蚂蚁也懂物理学

接下来，研究人员开始分析蚂蚁的实际工作是什么。

他们发现，首先，蚂蚁会尽可能地提高效率。它们会沿着容器的内边缘挖掘，因为容器本身能充当隧道结构的一部分，从而减少工作量。

它们会把隧道挖得尽可能直。“因为直线是两点之间最短的路径。而且，它们懂得利用容器的侧面，这表明蚂蚁的工作非常高效。”Andrade说。

蚂蚁也会尽可能地挖出陡峭的隧道，一直挖到所谓的静止角。这个角度代表了颗粒材料在崩塌前可以堆积的最大角度。

什么是静止角？Andrade提到，想象在海滩上建造一个沙堡。如果用的是干沙子，加进去的每一勺沙子都会顺着已经堆好的沙子滑下去。更多的沙子会使沙堆更高、更宽，但永远不会变得更陡。如果使用湿沙，就能够把沙堆得足够陡峭，以建造墙、塔和沙堡等。

湿沙比干沙有更高的静止角，蚂蚁能分辨出挖洞时的角度能有多陡，而且不会超过这个角度。“如果我是一名挖掘者，如果要活下来，我的挖掘技术必须符合物理定律，否则隧道就会坍塌，我就会死。”他说。

蚂蚁隧道的物理原理是这样的：当蚂蚁移走土壤颗粒时，它们会导致隧道周围承重力链的重新排列。这些力链在蚂蚁开始挖掘之前是随机的。重新排列后，力链一方面加固了隧道现有的土壁，同时减轻了隧道末端颗粒承受的压力，使蚂蚁更容易安全地移走它们。

“在工程学和蚂蚁生态学中，蚂蚁如何构建这些持续数十年的结构一直是个谜。”Parker说，“事实证明，蚂蚁在挖掘时受益于这些环向力链。”