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蚂蚁和蜜蜂处理集体决策比人更出色

  金融危机的爆发,归根到底是缘于人类群体性的贪婪。那么蚂蚁和蜜蜂如果投身地产和股市,会否制造出同样的危机?生物学家的回答是否定的。这两种以集体行动闻名的小东西,是依靠怎样的组织结构,才能在充分利用群体智慧的同时,避免群体决策的愚蠢和盲目呢?

  金融危机的爆发,归根到底是缘于人类群体性的贪婪。那么,蚂蚁和蜜蜂如果投身地产和股市,会否制造出同样的危机?生物学家的回答是否定的。这两种以集体行动闻名的小东西,是依靠怎样的组织结构,才能在充分利用群体智慧的同时,避免群体决策的愚蠢和盲目呢?

  这是一次电话交流,因此如果汤姆·塞利在翻白眼,那是他的事。我向这位杰出的生物行为学家、康奈尔大学教授、美国艺术与科学委员会成员提出的问题是:蜜蜂会否制造地产危机,令它们的金融系统崩溃?

  当然,蜜蜂没有自己的金融体系,但它们和人类一样,是以群体生活闻名的生物。塞利在研究中发现,蜜蜂和蚂蚁、蚱蜢等生物一样,都是集体作出事关存亡的重大决定。蜂后并不独裁,每只蜜蜂都有自己的意见,它们通过成百上千次交流,做出集体决策。“它们教会我如何更好地组织和主持学术会议,”塞利说。

  即便是最刻薄的人,也得承认大学教授认知能力比昆虫要强,因此经济学家、社会学家和金融市场专家难免对蜜蜂如何运用集体智慧这件事感到好奇。毕竟,蜜蜂这样生活了至少3000万年,如果决策过程不明智,它们早就把自己的社会搞砸,在自然选择过程中被淘汰了。“至少在房地产方面,蜜蜂总能作出正确决定,” 塞利说。

  多负现象

  群体智慧研究的最初目标是人类。18世纪,热烈欢迎法国大革命的孔多塞侯爵利用数学里的概率论证集体决策之优越性,他的结论被称为“孔多塞陪审团定理”。侯爵详细讲述了在哪些条件下,多人比单人更能作出正确决定。其中一个关键条件就是每个成员都应保持独立,而非复制别人(可能错误)的决定。

  总的来说,这种集体决策模式效果相当不错。“几乎每个人都差之千里,但当你取其平均数时,得出的结果往往非常精确,”澳大利亚悉尼大学鱼类行为学家阿什莉·沃德说。她称之为“多负现象”,取其“负负得正”之意。

  1907年一期《自然》杂志刊登了一个经典的例子:787人参与竞猜一头被宰杀的牛的体重,与正确答案1198磅相比,竞猜者们整体误差(取全部猜测的组中值)在10磅以内,或者仅差1磅(取其平均值)。

  商业作家詹姆斯·索罗维基的畅销书《群众的智慧》更是举出了大量例子。但那些群众智慧的狂热崇拜者似乎忽略了一点:在现实世界中,投票者彼此独立、互不影响的完美体系是很难创造出来的。因此,涉及到集体决策时,人类可能会错得很离谱。

  相形之下,蜜蜂在这方面表现得极为出色,将独立与从众的关系平衡得非常好。塞利和伦敦政治经济学院的一名数学家一起,研究了它们是如何做到这一点的。

  聪明的蜂群

  蜜蜂分群时,蜂后和大约三分之二的工蜂会搬走。蜂群一拥而出,先停在暂时的栖息处,比如一根树枝上,摇摇摆摆靠在一起。没有对抗天敌、恶劣天气的保护措施,也没有食物储备,它们需要尽快决定新的安家地点。

  早在1940年代,生物学家马丁·林道尔就注意到,这时一些处于蜂群外围的工蜂会跳起奇怪的舞蹈。他知道有时蜜蜂跳舞是为了通知同伴蜜源所在地,但这些舞蹈家身上好像沾着烟囱里的煤灰,或是建筑工地上的沙砾。他意识到它们是被派出去寻找新的安家地点的,现在正在报告结果。

  林道尔曾经穿越被战争摧残的慕尼黑,试图一路追踪蜜蜂,但一般会跟丢。最后,多亏了质高价廉的摄像机的出现,这种追踪才变得可行。1990年代,塞利和研究伙伴拍下了这些蜜蜂的舞蹈动作,进行了分析。他们发现,1万只规模的蜂群一般会派出300 到500只雌蜂寻找可能的安家地点。这个新址要符合很多要求,比如足够的储蜜空间、较小而隐秘的入口等等。“这些侦察员都是老蜂,它们有丰富经验,去过很多地方,”塞利说。

  它们的搜索面积可以多达30多平方公里,但好的藏身处不易找到。通常,几百只侦察蜂中只有少数———25只左右———能发现一些有价值的地点,回来向蜂群报告。

  它们先用舞蹈指出这一系列地点(大概20到30个)的方向和距离。“侦察员”越是觉得某个地点值得推荐,重复这套舞蹈动作的次数就越多。它的热情会鼓舞其他姐妹侦察员亲自飞去检查,然后再回来用舞蹈表达自己的看法。

  塞利说,这一意见补充过程对于最后的成功决策非常关键。新飞去的侦察员会顺便评估别的地点,“她们自主寻址,自由报告,充分争论。”塞利说,在这个步骤上,人类表现逊色。早在还可以探索更多选择的时候,他们就会急着作出决定,而仓促往往意味着错误。

  侦察蜂们还会反复回到一个地方,进行深度评估和报告。但对于所有地点,不管是它们觉得很棒的,还是认为一般般的,再次跳舞做评价时,重复的次数都会比上一次少,一般会少15次左右,直至最后终于停止舞蹈。“这样很聪明,”塞利说:“她们允许自己的热情消退。”

  关于所有地点的舞蹈重复次数都会减少,因此那些较为一般的地点,即一开始受推荐力度就比较小、相关舞蹈次数就比较少的地方,会更早地从舞池中消失。而这使决策变得可能。“我们都参加过难以达成一致的讨论会,唯一原因是每个人都不愿让步,”塞利说。

  这样,随着评估继续进行,侦察员们推荐的地点范围逐渐缩小。最后侦察员们几乎达成一致,跳的都是关于一个地点的舞蹈。这时,蜂群就会起飞,前往那个地点。

  塞利和同伴们过去认为蜂群中根本没有集体决策一说。但显然在选定新家方面,它们有自己一套决策机制,可称为“陪审团制度”。由于更好的选址有更好的群众支持基础,越来越多的侦察蜂会前往该地点探看。当大约15只侦察蜂在新址外会合时———里面可能还有30到50只———定了,这就是新家了。一些侦察蜂回来会继续跳评估舞。当舞蹈最终停止,侦察蜂们就会鼓动整个蜂群出发。

  塞利将这项研究做了一个模型。他发现,如果蜜蜂改变价值观,可能就会导致整个系统崩溃。如果它们更加追求个体利益,就会作不出任何决定;但如果个体独立性太差,就会导致愚蠢的决策,因为有些蜜蜂会欣然同意别人的错误推荐。在现实世界中,蜂巢选址往往是独立和从善相互平衡后的结果。


蚂蚁等动物和人类一样,奉行“陪审团”制度,而且似乎比人类的决策过程更加民主。


  蚂蚁的做法

  看来“陪审团制度”的确是便利、高效的办法,岩蚁也发展出了这样一种体制。

  身长仅几毫米的岩蚁在荒野中极难追踪,但它们很适合被摆在实验室的桌面上观察。当灾难降临到岩蚁的家园,比如一名研究者揭开了蚁巢顶盖,大部分蚂蚁会聚集在废墟中,1/4或1/3的蚂蚁则迅速跑到外头去寻找新的安家地点。

  奈杰尔·弗兰克斯是英格兰布里斯托尔大学的蚂蚁研究专家。在实验中他和学生们毁坏了一处蚁巢,然后观察受害者在他们提供的一系列可选地址中如何作决定:最佳地点约有三米远,比其他普通地点远了足有三倍。“蚂蚁们最后赢了,做出了明智的抉择,” 弗兰克斯说,“侦察蚁们都发现了最佳地点,并一致同意搬到那里去。它们非常喜欢那儿。”

  弗兰克斯和同事在蚂蚁身上装了无线电身份标签,以进行监控。结果显示,侦察蚁遵循的选址原则比人们想像的更简单。它不是直接比较两个或多个地点,而信奉一种“极限法则”,如果对一个地方不太满意,它会一直找下去,当终于发现符合自己心中标准的地点时,它会立即返回大本营报告。

