黏菌也會(huì)走迷宮

［2008認(rèn)知科學(xué)獎(jiǎng)］

獲獎(jiǎng)理由：發(fā)現(xiàn)了黏菌具有建立高效（xiào）運(yùn)輸（shū）網(wǎng)絡(luò)的能力。

中垣俊之、山田裕康、小林亮、石黑章夫四位日本科學(xué)家和一位土耳其學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)：黏菌也會(huì)走迷宮。如果在一個(gè)迷宮出入（rù）口處放上食物，黏液菌們可以在4小時(shí)內(nèi)，在迷宮出入口間排出幾條管狀通道；8小時(shí)內(nèi)，黏液菌可以在各通道間找到最短的路線。這樣的迷魂（hún）“八卦（guà）陣”完全不能阻礙（zǔ?謘ài）這種原始生命“貪（tān）吃”的沖動(dòng)，這似乎可以證明，簡(jiǎn)單的智能來(lái)自細(xì)胞。

知識(shí)鏈接：

日本研究人員研究發(fā)現(xiàn)，一種單細(xì)胞生物——黏菌具有建立高效運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的能力。他們希望在將來(lái)的城際鐵路網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施（shè shī）的規(guī)劃（guī huà）設(shè)計(jì)中發(fā)揮黏菌的這種能力。

黏菌是一種介于動(dòng)、植物之間的微生物，它們保持有變形蟲(chóng)的身體構(gòu)造，形態(tài)各異（yì），具有向食物聚集的特性。如果食物處于分散狀態(tài)，黏菌就會(huì)在食物之間排成管道，通過(guò)管道輸送養(yǎng)分。

來(lái)自北海道大學(xué)和廣島大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員在一個(gè)A4紙大小、與日本關(guān)東地區(qū)形狀相同的容器內(nèi)培養(yǎng)黏菌。黏菌和最大塊的食物被放在容器內(nèi)模擬東京中心的位置，而其他小塊食物則被分散放置在容器內(nèi)模擬（mó nǐ）關(guān)東地區(qū)36個(gè)主要車站的位置上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，黏菌首先在自身周圍迅速形成細(xì)密網(wǎng)絡(luò)，隨著網(wǎng)絡(luò)向四周擴(kuò)散，網(wǎng)絡(luò)從出發(fā)中心向外逐漸（zhú jiàn）由細(xì)密變清晰（xī），１至２天后，整個(gè)“關(guān)東地區(qū)”便呈（chéng）現(xiàn)出清晰的“鐵路網(wǎng)”。

雖然黏菌每次形成的網(wǎng)絡(luò)并不相同，但研究人員發(fā)現(xiàn)這些網(wǎng)絡(luò)有著共同的特點(diǎn)：經(jīng)常用的管道會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，而不用的管道會(huì)逐漸消失；最終網(wǎng)絡(luò)的總長(zhǎng)度達(dá)到盡可能短；確保在某處中斷（duàn）時(shí)有其他路徑（jìng）可以繞（rào）行。

研究人員還利用黏菌不喜光的特性，用光照射模擬一些在實(shí)際鐵道施工困難的地方，結(jié)果黏菌都形成了最為經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)中還出現(xiàn)過(guò)與現(xiàn)實(shí)的關(guān)東地區(qū)鐵路網(wǎng)基本相同的網(wǎng)絡(luò)。

研究人員分析認(rèn)為，黏菌網(wǎng)絡(luò)在總長(zhǎng)度、運(yùn)輸效率（xiào lǜ）、應(yīng)對(duì)事故能力等方面，都可與實(shí)際的鐵路網(wǎng)相匹敵甚至更優(yōu)秀。因此，他們希望，在需要考慮成本和風(fēng)險(xiǎn)等復(fù)雜因素的城際鐵路網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，黏菌這種建立高效運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能力能發(fā)揮（huī）作用。

a. 黏液菌（黃）遍布整個(gè)迷宮（黑），α1、α2與β1、 β2分別為貫通（guàn tōng）迷宮出入口的兩組線路。

b. 將食品（圖中以AG標(biāo)記）放入迷宮的出入口。4小時(shí)后，黏液菌收縮（suō）了其余（yú）位置的偽（wěi）足，并找到了兩組貫通迷宮出入口的線路。

c. 又過(guò)了4小時(shí)，黏液菌已經(jīng)找到了最短的線路?琢2+β1.