你應該坐過火車對吧？一個國家，還有國家和國家之間有許許多多的鐵路，它們組成了鐵路網。

　　明顯從本錢和功率的視點考慮，鐵路不可能通過每一個城市。在哪些城市建立交通樞紐能掩蓋最多的旅客，一起讓城市之間的游覽線路變得更短，就是鐵路規劃的學問了。

　　在交通網規劃規劃的問題上，有許許多多范疇的科學家參加了進來，比方數學家，計算機科學家。可是最近，一種獨特的生物卻在這個范疇里橫空出世，成為了極為強壯的問題處理專家。

　　就這么說吧，東京的鐵路體系從1872年開端運轉，第一條鐵路銜接的是東京和橫濱。這個鐵路體系花了工程師們100多年的時刻才優化成現在的姿態，可是咱們即將介紹的這種生物只花了短短的26小時，就得到了相同高效的成果。更令人嘖嘖稱奇的是，和人類比較，這種生物十分原始低一級，它們乃至都沒有大腦。
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　　這究竟是怎么回事呢？

　　實際上，用生物來處理空間規劃問題的辦法由來已久。比方，科學家從前用螞蟻的尋食行為來模仿晶體的成長。

　　不過在空間規劃方面，有一種叫做黏菌（Physarum polycephalum）的生物在近10年來卻倍受青睞。

 

 

黏菌盡管姓名里有個菌字，但它不是細菌也不是真菌，而是一種單細胞變形蟲，也就是一種原生生物。

 

它能夠從一個點開端向四周擴展，尋尋食物。一旦找到了食物來歷，那么那些沒有找到食物的“觸手”就會縮短消失。最終在黏菌的尋食網上，就只留下了那些有食物供應，并且能有用傳遞養分的線路和節點。

 

黏菌甚至可以在迷宮里找到走出迷宮的最短路徑。

 

當然了，一個黏菌細胞最終構成的網絡實際上仍是一個細胞，只不過比一開始的要大，并且有好幾個細胞核罷了。

 

聽到這兒你應該現已猜到了。假如咱們把一粒一粒的食物當作是一個個城市，依照地圖的散布放在黏菌周圍，那么它是否就可以規劃出可以高效銜接城市（食物散布點）的網絡呢？

 

2010年，日本北海道大學的科學家 Atsushi Tero 和搭檔在《科學》期刊上宣布了一項研討，他們成功地用地燕麥片代替城市，在培養皿里讓黏菌制作了東京鐵路體系的線路圖。

 

讓人驚奇的是，黏菌制作出的東京鐵路體系，和人類百年來兢兢業業地經過重復試錯建筑出來的鐵路網簡直一摸相同。

　　下圖中，左面是人類造的東京鐵路網，右邊是黏菌造的。

 

再來看看靜態圖。下圖中，上面是黏菌用短短幾天時刻和一些燕麥片規劃的，下面是人類花了100年和很多金錢規劃的。

 

從那時起，許多做交通運輸網優化研討的科學家就開端使用黏菌來規劃交通網。乃至有人使用黏菌制作出了絲綢之路和全球貿易網。

　　用黏菌來幫人類規劃空間規劃有不少優點，比方速度快、成本低、操作便利。黏菌均勻每小時向外成長1厘米。只需要幾天，它們就可以處理人類要花幾年乃至數十年才干經過實踐，或許憑借超級計算機才干找到的優化計劃。

 

英國西英格蘭大學非常規核算中心主任 Andrew Adamatzky 教授也用燕麥片來當作城市，比較了14個國家的交通網和黏菌制作的高速公路的不同，他發現，比利時、加拿大和我國的高速公路網和黏菌“規劃”的計劃最為類似，而美國以及非洲的交通網功率最低。

　　下面是黏菌設計的美國交通網。

 

下面是黏菌正在“設計”的西班牙的高速公路網。

 

 

 

 

下面是真實的西班牙高速公路網（左）和黏菌的設計（右）的對比：

 

Adamatzky 用黏菌設計的非洲鐵路網：

 

Adamatzky 把燕麥片放在國際24個大城市的方位，然后讓黏菌來規劃絲綢之路，成果和歷史上的絲綢之路有很高的重合度（76%）：

 

美國新澤西理工學院（NJIT）的助理教授 Simon Garnier 也用美國地圖和黏菌做了實驗。看到了吧，黏菌3天的作用，和人類用數十年，數百萬美金得到的作用幾乎沒有不同。

 

 

 

 

當然，黏菌不只可以用來模仿高效的交通系統，還可以用來模仿撞車、洪水等天災人禍。

　　那么怎樣模仿呢？只要在培養皿的相應方位上撒上鹽巴就可以了。
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　　這是由于，鹽關于黏菌來說是有毒的，遇到鹽粒，黏菌就會撤離，轉而尋覓其他代替線路。因而，使用黏菌遇到鹽粒時的應對辦法，科學家就可以猜測某地發作交通事故時鄰近的交通改變。

　　方才咱們提到黏菌是無腦的單細胞生物，其實它們比咱們幻想的要聰明多了。

　　2012年，悉尼大學的研討者宣布在《美國國家科學院院刊》上的研討發現，黏菌不光可以構成有用的食物運輸網絡，還能在不成功的線路上用化學物質符號，就好像咱們立上“此路不通”的標牌相同。這樣一來，黏菌就可以記住那些低效的線路，避免今后犯錯。

　　更兇猛的是，在野外，當一季的食物吃完后，黏菌們就會集合起來，一起繁衍。

 

 

在沒有中心指揮的情況下，它們會自發地分管不同的使命。有些黏菌制作子孫——相似真菌的孢子，一些則變成了支撐孢子的結構。至今人類也沒有搞清楚它們是怎樣做到的。

   

黏菌刷新了我們對智力的定義。黏菌的效率是值得人類計算機學習的。

 

我知道一些同志想問什么。黏菌能吃嗎？

能吃，嘗過的 Garnier 說，吃起來像苔蘚。