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別鬧了,費曼先生

作者:理查.費曼
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第二部 誤闖普林斯頓 草履蟲.蜻蜓.蟻

第二部 誤闖普林斯頓

草履蟲.蜻蜓.蟻

在普林斯頓時,螞蟻還發現了我的食物櫃,找到我的果醬、麵包及其他食品。食品櫃離開窗戶有一段距離,於是經常有這麼一長串的螞蟻雄兵,在房間地板上橫行,向我的食物進攻。這正好發生在我進行各種螞蟻實驗的期間,因此我想:有沒有什麼方法阻止它們侵襲我的食品櫃?當然,我不是指用毒藥之類的方法,因為我們對螞蟻也必須要人道點!
因此我的印象是,課本對這些小動物的描述太簡略了。

長腳針來了!

這些我都知道,因為父親告訴過我,但我從來沒親眼看過。
另一次,在通往窗檻的糖的通道上,我放了很多顯微鏡玻璃片,讓螞蟻走在上面。然後,我改變玻璃片的排列順序,或者是用新的玻璃片把其中一些舊的替換掉。我證明了螞蟻對物件的外表,是沒有知覺的,因為它們搞不清楚東西在哪兒。如果它們循著一條路而找到糖,但同時有更短的路可以回來,它們也永遠找不到這條較短的路。
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!」
又有一次,我想讓螞蟻走圓圈,但我沒足夠耐心完成這個實驗;我想這應該不難做到。
當然,這些都是外行人才會問的問題;大家都知道答案,只有我不知道,因此我要做些實驗。首先我把一條繩子拉開綁在窗子的U字形上,把一張硬紙片折起來,在上面沾滿糖,然後掛在繩子的中央。這樣做的用意,是要把糖和螞蟻分隔開,使螞蟻不能碰巧地找到糖,我要好好控制這個實驗。
小螞蟻用它的兩隻前腳,將蜜汁球從蚜蟲背上挪下、舉起來!在它們這樣微小的世界裡,連水都可以一顆一顆地舉起來!我猜螞蟻腳上可能有些油膩的物質,因此當它把水球舉起來時,也不會把球弄破。然後,它用嘴巴把蜜汁球的表面咬破,表面張力便崩潰,整滴汁就一股腦兒流到它的肚子內。整個過程實在太有趣了!
我住的宿舍裡有一個凸到外面的窗,窗檻是U字形的。
總之,第二hetubook.com.com隻螞蟻走回家的路線,比第一隻螞蟻走的路線直得多。隨著一隻隻匆忙又大意的螞蟻走過這條通道之後,痕跡得到了「改進」,愈來愈直了。
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地把世界簡化了。他們說:「草履蟲是種極端簡單的生物,行為更是如此。當它們碰到其他東西時會退後,轉個角度重新出發。」
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!它緊挨著一根草棒,開始分叉,好像螃蟹的兩根鉗子一般。分到它身體的一半長度左右,突然它大概覺得這樣下去沒什麼好處,於是又回復原狀。
過了一會兒,我放紙片等螞蟻的地方清閒得很,一隻螞蟻也沒有(如果爬到這些紙片上,經由我的運送,它們便可以再回到糖那裡);但在第二個地方,卻有許多螞蟻徘徊找它們的糖。因此我結論:它們都跑回剛剛待過的地方。
多年以後,我在加州理工學院教書,住在阿拉米達街上的一幢小房子內。有一天,浴盆周圍有一些螞蟻在爬。我跟自己說:「這個機會太難得了。」我在浴盆的另一頭放了些糖,坐在旁邊看了一下午,終於等到有一隻螞蟻找到了糖。
但其實不對。首先,許多人也知道,草履蟲有時互相觸碰,交換核細胞。我感到有趣的是:到底它們怎樣決定在什麼時候交換核細胞?(不過這跟我觀察到的事情無關。)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;可是它們的動作一點都不機械化——不像課本形容的那樣。它們移動的距離不一,反彈回來的距離也不一樣,在不同情況下,轉的角度也大小不一;它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,我們並不清楚它們碰到什麼,更不知道它們嗅到什麼化學物品。
當下一隻螞蟻找到糖,開始往回走時,我用另一種顏色來描下它走過的路徑。值得一和圖書提的是,第二隻螞蟻跟隨第一隻螞蟻的回路走,而不是沿著自己來的路回去。我的想法是,當某只螞蟻找到食物時,它所留下的痕跡要比平常閒逛時,所留下的強烈得多。
接下來我折了很多小紙片,這是用來運螞蟻的。紙片放在兩個地方,一些掛在繩上,在糖的旁邊;另一些放在螞蟻出沒的地點,整個下午我就坐在那裡,一邊看書一邊監視,直到有螞蟻跑到我的紙片上,我便把它搬到糖那兒。

