Hůl do mravenců ponořená

Hůl do vody ponořená zdá se býti zlomená, učívalo se ve fyzice. Možná si vzpomenete i na něco o sinech úhlů. Obecně lze zákony lomu i odrazu odvodit z tzv. Fermatova principu: Světlo se šíří z bodu do bodu po takové dráze, aby doba potřebná k proběhnutí této dráhy byla minimální. Světelný paprsek ve vzduchu je tedy úsečkou; pokud dopadne do vody, kde se šíří pomaleji, zlomí se, aby čas byl co nejkratší. Princip si lze představit tak, že světlo jako by se snažilo dorazit do cíle po všech možných drahách, ale trvá mu to různě dlouho, a tak se sejdou vlny v různé fázi (vrchy a doly) a navzájem se vyruší (destruktivní interference). Pouze v těsné blízkosti optimální dráhy se doby malinko odchylných drah prakticky neliší a dojde ke konstruktivní interferenci.

Díky J. Oettlerovi a kol. nyní víme, že stejně se chovají i mravenci. Výzkumníci vypustili mravence Wasmannia auropunctata (neoblíbený invazivní druh) přes můstek do jednoho rohu obdélníkového krmítka. V protilehlém rohu byl dostatek chutných švábů. Krmítko obsahovalo dva pásy odlišného povrchu: hladký polyethylen, po kterém se běhá jedna báseň, a filc, kde se malým mravencům zaplétají nožičky mezi chlupy. Po několika dnech se vytvoří známá mravenčí cestička značená feromony. Nevede však po přímce, ale po lomené čáře přibližně minimalizující čas dosažení cíle.

Zajímavé také je, že mravenci vracející se do hnízda běží rychleji než v opačném směru (to světlo nedělá). Podle autorů mravenci nejprve běhají po náhodně zvolené pěšince, která snažením množství mravenců postupně konverguje k optimu. Ostatně lidé v podobné situaci také volí dráhu s minimálním časem či námahou.

PLOS ONE 8, e59739, 2013