สงครามมด เป็นการต่อสู้เกิดขึ้นทุกวัน ไม่ว่าจะเป็นความขัดแย้งของมนุษย์ ท่ามกลางสัตว์ในธรรมชาติ และในโลกเสมือนจริงของวิดีโอเกม ความคืบหน้าของการต่อสู้เหล่านี้ขึ้นอยู่กับผู้รบที่เกี่ยวข้องและสนามรบของพวกเขาเป็นอย่างไร
ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน PNAS วันนี้เราใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการจำลองวิดีโอเกมเพื่อทดสอบว่าพลวัตของสนามรบเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ของสงครามอย่างไร จากนั้นเราก็ยืนยันแนวคิดเหล่านี้ในโลกแห่งความเป็นจริงโดยใช้การต่อสู้ของมด อ่านต่อ ทำไมสัตว์ถึงจำตัวเลข ได้แต่มนุษย์สามารถทำคณิตศาสตร์ได้
คณิตศาสตร์ของ สงครามมด
แม้ว่าสงครามจะน่าสยดสยอง แต่ก็เป็นสถานที่ที่โดดเด่นในจินตนาการของสาธารณชน ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 วิศวกรชาวอังกฤษ เฟรเดอริก วิลเลียม แลนเชสเตอร์ ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายผลลัพธ์ของการต่อสู้โดยขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของทหารแต่ละคนในกองทัพฝ่ายตรงข้าม และขนาดของแต่ละกองทัพ
จนถึงทุกวันนี้กฎของ Lanchester ยังคงเป็นเครื่องมืออันทรงคุณค่าในการประเมินการต่อสู้ การลงทุนกับทหารที่แข็งแกร่งสักสองสามคนน่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อการต่อสู้มีลักษณะเหมือนการดวลตัวต่อตัว ในทางกลับกัน การลงทุนในกองทัพขนาดใหญ่น่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อพวกเขาสามารถล้อมศัตรูและมุ่งความสนใจไปที่การโจมตีได้
การวิจัยในภายหลังโดยนักชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ ไนเจล แฟรงค์ และลูคัส พาร์ทริดจ์ เปิดเผยว่าไม่ใช่แค่ทหารเท่านั้น ความซับซ้อนของสนามรบยังช่วยปรับสมดุลให้กับกลยุทธ์หนึ่งเหนืออีกกลยุทธ์หนึ่งได้
เมื่อต่อสู้ในอุโมงค์ ตรอกซอกซอย หรือภูมิประเทศที่ยากลำบาก กองทัพขนาดใหญ่จะล้อมคู่ต่อสู้ได้ยากขึ้น ดังนั้นกองกำลังขนาดเล็กของทหารที่แข็งแกร่งหรือเชี่ยวชาญจึงสามารถประสบความสำเร็จได้ กลยุทธ์ดังกล่าวเป็นพื้นฐานสำหรับเรื่องราวของชาวสปาร์ตันที่จับกุมทหารเปอร์เซียหลายแสนคนในยุทธการที่เทอร์โมพีเลเมื่อ 480 ปีก่อนคริสตศักราช
- Age of Empires II กับมด
ในการศึกษาของเรา เราใช้วิดีโอเกมAge of Empires II เป็นครั้งแรก เพื่อประเมินความสำคัญของความซับซ้อนในสนามรบ
เกมนี้ให้ผู้เล่นจัดเรียงทหารประเภทต่างๆ สร้างแผนที่ และต่อสู้กับศัตรูที่ขับเคลื่อนด้วยคอมพิวเตอร์ ในสนามรบที่ไร้รูปแบบ กองทัพขนาดเล็กของหน่วยทหารราบที่แข็งแกร่ง (อัศวินเต็มตัว) สามารถเอาชนะหน่วยที่อ่อนแอกว่าได้มากถึง 50 หน่วย (นักดาบสองมือ) แต่ไม่มีอีกต่อไป
อย่างไรก็ตาม ในสนามรบที่ซับซ้อน อัศวินทั้งเก้าสามารถสังหารนักดาบได้มากถึง 70 คน เราพบว่าสงครามวิดีโอเกม แม้ว่าจะไม่ได้ตั้งโปรแกรมไว้อย่างชัดเจน แต่ก็เป็นไปตามกฎของ Lanchester อย่างชัดเจน แต่กฎหมายเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างไรกับการต่อสู้ในโลกแห่งความเป็นจริง?
สัตว์ส่วนใหญ่ไม่ได้ทำสงครามในระดับเดียวกับมนุษย์ เนื่องจากไม่มีแรงจูงใจในการวิวัฒนาการในการเสี่ยงชีวิตเพื่อสาเหตุที่พวกเขาไม่จำเป็นต้องมีส่วนได้ส่วนเสียโดยตรง
แมลงสังคม เช่น มด ถือเป็นข้อยกเว้นเนื่องจากผ่านการสู้รบ อนาคตด้านวิวัฒนาการของมดงานที่เป็นหมันซึ่งทำการต่อสู้จะลงทุนเพื่อผลประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่กว่าของอาณานิคม
การทดสอบกฎของแลงเชสเตอร์จำเป็นต้องมีมด 2 สายพันธุ์ซึ่งมีความสามารถในการต่อสู้ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน ศัตรูตัวแรกของเราคือมดเนื้อออสเตรเลียIridomyrmex purpureus มดตัวใหญ่และสวยงามเหล่านี้มีรังกรวดที่เห็นได้ชัดเจน มดเหล่านี้คุ้นเคยกับผู้คนจำนวนมากในภูมิภาคออสเตรเลีย เนื่องจากมดชนิดนี้โดดเด่นในแหล่งที่อยู่อาศัยในป่าที่ไม่ถูกรบกวนหรือหลงเหลืออยู่
ในฐานะศัตรูของพวกเขา เราได้เลือกมดอาร์เจนตินาผู้โด่งดังLinepithema humile มดรุกรานที่ก้าวร้าวเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่อาศัยอยู่ในอาณานิคมขนาดใหญ่และให้ความร่วมมือมากเกินไปเนื่องจากขนาดแตกต่างกัน มดเนื้อจึงเอาชนะมดอาร์เจนตินาในการดวลตัวต่อตัวได้เสมอ เราก่อตั้งกองทัพเล็กๆ ที่ประกอบด้วยมดเนื้อ 20 ตัว และต่อต้านพวกมันในห้องแล็บกับกองทัพมดอาร์เจนตินาที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ มากถึง 200 ตัว
การต่อสู้เหล่านี้เกิดขึ้นทั้งในสนามธรรมดา (ภาชนะพลาสติกที่ไม่มีรูปแบบ) หรือสนามที่ซับซ้อน (ภาชนะเดียวกันกับแถบไม้แคบ ๆ ที่ติดอยู่กับพื้น)
ตามที่กฎหมายของ Lanchester และวิดีโอเกมของเราทำนายไว้ มดเนื้อตัวใหญ่ที่ตายในสนามรบในสนามรบที่ซับซ้อนมีจำนวนน้อยลงเมื่อเทียบกับมดธรรมดา
- ทำความเข้าใจกับการรุกรานของมด
การทดลองเช่นนี้สามารถแจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับพลวัตระหว่างมดรุกรานพื้นเมืองและมดรุกรานที่ไม่ใช่เจ้าของภาษา มดรุกรานที่ไม่ใช่เจ้าของภาษาถือเป็นสัตว์รบกวนที่เลวร้ายที่สุดในโลก ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับเศรษฐกิจโลกหลายหมื่นล้านดอลลาร์ต่อปีผู้จัดการระบบนิเวศมีความสนใจอย่างมากในวิธีการใหม่ๆ ในการจัดการความสำเร็จทางการแข่งขันของผู้บุกรุกเหล่านี้
ลักษณะเฉพาะประการหนึ่งของมดรุกรานที่ไม่ใช่เจ้าของภาษาก็คือ เช่นเดียวกับมดอาร์เจนตินาของเรา โดยทั่วไปแล้ว พวกมันจะมีขนาดเล็กกว่ามดสายพันธุ์ที่ไม่รุกรานในพื้นที่ที่พวกมันบุกรุก ในขณะที่อาศัยอยู่ในอาณานิคมที่มีขนาดใหญ่มาก นอกจากนี้ยังพบว่าการ รุกรานที่ไม่ใช่เจ้าของภาษามีความโดดเด่นเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่ถูกรบกวน
แม้ว่าจะมีสาเหตุที่เป็นไปได้หลายประการ แต่สภาพแวดล้อมที่ถูกรบกวนมักจะถูกทำให้เรียบง่ายขึ้นที่ระดับพื้นดิน โดยการกำจัดพุ่มไม้และเศษซากธรรมชาติทำให้เกิดสนามรบเปิด
ความจริงที่ว่ามดรุกรานที่ไม่ใช่เจ้าของภาษาตัวเล็กแต่จำนวนมากจะประสบความสำเร็จมากกว่าเมื่อเทียบกับคู่แข่งรายใหญ่ในสภาพแวดล้อมที่เรียบง่ายนั้นสมเหตุสมผล ในแง่ของการศึกษาทดลองสงครามมดของเรา
นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มความซับซ้อนในระดับพื้นดิน เช่น เศษซากธรรมชาติ อาจทำให้สมดุลกับพันธุ์พื้นเมืองที่ใหญ่กว่า เช่นเดียวกับมนุษย์ (และในเกมคอมพิวเตอร์) ผลลัพธ์ของสงครามมดนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของสนามรบ สนับสนุนโดย