Ants, Engineering, and Epistemology

Scientific American reports:

Tiny Robots Mimic Termites’ Ability to Build without a Leader

Using sensors coupled with a simple set of rules, the robots worked independently to build structures

Termites can create mounds that are hundreds of times their own size, working independently without communication or a leader. Inspired by the creatures, scientists have created robots that use just a few simple rules and environmental cues to build castle-like structures and pyramids.

The robots all work independently. Each travels along a grid and can move, climb a step and lift and put down bricks. And they use sensors to detect other robots and existing bricks, and react to these stimuli according to a simple set of rules, such as when to lay a brick or climb a step higher. The template for each three-dimensional structure is translated into a specific set of ‘traffic rules’ and combined with fixed laws of robot behavior, says co-author Justin Werfel, a computer scientist at Harvard University in Cambridge, Massachusetts. His team’s results appear today in Science.

The idea of combining traffic rules and robot behavior is “brilliant from an engineering perspective”, says Alcherio Martinoli, a roboticist at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne. “It just decouples a complex reverse-engineering problem into two pieces of information which have to work together,” says Martinoli, who was not involved in the work.

The remarkable ability of ants1 to work industriously without a leader was already noted by King Solomon:

לֵֽךְ־אֶל־נְמָלָ֥ה עָצֵ֑ל רְאֵ֖ה דְרָכֶ֣יהָ וַחֲכָֽם׃ אֲשֶׁ֖ר אֵֽין־לָ֥הּ קָצִ֗ין שֹׁטֵ֥ר וּמֹשֵֽׁל׃ תָּכִ֣ין בַּקַּ֣יִץ לַחְמָ֑הּ אָגְרָ֥ה בַ֝קָּצִ֗יר מַאֲכָלָֽהּ׃2

The Talmud records that R. Shimon b. Halafta, who apparently had a scientific mind and took nothing for granted, performed an experiment to determine whether ants really have no king, on account of which he was given the (possibly pejorative) appellation עסקן בדברים, “since he did not wish to rely upon the authority of Solomon” (Rashi):

הוה אמרו עליו על רבי שמעון בן חלפתא שעסקן בדברים היה … מאי עסקן בדברים [רש”י: למה נקרא שמו עסקן תחלה] א”ר משרשיא דכתיב לך אל נמלה עצל ראה דרכיה וחכם אשר אין לה קצין שוטר ומושל תכין בקיץ לחמה אמר איזיל איחזי אי ודאי הוא דלית להו מלכא [דכתיב אשר אין לה קצין והיינו עסקן דלא בעי למיסמך אהימנותיה דשלמה] [הנמלים אוהבים צל ושונאים חום] אזל בתקופת תמוז פרסיה לגלימיה אקינא דשומשמני [נמלים] נפק אתא חד מינייהו [מתוך חורי הקן ובא לחוץ וראה הצל] אתנח ביה סימנא [להכירו לידע מה יעשו לו חבריו כשימצא שקרן] על אמר להו נפל טולא נפקו ואתו דלייה לגלימיה נפל שמשא נפלו עליה וקטליה אמר שמע מינה לית להו מלכא דאי אית להו הרמנא דמלכא לא ליבעו3

The Talmud, however, proceeds to deny the conclusiveness of this experiment, concluding that we have no choice but to rely upon the authority of Solomon, “whose statement was inspired by רוח הקודש” (Rashi):

א”ל רב אחא בריה דרבא לרב אשי ודלמא מלכא הוה בהדייהו א”נ הרמנא דמלכא הוו נקיטי [שכל המהתל בחברו יהרגוהו] אי נמי בין מלכא למלכא הוה [מת המלך ועדיין לא קם אחר ודרך ארץ לעשות איש הישר בעיניו כדכתיב בימים ההם וגו’ איש הישר בעיניו יעשה] דכתיב בימים ההם אין מלך בישראל איש הישר בעיניו יעשה אלא סמוך אהימנותא דשלמה [נאמן הוא על כך וברוח הקדש אמרה]

The commentators note that the idea that it is legitimate to submit claims of the Sages to independent empirical verification apparently contradicts a different Talmudic account:

כי הא דיתיב רבי יוחנן וקא דריש עתיד הקב”ה להביא אבנים טובות ומרגליות שהם שלשים על שלשים וחוקק בהן עשר על עשרים ומעמידן בשערי ירושלים לגלג עליו אותו תלמיד השתא כביעתא דציצלא לא משכחינן כולי האי משכחינן לימים הפליגה ספינתו בים חזא מלאכי השרת דיתבי וקא מינסרי אבנים טובות ומרגליות שהם ל’ על ל’ וחקוק בהן עשר ברום עשרים אמר להו הני למאן אמרו ליה שעתיד הקב”ה להעמידן בשערי ירושלים אתא לקמיה דרבי יוחנן אמר ליה דרוש רבי לך נאה לדרוש כאשר אמרת כן ראיתי אמר לו ריקא אלמלא (לא) ראית לא האמנת מלגלג על דברי חכמים אתה נתן עיניו בו ונעשה גל של עצמות4

The Tosafos explain that R. Shimon was not challenging King Solomon’s assertion, but merely attempting to ascertain the source of his knowledge:

אע”ג דכה”ג חשיב בהמוכר הספינה (ב”ב עה.) מלגלג גבי ההוא תלמיד דאמר ליה רבי יוחנן אם לא ראית לא האמנת מלגלג על דברי חכמים אתה שאני הכא שבא לברר הדבר ולהודיע איך ידע שלמה:5

Maharsha considers this דחוק, since Solomon certainly derived his knowledge from רוח הקודש. He explains instead that there is an epistemological imperative to independently derive even those truths that are established by tradition:

כתבו התוספות … והוא דחוק דשלמה ודאי ברוח הקודש ידע ואמרה אבל הנראה דאין זה מלגלג כמו שכתב בעל חובות הלבבות בדברים התלוים באמונה אף שידע אותם בקבלה צריך כל אדם לחקור אותם במופת והוא שקראו עסקן בדברים בעלמא כגון זו עסק וראה ר”ש בן חלפתא לחקור אחריהם לידע אותם במופת וק”ל:6

Others explain that R. Shimon was simply fulfilling King Solomon’s instructions to “go to the ant [and] see …” – and so he said “I will go and I will see …!”

שמעתי מהרר”י סג”ל ז”ל דשלמה אמר לך אל כו’ ראה כו’ אמר איזיל אחזי כו’ וק”ל:7

Rav Yosef Ḥayyim of Baghdad explains that while one is indeed generally required to accept assertions of King Solomon as fact, משלי (where our discussion of the ant is found) is an exceptional case, since the work, as per its self-description, comprises parables, which may have been composed with poetic license and not be true in a literal sense:

הנה בודאי יש לו לסמוך על דברי שלמה המלך ע”ה ורק מפני שפסוק זה נאמר במשלי שהוא דברי משל וככתוב בתחלת הספר משלי שלמה בן דוד, לכן נסתפק אם הוא כן בודאי שאין להם מלך, או דלמא נקיט כן בדברי משל וצחות לשון ואין הדברים כפשוטן, לכך אמר איזיל אחזי אי ודאי הוא דלית להו מלכא:8

  1. Termites are not actually ants, but there are many similarities between them. []
  2. משלי ו:ו-ח. ועיין פה []
  3. חולין נז:‏ []
  4. בבא בתרא עה.‏ []
  5. תוספות חולין שם ד”ה איזיל ואחזי היכי איתא מילתא []
  6. מהרש”א חולין שם חידושי אגדות ד”ה מאי עסקן בדברים []
  7. מהר”ם שי”ף חולין בתוספות שם []
  8. בן יהוידע חולין שם ד”ה אמר איזיל אחזי []

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *