一隻黏糊糊、無腦的阿米巴蟲剛剛找到了一個完全出乎意料的大學數學問題的解決方案

除非你的數學研究程度相當高，否則你可能還沒聽過旅行商問題。 這是一種恥辱，因為這是我們在某個時候都問過的問題的最佳例子之一——「我什麼時候才能曾經現實世界中需要數學嗎？

旅行商問題是這樣的：給定一個你必須訪問的城市列表，你可以採取的最短路線是什麼，可以讓你到達每個城市並再次回家？

在學校或大學被分配問題的學生通常會收到一個簡單的版本，計劃在四個城市之間進行旅行。 這並不太難； 您只能選擇三條路線。

但如果我們將這個數字增加一倍，達到 8 個城市，我們就有超過 2,500 條可能的路線可供選擇 - 如果我們想確保找到最短路線，就需要檢查所有路線。 這是一個NP 難題，這意味著當我們將城市添加到清單中時，分配該問題的學生所花費的時間和痛苦都會呈指數級增加。

好吧，現在那些學生的感覺更糟了。 事實證明，這個問題是如此簡單，一隻阿米巴原蟲就可以做到。

本週發表的一項新研究英國皇家學會開放科學已經表明，瘧原蟲或“真正的粘液黴菌”變形蟲能夠在線性時間內找到旅行商問題的近乎最佳解決方案 - 這意味著添加更多城市不會導致我們的粘液時間大幅增加朋友需要尋找答案。

研究人員將阿米巴生物放入含有瓊脂的培養皿中，瓊脂則是微生物最喜歡的點心之一。 為了盡可能多地獲取瓊脂，變形蟲會嘗試擴展到周圍的 64 個狹窄通道，這些通道在推銷員的路線上被標記為「城市」。

但有一個問題。 真正的粘菌變形蟲討厭光，因此為了引導迷你數學家找到解決方案，研究人員使用神經網路模型來照亮某些通道。 這意味著他們可以阻止變形蟲兩次訪問同一個“城市”，或將其引導到它同時訪問的兩個城市中更接近的一個。

目前，單細胞學者在速度上還無法與電腦匹敵，但它解決問題所採用的方法卻完全出乎意料。 它不是按順序處理反饋，而是一次解決所有問題，用其無定形、凝膠填充的主體探索解決方案空間——研究人員認為，這是一種新的、令人難以置信的可靠方法，這可能是未來的關鍵類比計算機。

「阿米巴原蟲如何保持近似解的質量，即較短的路線長度，仍然是一個謎，」首席研究員 Masashi Aono 在一篇文章中解釋道。陳述。 「這些分支中的每一個都在振盪其體積，並帶有一些關於照明體驗的時間『記憶』。 分支組執行同步和去同步以共享訊息，即使它們在空間上相距很遠。

這並不是粘菌阿米巴變形蟲第一次因為其擁有的能力而令科學家們眼花撩亂。。 儘管沒有神經元、神經，甚至沒有一個以上的細胞，但這些奇異的黃色生命形式已被證明能夠乃至他們「知道」什麼。

事實上，奇怪的是，這並不是它第一次解決城際交通問題。 一個2010年實驗展示了重建東京鐵路系統的粘糊糊的土木工程師——再次證明，即使在現代世界的複雜性中，我們仍然有有很多東西要學來自大自然。