黏菌比超級計算機更聰明?

參考消息 發佈 2024-05-06T17:21:39.758415+00:00

據日本《每日新聞》2月23日報導,「黏菌」雖然被人們稱為「菌」,但其實它非動物非植物也非菌類,而是一種單細胞生物。它通過緩慢蠕動獲取食物,不斷成長、聚合,有時也會分裂。它生活在落葉和枯木表面,形似變形蟲,擁有一些令人吃驚的「超能力」。

據日本《每日新聞》2月23日報導,「黏菌」雖然被人們稱為「菌」,但其實它非動物非植物也非菌類,而是一種單細胞生物。它通過緩慢蠕動獲取食物,不斷成長、聚合,有時也會分裂。它生活在落葉和枯木表面,形似變形蟲,擁有一些令人吃驚的「超能力」。

北海道大學電子科學研究所教授中垣俊之憑藉對黏菌的研究,極為罕見地於2008年和2010年兩度獲得「搞笑諾貝爾獎」。他研究的是黏菌的智力。

在2008年的研究中,中垣俊之將食物放在迷宮的入口和出口,結果發現黏菌無需藉助外力,自己就可以找到走出迷宮的最短路線。該研究結果被發表在英國《自然》周刊上。2010年,他找來日本地圖,在大城市的位置放上食物,通過控制光的強弱來模擬山川河流,結果發現黏菌的移動路線與現實中的鐵路網十分接近。美國《科學》周刊刊登了此項研究結果。

黏菌這種看起來很簡單的生物是否也有智力?這是中垣想要弄清楚的問題。他說:「智力並非人類獨有。如果能證明各種生物也有智力,人類對一些事物的看法可能會發生改變。」

黏菌正在被用於開發最尖端的技術,其中之一就是黏菌計算機。

經典的「旅行商問題」(要求商人必須在確保造訪每座城市一次的基礎上,選取最短路線返回出發點)儘管看起來不難解決,但如果增加城市數量,可選取的路線數就會暴增。此時如果使用笨辦法,就要找出所有路線並加以比較。

如果商人只去4座城市,計算起來似乎並不難。但如果城市數量達到32座的話,即使是日本最快的「富岳」超級計算機也要算上3億年左右。

而黏菌可以「自主分散式」運動。為了應對環境變化,它的身體各部分能夠同時伸縮。儘管運動方式看似無序,但黏菌為了避開它不喜歡的光並獲取更多食物,可以自主運動以實現利益最大化。它能夠走出迷宮、沿鐵路網移動也是拜此能力所賜。

日本阿米巴能源公司創始人青野真士發現,利用黏菌的特性可以高效解決「旅行商問題」。他在容器里設置多條呈放射狀分布的暗溝,然後將黏菌放入容器中,使其可以沿著暗溝延伸「足跡」。如果不去管它,黏菌最終會布滿所有暗溝。但一旦遇到光,它就會回縮。改變光照位置後可以發現,黏菌總會儘量避開光,變成對自己最有利的形狀。

可以將容器中的暗溝視作城市間的路線。只要按照「旅行商問題」的要求調整光照,就可以藉助黏菌的智力獲得答案。

在實驗中,即使增加城市數量,黏菌花費的時間也不會增加太多。

為了將此成果投入實際應用,研發人員用電子模仿黏菌的運動軌跡,以開發速度更快的計算機,並計劃幾年後進入實證實驗階段。未來還有可能將此成果轉化為手機晶片。

構建高效物流網、調度自動駕駛車輛等情景都是「旅行商問題」在實際生活中的應用。具備超強計算能力的量子計算機也在挑戰這一問題。青野真士說:「黏菌將和量子計算機展開較量。」

來源:參考消息網

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