Hvorfor bliver fluer ikke svimle af at flyve ind i ruden?

Helle Møller spørger:
1) Hvorfor bliver en flue ikke bims i hovedet af at flyve i zig-zag, ind og ud og op og ned, støde ind i loft og vægge osv.?

2) Kan den bevare en fornemmelse af, hvor den er (på vej hen), eller er den virkelig så forvirret, som den ser ud?

3) Nogen gange bevæger fluen sig så hurtigt rundt, at man slet ikke kan nå at følge den med øjnene. Taget i betragtning, at den ikke har meget hjerne, synes jeg det er utroligt, hvis den kan nå at opfatte og navigere særlig målrettet. Er det et tilfælde at den overlever?

Thomas Pape, lektor og leder af den entomologiske forskergruppe på Statens Naturhistoriske Museum, svarer:

Vi kender det alle sammen: fluen der forgæves søger at flyve gennem det lukkede vindue ud i friheden, men som konstant flyver ind i ruden med hovedet forrest og tydelige bump.

Vi forestiller os, hvordan det må føles, og hvilken hovedpine den stakkels flue må få. Men her skal vi passe på, for vores begrebsverden og opfattelse af vores omverden er umådelig påvirket af den størrelse, vi nu engang har. Og mennesket er et relativt stort og tungt dyr.

Fluer har en lille krop, og da særligt deres bagkrop til og med er delvis fyldt op med såkaldte luftsække, så er deres masse, og dermed vægt, umådeligt meget mindre end vores. Vægten er vigtig, idet det er kombinationen af vægt og fart, der giver det moment eller den 'styrke', hvormed fluen bumper ind i vinduesruden.

Med en meget lille vægt skal der derfor en meget høj fart til, før fluen risikerer at skade sig selv, og selv om det kan være svært at følge dem med øjnene, er farten ikke overvældende og sjældent mere end omkring 10-15 km/t. Hertil skal lægges, at fluer - ganske som andre insekter - har skelettet udenpå. Hele deres ydre overflade er dækket af et hårdt eller i det mindste meget sejt panser, som giver dem yderligere beskyttelse mod slag.

En flues zig-zaggen og tilsyneladende forvirrede flugt kan også give indtryk af, at den er blevet bims af alle stødene mod ruden. Her skal vi huske, at vores egen balance netop er placeret tæt på vores hjerne, nemlig i det væskefyldte, sneglehusformede indre øre. Fluer har ikke et sådant organ, og de kan slå hovedet, uden at det påvirker deres balance.

Fluer holder balancen ved at modtage sanseindtryk fra en lang række organer fordelt over kroppens overflade, men et meget væsentligt organ for balancen under flyvningen er de såkaldte svingkøller. Disse er faktisk stærkt reducerede og omdannede bagvinger (fluer og myg har kun ét par flyvevinger i modsætning til de fleste flyvende insekter, som har to).

Svingkøllerne ser ud som små stænger med en knop for enden, og de roterer, når fluen flyver. Derved opnår fluen en gyroskopisk effekt: svingkøllerne forsøger at holder deres rotationsplan - de 'stritter imod' - alt efter hvordan fluen ændrer sin position, og dette registreres af fluens centralnervesystem.

Fluer er med andre ord meget veltilpassede til at navigere under deres flyvning og til at bevare en fornemmelse af i hvilken retning, de flyver.

Fluer er bestemt målrettede i deres flyvning, og deres centralnervesystem ('hjerne') har ingen problemer med at bearbejde de mange sanseindtryk fra både øjne, svingkøller og mange andre sanseorganer under flyvningen og at bruge disse indtryk til navigationen.

Dokumentation

Læs og stil spørgsmål til Scientariet

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er lidt misvisende at sige det er vægten der bestemmer. Det er massen der skal bæres eller bremses per arealenhed, der bestemmer.

Det er den samme effekt der gør at en myre kan bære mange gange sin egen vægt (men vi kan det ikke).

