пересекать зону, полную различных препятствующих объектов: мягкий и грубый войлок, а также стеклянные поверхности. Более того, на разных этапах исследования препятствия были поставлены попарно рядом друг с другом - стекло с грубым войлоком, стекло рядом с мягким войлоком, и грубый войлок в паре с мягким. Быстрее всего муравьи пересекали стеклянную поверхность, а передвижение по мягкому войлоку заняло у них меньше времени, чем по твердому. По пути к приманке муравьи не следовали какой-то определенной тропинке, а выбирали более ровный материал, чтобы потратить на него меньше времени. Исследование подтверждает, что принцип Ферма справедлив и по отношению к живым существам.
Для поиска пути муравьи полагаются на феромоны. Исследователи полагают, что изначально химический след выбирается случайным образом, но впоследствии превращается в полноценный маршрут. Этот процесс иллюстрирует модель самоорганизации и эволюции, так как из всех возможных путей насекомые выбирают самый быстрый.
Ученым давно известно, что для поиска еды муравьи выбирают кратчайшие пути, чтобы сэкономить время и силы. Например, муравьи-жнецы избегают пути с обилием растительности, а рыжие муравьи предпочитают передвижение по горизонтали, а не по вертикали.
материал увела у Сергей Василенков "Для поиска дороги муравьи используют математический подход"