螞蟻懂物理學？覓食路徑似光折射定律(圖)
一項最新的研究發現，螞蟻穿過不同的表面時會選擇耗時最短的路線，而不是距離最短的路線。
光線在空氣-水界面上的折射（騰訊科學配圖）
一項最新的研究發現，當火蟻穿過不同的表面時，它們會選擇消耗時間最短的路線，而不是距離最短的路線。一束光線在兩點之間傳播會選擇損耗時間最短的路線，即使它不是最短的距離，這一原理也被稱作費馬原理（或者最短時間原理）。
比如說，設想一下一名救生員匆忙去拯救距離海岸一段距離的某個人，最快的方式就是先沿著海岸奔跑，以此來使她游泳所耗費的時間最短。
研究中研究人在以色列收集了小火蟻的巢穴，它們是世界上最具侵略性到的100個物種之一。每一個巢穴都含有幾千隻工蟻和幾隻蟻後。這些螞蟻被放置在圍牆的角落中，蟑螂被作為食物源放置在對面的角落。為了到達蟑螂那裡，螞蟻們必須穿過一個被不同材料覆蓋的覓食區域。研究人員發現，螞蟻通過玻璃質材料的速度比通過其它材料更加迅速，而且在光滑表面爬行的速度也比粗糙表面更快。
研究發現，在前往蟑螂食物的途中，螞蟻們並未按照最直接的路線行進。相反的是它們曲折前進，更多的在更光滑的材料上爬行以此在最短的時間裏到達食物處。研究人員得到結論，這些發現表明解釋光傳播的費馬原理也適用於活體生物。研究的首席作者，雷根斯堡大學的Jan Oettler說道：「我們發現這項通則適用於那些依靠信息素交流而且進行社會合作的活體生物。」
螞蟻們依靠信息素的痕跡確定路線。研究人員聲稱，這種化學痕跡最初或許是隨意的，但是久而久之就會集中形成最佳路線。長期以來科學家們都知道螞蟻選擇最短的幾條路線到達食物源，以此來使爬行時間最小化或者節省能量。然而螞蟻也有它們的侷限性，在較短的距離上，螞蟻在選擇最快速的路線上做的並不好，這或許是因為在每個區域都有著更多信息素的原因。