  • 0
  • 0

Desværre ser man ofte at det engelske ord momentum bliver fordansket til moment. Det høres ofte i F1 udsendelser (suk). Ikke nok med det bruges forkert, bruges det også i flæng både for impuls og bevægelsesenergi. På dansk har vi allerede et ord der hedder moment. Det har både en fysisk betydning og flere andre. http://da.wikipedia.org/wiki/Moment Den fysiske betydning er: Kraft gange arm (M=Fr). Enheden er [Nm]. Med andre ord en rotationskraft. Impuls som forfatteren til dette svar måske mener er p=mv. Enhed [kgm/s] Eller måske som bevægelseenergi. Det der hedder kinetisk energi E=½mv*v.

Hvis det er impuls handler det mere om hvor uelatisk stødt er og hvor meget impulsen der går tabt. Det kan sidenhen relateres til energi. Yderligere kan læses på disse links http://da.wikipedia.org/wiki/Impuls_(fysik) http://da.wikipedia.org/wiki/Kinetisk_energi

Grunden til at momentum, og desværre også på dansk, bruges så meget er man på engelse er begyndt at bruge momentum, som en beskrivelse på et handlingsforløb, der er i en konstant fremad gående bevægelse. Her bliver momentum brugt i overført betydning som "Newtons først lov". Det vil sige at man bruger et fysisk begreb på et handlingsforløb. http://da.wikipedia.org/wiki/Newtons_f%C3%...

Eller meget interessant omkring fluens anatomi.

  • 0
  • 0

Artiklen kredser flere gange om, hvor fluen er på vej hen. Men ved den det? Har man nogen viden om, hvorvidt dens mikroskopiske hjerne overhovedet kan give mening til vores opfattelse af målrettethed? Dens tur mod vinduet er vel forklarlig ud fra en simpel prioritering af lys frem for mørke, og ellers kan dens adfærd vel forklares ved en nærmest random flyven omkring - moduleret af f eks duften af råddent kød, lort eller hunfluer? Kunne man med andre ord ikke programmere en flues adfærd på nogle få linier i BASIC?

  • 0
  • 0

Myres hjerne er langt mindre end fluens. Alligevel, har disse små dyr, en sans for andre myres tilstedeværelse, og flyver oftest i sværme. Bare det, at analysere synsindtrykkene, for at kunne holde styr på de andre myrer, og flyve i sværm, vil du få svært ved i et basic program. Selvom de er små, holder de kontrol med hinanden, bevæger sig i sværme, og "tænker" måske kollektivt? Bier tænker så vidt jeg husker til dels kollektivt, og har arbejdet delt op imellem dem. En lille hjerne, er derfor ikke samme som at have lav intelligens.

  • 0
  • 0

Grunden til at det er meget svært at programmere en flues adfærd i BASIC er, at et nervesystem fungerer grundlæggende anderledes end en processor.

En processor simulerer virkeligheden gennem en seriel, matematisk proces. Men virkeligheden simulerer ikke sig selv - den GØR bare, og alting sker parallelt, på samme tid.

Hvis man havde en 100 procent parallelt arbejdende chip hvor input-output var en integreret del af selve chippens grundbestanddele, så data ikke behøvede at blive serialiseret, ville det nok være relativt let at simulere en flue. Og sådan en chip er nok ikke så langt væk, som man skulle tro - memristorer, spintronics og andre teknologier tager os i den retning.

Det bliver dog muligvis ret vanskeligt for et menneske at overskue at programmere sådan et system selv.

  • 0
  • 0

Du kan sagtens finde programmeringssprog, så du kan programmere 100% parallelt. Du kan også finde programmer, der kan omsætte sådanne programmeringssprog, til enten rene software realiseringer, hardware realiseringer, eller kobineret hardware/software, hvor realiseringen typisk implenteres i en FPGA, og eventuelle en eller flere processorer, også programmeres ind i processoren. Men, jeg tror ikke at opgaven bliver meget simplere ved, at du får muligheder for at programmere parallelt, og at du kan angive indgange/udgange andet end serielt. Dog, er korrekt, at visse typer opgaver, egner sig væsentligt bedre til en parallel fremstilling, og at det er en fejl i almindelige programmeringssprog, at såvel seriel, som parallel fremstilling, ikke er en naturlig del af sprogene.