螞蟻如何認路?

這部分不難,有耐性就行了。
巴西的樵蟻在某些方面很「優秀」,但它們也有些很有趣的笨習性。事實上,我很驚訝在進化過程裡,這些習性還被保留下來。樵蟻要費很大力氣,才在葉片上切割出一條圓弧,拿下一小片樹葉,可是當它辛苦切割完畢之後,卻有五十%的可能性會拉錯地方,使得葉片掉到地上,而不得不重新開始割另一片葉、有趣的是,它們從來不會去撿那些已經被咬下來的葉片。因此很明顯,樵蟻在這方面並不怎麼精明。
我想看的是,要過多久其他螞蟻才知道這個找食物的通道。結果是一開始時很慢,後來卻愈來愈快,我運螞蟻運得應接不暇,簡直快發瘋了。
那時候,我還有一個小小的玩具顯微鏡。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,觀看正在常春籐旁爬來爬去的螞蟻,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它們。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。
這第二隻螞蟻走得很急,大致沿著原來的痕跡走。不過由於痕跡歪歪曲曲,而它又走得太快了,因此經常「滑」出痕跡之外。但當它到周圍亂闖時,常常又找到正確的痕跡。
有一天,我們在海灘上玩耍,一隻長腳針飛過來,大家都在尖叫亂跑,我卻在那hetubook.com.com裡不動如山。「不用怕!」我說,「書上說長腳針不會叮人的!」
事實上它們的行為都不是那樣機械化或沒變化的,這些書真應該正確地描述它們才對。而假如我們連單細胞動物的多姿多采都不大瞭解,我們就不要奢望能夠明白更複雜的動物行為了。
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——比方設計一個小電子玩意兒,有東西在光電管前晃過時,會啟動另一組零件等;我也找來一些硅片玩。總之,我在那裡天馬行空地率性而為。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。
我想觀察的一個現象是,草履蟲周圍的水乾掉以後,它會怎樣?據說,草履蟲會變乾、變硬,像顆種子一樣。於是我在玻璃片上滴了一滴水,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桿網了。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。它前後游動,愈來愈快,直到不能再動,最後,它被卡在「草棒」之間,無法動彈。
慢慢地,螞蟻找到了一條從放糖地方走回蟻穴的路,路上的痕跡愈來愈強;而原先通到食物櫃的通路,就愈來愈少螞蟻在用了。我很清楚,再過半小時左右,舊路上的痕跡就會全部乾掉;再過一個小時,它們便不會再碰我的食物了。
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。
而重新排列玻璃片,也清楚顯示了螞蟻會留下一些痕跡。接下來,我很容易便安排了許多簡單的實驗,看看這些痕跡多久會乾掉、是否容易被抹掉等。我也發現痕跡是沒有方向性的。如果我撿起一隻螞蟻,轉幾個圈,再把它放回去,它往往不知道現在走的方向跟剛剛不一樣,直到它碰上另一隻螞蟻,它才曉得m.hetubook.com.com走錯了方向。後來在巴西時,我碰到一些樵蟻(leaf-cutting ant,能將葉片咬下來的螞蟻),於是做了同樣的實驗,發現它們在短距離內分得出自己是向著食物走抑或走離食物。我猜它們留下的痕跡藏有玄機,可能是一連串的氣味系列:氣味A、氣味B、空檔、氣味A——等等。
搬了幾隻螞蟻過去之後,其中一隻偶然跑到旁邊的紙片上,我又把它搬回來。
它飛到我腳上,每個人都拚命喊,現場一團糟,只因為這隻長腳針「站」在我的腳上。但我這個神奇的科學小子,卻固執地相信它不會叮我。
用鉛筆跟蹤了八到十隻螞蟻之後,痕跡已變成直直的一條線了。這跟畫畫有點像:首先你隨便畫一條線;然後沿著它再畫幾次,一會兒就畫出一條直線了。
最後,我採用的方法是:首先,我在離它們進入室內入口處八英吋左右的地方,放了一些糖,但它們並不曉得這些糖的存在。然後,再度使用我的搬運技術——每當有帶著食物的螞蟻跑到我的運送器上時,我就把它帶到糖那裡去。向食物櫃前進的螞蟻,如果爬到運送器上,我也把它撿起來送到有糖的地方。
我看到的情形是,一隻螞蟻走到蚜蟲旁邊,用腳拍它——在蚜蟲全身上下拍、拍、拍,真是有趣極了!接著,蜜汁便從蚜蟲背部分泌出來。在放大鏡之下,蜜汁看起來像一個很大、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!
我還有一座顯微鏡,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,像硅藻慢慢地從玻璃片這一頭游到另一頭——等。
一旦螞蟻發現到糖的所在,我就拿起準備已久的彩色筆跟在它的後頭畫,這樣便可知道它的痕跡是什麼形狀。根據以前做過的實驗,我早已知道,螞蟻是不會受到鉛筆痕跡影響的,它們毫不停頓就走過去;https://www.hetubook.com.com因此我那樣做不會影響到實驗的可靠度。不過,由於這隻螞蟻在回家途中好像有點迷路,因此畫出來的線有點曲曲折折,不像一般的螞蟻痕跡。
我很想弄明白的一件事是,為什麼螞蟻的痕跡都那麼直、那麼好看。它們看來很清楚自己的目的,好像很有幾何概念似的;但從我的實驗結果看來,它們談不上有任何幾何概念。
當這一切正在熱烈進行之際,我突然開始把螞蟻從糖那裡送到別的地方去。現在的問題是,它們到底會爬回最初的地方,還是會跑到它剛剛待過的地方?

保衛食物櫃

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:它們是怎樣找到東西的?到底它們怎樣知道該往哪裡去呢?它們能不能互相通報食物在哪裡,就像蜜蜂那樣?它們對事物的外表有沒有任何知覺?

嗅著同伴氣味回家

好玩的是,我連地板都不必擦。事實上,我只不過把螞蟻運來運去而已!
我記得小時候,父親告訴過我,螞蟻是多麼奇妙、多麼合群的生物。我也常常仔細觀察三四隻螞蟻,如何合力把一小塊巧克力搬回巢裡。有趣的是,第一眼看來它們確實是效率奇高、合作得很好的小傢伙。但如果仔細看,你會發現完全不是那麼一回事。從它們的動作來看,巧克力好像是被什麼神奇力量舉起來似的,它們各自從不同的方向亂拉,而在搬運途中,其中一隻螞蟻可能還會爬到巧克力上。巧克力不斷搖搖晃晃、左右移動,沒有共同方向——巧克力並不是平順快速地運抵蟻巢的。
這些實驗的困難之一是,我的呼吸會嚇到螞蟻。這一定是從遠古時候,為了逃避某些喜歡吃它們或騷擾它們的天敵,而遺留下來的本能反應。我不確定是由於呼吸的溫暖、濕度還是氣味干擾了它們;總之在運送螞蟻時,我得暫時停止呼吸,偏過頭去,以免把它們搞糊塗或嚇壞了。
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」,鄰居都認為被它們叮到是很危險的。
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