  然后,这位侦察蚁会邀请一名同伴陪它回到那个地点考察。它到处乱转,用触角与其他蚂蚁沟通,并从针腺中释放出一种信息素。大约一分钟,它就能找到一位志愿者随它启程。

  知道路的侦察蚁A一溜小跑,而志愿者B则会紧紧跟随,保持着其触角可以碰到A的距离。如果A有时跑得快了点,超过这个距离,它就会慢下来,等着同伴跟上。两只蚂蚁会时不时停下,B左看右看,似乎在观察地形和路标。

  终于抵达目的地,B会对周围环境进行评估,然后根据自己的判断,决定回去是否再找一位志愿者陪它来考察。

  和蜜蜂一样,新址聚集的侦察员数目比较重要。当某个地点聚集了足够多的侦察蚁,以足够高的频率彼此交流意见时,它们基本上就达成了一致。

  一旦侦察蚁作出决定,它们的行为就发生改变。每一位都急急忙忙赶回蚁巢,但不是劝说某位同伴过来考察,它用嘴部一个钩子,随便抓住一只蚂蚁,把它放到自己背上,运往新家。也就是说,侦察蚁们从独立的信息收集过渡到了执行团体决议的阶段,只用几个小时,它们就能把剩下的成员全部搬迁完毕。

  岩蚁在实验室里繁殖很快,研究者因此有机会分析更细腻的问题。他们发现,面对迫切危机,蚂蚁会以速度换精确度。当研究者将蚁巢彻底损毁,蚂蚁们完全暴露在外时,它们会在几个小时内完成寻址和搬家的工作。如果旧蚁巢没有毁掉,研究者只是提供了一个条件更好的栖身之处,蚂蚁们会深思熟虑数天,再作决定。追求速度是要付出代价的,匆忙的蚂蚁有时也会犯错误,比如进错蚁群,动作慢一点会更加精确。

  孤独者易受误导

  蚂蚁和蜜蜂可能在集体决策方面表现最佳,但其他生物也有类似智慧。人们研究了蟑螂寻找藏身之处时的表现,发现一个已经躲满蟑螂的地方往往会吸引更多新来者,一个地方蟑螂越多,它们越爱去。

  另外一个例子是棘鱼。在实验室条件下,鱼群准备游到一个阴暗的隐蔽处躲起来。为了观察它们是怎么作决定的,研究者在水槽内设置了两个角落,每个角落都有牵引架和塑料做的假棘鱼。研究者让一条假鱼“游”向某个角落,让真鱼在一旁观察,然后将它们放出,结果真鱼会无视那条假鱼的选择,自行决定去哪个角落。但是当研究者让两条假鱼同时往某个角落“游”去时,真鱼就会注意到这一点,并倾向于选择同一个角落。

  “一条鱼怎么做它们可能不在乎,但当两条鱼这样做时,它们就会当回事了,”沃德说,“一条和两条看上去差别不大,但在鱼儿眼中,代表着不同的风险。”假如一条鱼作出愚蠢决定的机会是二十分之一,那么两条鱼作出同样荒谬决定的机会将降到四百分之一。这个判断体系虽然简单,但非常有效,可以减少完全走错或跟随笨蛋的几率。

  而那些完全孤独、几近绝望的鱼儿,则对数量毫不敏感。即使角落里只有一条假鱼,它也会选择同一个地方。即便研究者放出一条掠食者———比如塑料鲈鱼——— 沿着同样方向前进,孤单的鱼儿依然不改初衷。“这个实验证明,孤立的社会动物,包括人类,很容易被骗人的领袖误导,”沃德说。事实证明,用这种方式欺骗一大群真鱼要困难得多。

  亚利桑那州立大学研究者普拉特说,“陪审团制度”可能广泛存在于自然生物群体中。总的来说它是一种杰出的工具,既照顾到谨慎独立,又加快了决策速度。但他承认,这种体系也有其“黑暗一面”。一旦“陪审团”达成一致,其他成员便会执行。虽然整个陪审团一起犯错误的机会比较低,但是倒霉事总会发生。“总的来说,使用‘陪审团制度’的群体更容易作出精确决定,”他说:“但有时也会出现集体荒谬的壮观场面。”

  蜜蜂和蚂蚁一般不大出错,这大概是因为它们数百万年来要作的决定太少了。对人类来说,有太多问题需要处理,解决方式也实在太多。我们这种善于创造的物种不得不应付时时在变化的环境、社会和其他挑战,同时又缺乏数百万年的经验。

  对于蚂蚁没有股市这件事,普拉特显得非常遗憾。“如果有就好了,”他说:“我们就可以向它们学习,把问题弄得一清二楚。”

责任编辑: 陈柏圣  来源:南方都市报 转载请注明作者、出处並保持完整。

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