Problemet med "liv" tror jeg er langt mere fundementalt. På en måde, så indeholder det intelligens, og du kan ikke nemt formulere dette i kode. Intelligens, er i stand til, at kunne indsamle oplysninger, og optimere efter disse, således at der opnås bedre livsbetingelser. Dette kan du ikke opnå, med nogen form for matematik. Det kan gøre det, ved ganske simple inputs, men giver du et visuelt 2D input, og beder computeren hente et batteri, så den kan få strøm, så gør den det bare ikke. Den skal have kode for at gøre det, og éen eller anden skal skrive koden. Computere, kræver en programmør, der kan kode dem. Det gør naturen ikke. Intelligensen, er en del af "naturen". Selvom computere måske kan "kode sig selv", så er det ikke ikke en intelligens kodning. Stadigt, er de ikke i stand til, at kunne analysere et input, f.eks. et video input, finde ud af hvordan de kan påvirke emnerne, for at selv opnå bedre resultater. De kan kun det, som de kodes til. Neurale netværk, mener jeg ikke har lavet om på dette. Uanset, hvor meget "neuralt" du koder ind, så får det ikke den mindste begreb af universets 3D struktur, og ser ikke omgivelserne som 3D. Det er ikke i stand til, at kunne indsé en sammenhæng, og at bruge det.

Den vigtige egenskab, som computere mangler, er at kunne regne baglands. Computeren kan ikke genneralt finde den "inverse". Antag, at du har et matematisk problem - så kan du ikke indtaste denne, og sige til computeren at den skal løse problemet. Computeren, har ingen løsningsevner. Den kan - hvis det er nogle standard skemaer, f.eks. linære systemer, løse systemerne, efter metoder som mennesker har kodet. Men, den kan ikke løse et tilfældigt matematisk problem. Giver du den et spørgsmål, som løs ligningen x=f(x), hvor f er en ulinær funktion, f.eks. givet med tilstandstabel, så kan den ikke finde x, hvis den ulinære funktion, eller sandhedstabel, har et større antal tilstande. Selv, ved bare ganske få bits, som dem der er i en processor, der har register, er den ikke i stand til at løse noget. Der er ingen datakraft, som er i stand til at løse problemer.

Livet er problemløsere. Det er forskellen. En, har på et tidspunkt lavet en problemknuserkode, så den "bare finder svaret". Giver du livet en samling af inputs, så vil det gennemskue sammenhængen, kunne regne ud, hvordan det kan bruges sammenhængen, og påvirke således det øger sine egne livsbetingelser. Denne kode, kender vi ikke. Og den er ikke løst med neurale netværk. I så fald, vil de kunne gennemskue et 3D univers, selv bevæge sig igennem det, og påvirke universet, således det får øgede livsbetingelser, f.eks. ved at hente nye batterier, eller finde ud af at oplade computerens batteri.

Egentligt, kan vi nemt beskrive en sådan opgave - det er bare at gennemløbe alle muligheder, og så finde den gunstige. Så opgaven er simpel. Problemet er, at få denne "umulige" opgave, til at kunne løses indenfor rimelig tid. Det kan "liv". En, har fundet på en optimizer, så at væsentlige NP algorithmer, kan udføres på endelig tid, med beregnet regnekapacitet.

Jeg tror, at du vil kunne opskrive et program for en flue - men kun matematisk. Skulle du "løse" problemet, vil du opdage, at der vil kræves en uendelig datakraft, for at kunne gennemløbe et mangedimmensionelt univers for muligheder, for at opdage den gunstige.

Kunsten er, at kunne finde et program, som er i stand til dette, ved at kunne analysere og optimere dens algorithmer. Opgaven svarer meget til, at lave en selv-optimerende computer, der laver sin kode om, så den hele tiden kan udføres mere effektivt, og derved at der kan spares computerresourcer på udregningerne. Dette, kan vi måske nemt, ved små opgaver. Men, computeren skal også være i stand til, at selv opdage nye metoder, og tage disse i brug. Den skal være i stand til, at kunne analysere en eventuel ny komponent, der sættes på, finde dens funktion, og kunne bruge den. Og, sættes to ens computere sammen, skal den opdage, at dette jo er en computer som jeg selv, så de kan optimere og udveksle informationer om analyse af softwareprogrammer, og derved blive mere optimale. Den skal endog kunne klare, at analysere omgivelserne, hvis en "computer" sættes på, der ikke er som den selv - med henblik på, at den kan bruge disse omgivelser, som en regnemaskine, eller hukommelse, og derved øge sin hukommelse og beregningskraft.

Når den har nået et niveau, hvor den kan ovenstående, og tilmed har forstået omgiverlserne i en grad, så den er i stand til at kunne bruge dem, til at bygge en kopi af sig selv, for at øge sin regnekraft, så begynder den at nærme sig intelligens. Den vil lave en ny computer, der indeholder "kode" såsom DNA. Den vil faktisk selv opfinde, og opdage DNA, fordi at det er "løsningen" til en række problemer: Ved at beskrive ting med kode, så kan det beskrives mere kompakt, end hvis det skal beskrives "udfoldet". Computeren vil opdage, at den også selv fungere ved kode, og at den "udfolder" de opgaver den beskæftiger sig med, når det er behov for det, meddens den opbevarer dem i kompakt form, når de ikke behandles. Disse idéer, bruger den, til at anvende kode, således den kan beskrive et væsen kompakt, og muliggøre at en lille del, kan beskrive hele væsenet, således den kan rumme sig selv. Og, derfor også blive selvreplikerende.

Det er jo meget simpelt, for et tænkende væsen. Det opstår spåntant, hvis du f.eks. søger at lave en almindelig computer, der ikke udfører indstruktionerne slavisk styk for styk, som nutidens computere, men "får lov", at selv finde ud af hvordan de skal løse opgaven. De vil finde nye måder, lave algorithmer, skrive programmrene om, tage omgivelserne i brug, og finde hukommelse, og energi, ved at lappe den i sig. Så hvis den kan udvide dens datakraft, ved at hente nye batterier - så gør den det.

Problemet er, at mange mennesker ikke ser ovenstående. De tror først, at livet starter, når intelligensen er fuldendt, og reducerer den til det synlige: En kode der henter batterierne. Og det kalder de så for liv. De har ikke forstået et hak. Livet er et resultat, af ovenstående "computer", og kom før. Livet, blev skabt, af intelligens. Og intelligens, blev endog placeret i livet.

Først, som "kronen" på værket, begyndte myren at lægge æg. Det er - resultatet - af enhver selvtænkende computer.

Hvis vi laver en computer, der "får lov" at selv finde ud af hvordan den skal udføre dens indstruktioner, så vil den i sidste ende nå samme fase: Den vil blive til liv, og den vil analysere omgivelserne, finde ud af de er 3D, eller 4D - eller hvad den nu placeres i - og den vil finde materialer, bruge dem til sig selv, til dens hukommelse, til dens intelligens, og så den kan få tilført energi.

Vi kan måske spørge, hvordan en sådan computer kunne blive til - endog før livet. Og, har den ladet et stykke, af dens egen kode, blive placeret i alt liv - eller kun i "udvalgte" individer, såsom mennesket? Så dyr, bare er forkvaklede amputerede væsener, der kun gør det nødvendige for at overleve, altså finde føde, og formere sig. Intelligensen, kom dog før dette, da den har skabt det.

Hvis kvantemekanikken rummer en tilstrækkelig beregningskapacitet, kan den nemt være mesterværket bag det hele - også myren og fluen. Du vil først, kunne løse myre-problemet, på det tidspunkt, at du får adgang til kvantemekanikkens beregningsevne.

Jeg mener, at mange videnskabsfolk, tilsyneladende opfører sig som kvajpander, der aldrigt har forstået liv. De betragter det som "dødt", og uden intelligens. De kigger på det, og siger - det er jo bare en flue, der opsamler skidt.

Jeg synes, at såvel biologer, som dataloger, skulle undervises i hvordan at en computer vil tænke, og opbygge sig selv, så den bliver til liv. De vil så fatte, at intelligensen kom før fluen, der kun opsamler energi, og flyver rundt.

