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7月號/2007 -2007/07/02出刊
 
群體的智慧
7月號/2007

我從前以為螞蟻都很清楚自己在做什麼。在我廚房流理台上列隊爬過的那些螞蟻,看起來實在很有自信,所以我猜想牠們包準有一套計畫,知道自己要往哪兒去、該做些什麼;要不然,螞蟻怎麼有辦法規畫路線、建造複雜的蟻窩、發動波瀾壯闊的突襲行動,做出種種螞蟻會做的事?
結果我錯了。螞蟻根本不是什麼聰明的小小工程師、建築師,或是戰士──至少作為單獨的個體時不是。在決定下一步要做什麼這方面,大多數螞蟻是一點概念也沒有。「你觀察一隻正在努力要完成某件事情的螞蟻時,一定會對牠的笨拙感到印象深刻。」史丹福大學的生物學家黛博拉.高登說。
這麼說來,地球上已知的大約1萬2000種螞蟻活得這麼成功,又該如何解釋?這1億4000萬年來牠們一定學會了什麼。
「螞蟻並不精明,」高登說,「精明的是蟻群。」一個蟻群能夠解決的問題,是單隻螞蟻不可能辦得到的,例如找到通往最佳食物來源的最短路徑、分派不同任務給工蟻、保衛領土不讓鄰居侵入。個別的螞蟻可能是一個個小笨瓜,然而一旦形成群集,卻能對環境做出迅捷有效的反應,而牠們靠的,就是所謂的「群體智慧」。
這種智慧的來源,引出了自然界一個根本的問題:個體單純的行動如何能夠綜合起來變成群體的複雜行為?幾百隻蜜蜂怎麼對蜂巢的問題做出重大決定,如果很多蜜蜂有不同意見的話?是什麼因素讓鯡魚群的動作配合得天衣無縫,能夠瞬間同時改變方向,彷彿是單一個銀光閃閃的生物體?這些動物並不明白整個大局,但每一隻都對群體的成功有所貢獻。牠們的集體能力,就連最了解這些動物的生物學家都感到不可思議。不過在過去這幾十年間,研究人員已經得出一些有趣的見解。
拿蟻群來說,一個蟻群成功的關鍵之一就是沒有誰是老大。沒有螞蟻將軍在指揮螞蟻戰士,沒有螞蟻經理在命令螞蟻員工;蟻后只負責產卵,並不擔任領導角色。就算是一個有50萬隻螞蟻的群集,在沒有任何管理(至少沒有我們認得出的管理模式)的情況下仍能運作得很好。蟻群仰賴的是螞蟻個體間數不清的互動,每一隻都依照簡單的法則行事。科學家稱這種制度為「自我組織」。
以分配工作的問題為例,在黛博拉.高登研究紅收穫蟻的亞利桑那州沙漠,有一個蟻群每天早上會計算要派多少隻工蟻出去覓食。數量視情況而異:覓食蟻最近是否在哪裡發現了大量的美味種子?有的話,可能就得多派些螞蟻去把它搬回來;昨夜的暴風雨打壞蟻窩了嗎?那麼就要多留些修繕工蟻來幫忙修補。一隻螞蟻有可能今天是修蟻窩的,明天是收集垃圾的,可是如果沒有誰是主管,蟻群要怎麼做這些安排呢?對此,高登有一套理論。
螞蟻靠接觸和氣味來溝通。當一隻螞蟻碰上另一隻螞蟻時,牠會用觸角來嗅聞,以了解對方是否為同一窩的螞蟻、之前在哪裡工作(在蟻窩外工作的螞蟻,氣味跟待在窩裡的螞蟻不一樣)。通常覓食蟻每天都會等到清晨外出的巡邏蟻返回,再離開蟻窩;巡邏蟻進入蟻窩時,會跟覓食蟻碰一下觸角。
「覓食蟻和巡邏蟻的碰觸是一種刺激,告訴覓食蟻該外出了。」高登說,「不過覓食蟻需要和幾隻巡邏蟻碰觸、每次相隔不超過十秒,之後才會出去。」
為了看看這是怎麼運作的,一天早上,高登和她的研究搭檔麥可.格林把剛離巢的巡邏蟻捉起來,等了半個小時之後,再以固定的時間間隔把玻璃珠丟進蟻窩入口,模擬螞蟻回巢;珠子有的塗了巡邏蟻的氣味,有的塗了修繕蟻的氣味,有的沒有氣味。結果只有塗了巡邏蟻氣味的珠子會刺激覓食蟻離巢。他們的結論是:覓食蟻是透過遇到巡邏蟻的比率來判定外出安不安全。(如果比率對,就可以出去覓食了;否則最好等一等,可能外面風太大,或者有一隻蜥蜴等在那裡。)一旦有螞蟻開始出去覓食並帶回食物,別的螞蟻也會依遇到返巢覓食蟻的比率,斟酌加入覓食工作。
「覓食蟻沒找到食物不會回巢。」高登說,「食物愈少,覓食蟻花在找食物和回巢的時間就愈久;食物愈多,回巢也愈快。所以沒有誰在決定今天是不是覓食的好日子。是集體在決定,而不是哪一隻在決定。」

 
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