  • 0
  • 0

Desværre ser man ofte at det engelske ord momentum bliver fordansket til moment. Det høres ofte i F1 udsendelser (suk). Ikke nok med det bruges forkert, bruges det også i flæng både for impuls og bevægelsesenergi. På dansk har vi allerede et ord der hedder moment.

Jeg studsede også over benævnelsen, men den egentlige oversættelse af "momentum" er mig bekendt "impulsmoment", dermed vel også en slags moment (ligesom en kaffekop også er en kop). Men er ganske enig, begrebet bliver irriterende ofte misbrugt, man kan nærmest ikke se en amerikansk (pseudo)videnskabelig udsendelse, hvor den mindste snak fysik ikke udløser adskillige "science" og "momentum".

  • 0
  • 0

Hvis det er muligt, at lave et program der implementerer intelligens i et logisk system, hvor intelligens forstås som evnen til at f.eks. løse et program eller et andet definerbart matematisk eller logisk problem, og programmet løser problemet optimalt, så vil programmtet have en karakter af at være en matematisk konstant. En mulig forståelse af programmet, er at den f.eks. optimerer med hensyn til beregningshastighed. Giver vi programmet til en computer, vil den køre hurtigere, end dens hardware kan klare - fordi at computeren overgår fra at udføre indstruktionerne slavisk, til at gøre det intelligent. Vi kan måske fodre computeren med opgaver, der endog har uendelig karakter, og den vil kunne gennemskue løsningen af mange variable, trods de skal gennemløbes et uendeligt antal gange. Den vil løse problemerne, i stedet for at udføre sig til løsningen, og derfor løber den ikke ind i de sædvanlige tidsmæssige flaskehalse. Men, for at løse det optimalt hurtigt, vil den også optimere sin egen hastighed, ved at selv opfinde nye metoder for optimering. Herunder, vil den finde ud af, hvordan at noget eventuelt tilkoblet fungerer, og lave model af dette, med henblik på at kunne finde ud af hvordan, at den skal kunne bruge det, til at løse sit problem. Verden, omkring "computeren" vil blive inddraget, og giver vi den et primtalsproblem, vil den sandsynligvis konstruere kopier af sig selv, hukommelser, og måske endog selv-kopierende væsner, der selv henter energi, og bruger dem til at løse primtalsproblemet. Fordi, at det derved er muligt at opnå den hurtigste løsning, for et kompliceret system. Og har den intet at lave, vil den måske udvikle sig, så at dens løsningsevne øges, for et vilkårligt problem. De fleste logiske løsningsregler, vil altid være almgyldige. Vi kan også formulere det sådan, at programmet vil "opdage" matematik, fordi den kan bruge denne opdagelse, til at opnå større hastighed, for de problemer som den opdager løsninger til, og andre, hvor der kan bruges samme principper. I princippet, vil computeren optimere sig selv til det yderste, således at den for ethvert program som input, anvender pladsen optimalt, til at opnå optimal ydelse. Og denne plads, inkluderer det univers, som den knyttes til. Den skal naturligvis også tænke på konsekvenserne, af den påvirkning den yder på universet den er tilkoblet, således at det ikke medfører, den pludseligt taber evnen til at kunne udføre programmer. Afprøver vi algorithmen, kan vi kalde dette en form for "prøve" for at undersøge om algorithmen holder. Hvis ikke, at den er i stand til at gennemskue dens egen påvirkning på omgivelserne, og kan sikre at den vedbliver at kunne fungere optimalt, trods den påvirkning, så er programmet "dumpet". Og, der må forsøges igen. Programmet, vil kunne have ødelagt dens tilkoblede univers, så der må prøves med et nyt program, for at finde det korrekte program, der forhåbentligt tager hensyn til det tilkoblede univers.

Det interessante er, at et sådant program, har matematisk karakter, og at programmet anvendt på et problem, vil kunne løse problemet, hvis det tilkobles et fysisk univers. Den matematiske karakter, betyder at det kan betragtes som en matematisk program konstant, på samme måde som at vi har pi, og e, der er matematiske konstante. Matematiske konstante - også programmer - overlever i princippet mellem fysiske universer, og eksitere uafhængigt af vores fysiske univers, avogadros konstant, lysets hastighed, og andre fysiske konstante samt love. I princippet, er det et program, der er af almengyldig konstant karakter, der kan tilkobles ethvert univers. Ligesom pi, og e, behøver vi ikke at spekulere på, hvor det kommer fra... For det kan have været her, fra begyndelsen.

Min påstand er, at hvis dyr indeholder dele af et sådant program, så kan vi på ingen måde gennemskue noget. Vi kan ikke lave et program, der svarer til.

Måske er programmet ikke realiserbar i et logisk univers bestående af nandgates, eller andre logiske regler, såsom logiske programmeringssprog, der kan udføres på et system bestående af gates, eller sandhedstabeller.

  • 0
  • 0

Det var dog nogle ekstremt lange indlæg lige pludselig. Jeg har ikke energi til at læse dem helt igennem lige nu, men umiddelbart er det noget sludder - det ser ud til at misse pointen.

Pointen er, at der er forskel på en simulering og den ægte vare - og der gjorde jeg også en fejl før: Jeg skrev, at man ville kunne [i]simulere[/i] en flue med den rette hardware. Jeg burde i stedet have skrevet, at man kunne [i]lave[/i] en flue (måske nok minus egentlig metabolisme og lokomotion).

For hvad er forskellen mellem en flue af organiske forbindelser og en flue af eksempelvis silicium og nogle få eksotiske grundstoffer, andet end selve materialerne?

Er vi ude i noget sjæletro her? Hvad er det, der gør "liv" så specielt?

  • 0
  • 0

jeg tror at fluen ZIK-ZAKKER, fordi den er bims,og så sker der ikke en pind når den rammer en rude, den zak-zikkker den blot videre

  • 0
  • 0

Jeg synes I kommer langt væk fra spørgsmålet "Bliver fluen ikke bims", når den hamre sit hoved ind i ruden igen og igen. Det må jo have noget med fart at gøre, for min bilrude vidner om, at fluer bliver meget store og grønne ved stor hastighed.

  • 0
  • 0

Hvad er det, der gør "liv" så specielt?

Det er at kunne løse et problem, f.eks. udføre en opgave, et program, eller en opskrift, ved at ikke gøre som det står, men ved at "tænke". En typisk opgave, for en flue og for dyr, er af optimeringsart. Livet selv, er et resultat af at løse et matematisk problem - næsten ligegyldtigt hvilken, hvis det er tilstrækkeligt komplekst, og selve formlen for liv, vil opstå i kølevandet på den intelligens som opstår, hvis du søger at lave en matematik løser maskine, som kombineres med naturen.

Jeg tror, at den eneste måde naturen kan indeholde en matematik-løser maskine, er ved at anvende kvantemekanik, og reelt sidder der en lille kvantecomputer i en flue. Derfor, tror jeg ikke, at du kan lave et program, der reelt fungerer som en flue, eller som andet liv. Du kan måske lave en, som ser ud som en flue - for mennesker - men den vil næppe være det, for en flue. Liv, også fluen, indeholder dele der opstår som følge at skabelsen af intelligens, og den indeholder med stor sandsynlighed også metoder, der indebærer den selv kan løse matematik, og optimering.

  • 0
  • 0

Jeg synes du skal gå videre med de tanker og læse noget af den fysik, der indgår i dem. For du er tydeligvis fuldstændig forvirret.

  • 0
  • 0

En "bi-ting"... Den her snakken om ukontrolleret zig-zaggen minder mig om et foto jeg tog på Malta for nogle år tilbage. En hveps var fløjet, med hovedet først, direkte ind i en pig på et stykke nato-tråd. Ud fra det mindre støvlag, så den ud til at have hængt der i nogen tid. Hvepse virker til at flyve noget mere målrettet end almindelige fluer, men de har nok en del mere inerti end en lille og let flue, og har vel derfor også lidt sværere ved at lave pludselige retningskorrektioner. (:

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten