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螞蟻和蜜蜂處理集體決策比人更出色

  金融危機的爆發,歸根到底是緣於人類群體性的貪婪。那麼螞蟻和蜜蜂如果投身地產和股市,會否製造出同樣的危機?生物學家的回答是否定的。這兩種以集體行動聞名的小東西,是依靠怎樣的組織結構,才能在充分利用群體智慧的同時,避免群體決策的愚蠢和盲目呢?

  金融危機的爆發,歸根到底是緣於人類群體性的貪婪。那麼,螞蟻和蜜蜂如果投身地產和股市,會否製造出同樣的危機?生物學家的回答是否定的。這兩種以集體行動聞名的小東西,是依靠怎樣的組織結構,才能在充分利用群體智慧的同時,避免群體決策的愚蠢和盲目呢?

  這是一次電話交流,因此如果湯姆·塞利在翻白眼,那是他的事。我向這位傑出的生物行為學家、康奈爾大學教授、美國藝術與科學委員會成員提出的問題是:蜜蜂會否製造地產危機,令它們的金融系統崩潰?

  當然,蜜蜂沒有自己的金融體系,但它們和人類一樣,是以群體生活聞名的生物。塞利在研究中發現,蜜蜂和螞蟻、蚱蜢等生物一樣,都是集體作出事關存亡的重大決定。蜂后並不獨裁,每隻蜜蜂都有自己的意見,它們通過成百上千次交流,做出集體決策。「它們教會我如何更好地組織和主持學術會議,」塞利說。

  即便是最刻薄的人,也得承認大學教授認知能力比昆蟲要強,因此經濟學家、社會學家和金融市場專家難免對蜜蜂如何運用集體智慧這件事感到好奇。畢竟,蜜蜂這樣生活了至少3000萬年,如果決策過程不明智,它們早就把自己的社會搞砸,在自然選擇過程中被淘汰了。「至少在房地產方面,蜜蜂總能作出正確決定,」 塞利說。

  多負現象

  群體智慧研究的最初目標是人類。18世紀,熱烈歡迎法國大革命的孔多塞侯爵利用數學裡的概率論證集體決策之優越性,他的結論被稱為「孔多塞陪審團定理」。侯爵詳細講述了在哪些條件下,多人比單人更能作出正確決定。其中一個關鍵條件就是每個成員都應保持獨立,而非複製別人(可能錯誤)的決定。

  總的來說,這種集體決策模式效果相當不錯。「幾乎每個人都差之千里,但當你取其平均數時,得出的結果往往非常精確,」澳大利亞雪梨大學魚類行為學家阿什莉·沃德說。她稱之為「多負現象」,取其「負負得正」之意。

  1907年一期《自然》雜誌刊登了一個經典的例子:787人參與競猜一頭被宰殺的牛的體重,與正確答案1198磅相比,競猜者們整體誤差(取全部猜測的組中值)在10磅以內,或者僅差1磅(取其平均值)。

  商業作家詹姆斯·索羅維基的暢銷書《群眾的智慧》更是舉出了大量例子。但那些群眾智慧的狂熱崇拜者似乎忽略了一點:在現實世界中,投票者彼此獨立、互不影響的完美體系是很難創造出來的。因此,涉及到集體決策時,人類可能會錯得很離譜。

  相形之下,蜜蜂在這方面表現得極為出色,將獨立與從眾的關係平衡得非常好。塞利和倫敦政治經濟學院的一名數學家一起,研究了它們是如何做到這一點的。

  聰明的蜂群

  蜜蜂分群時,蜂后和大約三分之二的工蜂會搬走。蜂群一擁而出,先停在暫時的棲息處,比如一根樹枝上,搖搖擺擺靠在一起。沒有對抗天敵、惡劣天氣的保護措施,也沒有食物儲備,它們需要儘快決定新的安家地點。

  早在1940年代,生物學家馬丁·林道爾就注意到,這時一些處於蜂群外圍的工蜂會跳起奇怪的舞蹈。他知道有時蜜蜂跳舞是為了通知同伴蜜源所在地,但這些舞蹈家身上好像沾著煙囪里的煤灰,或是建築工地上的沙礫。他意識到它們是被派出去尋找新的安家地點的,現在正在報告結果。

  林道爾曾經穿越被戰爭摧殘的慕尼黑,試圖一路追蹤蜜蜂,但一般會跟丟。最後,多虧了質高價廉的攝影機的出現,這種追蹤才變得可行。1990年代,塞利和研究夥伴拍下了這些蜜蜂的舞蹈動作,進行了分析。他們發現,1萬隻規模的蜂群一般會派出300 到500隻雌蜂尋找可能的安家地點。這個新址要符合很多要求,比如足夠的儲蜜空間、較小而隱秘的入口等等。「這些偵察員都是老蜂,它們有豐富經驗,去過很多地方,」塞利說。

  它們的搜索麵積可以多達30多平方公里,但好的藏身處不易找到。通常,幾百隻偵察蜂中只有少數———25隻左右———能發現一些有價值的地點,回來向蜂群報告。

  它們先用舞蹈指出這一系列地點(大概20到30個)的方向和距離。「偵察員」越是覺得某個地點值得推薦,重複這套舞蹈動作的次數就越多。它的熱情會鼓舞其他姐妹偵察員親自飛去檢查,然後再回來用舞蹈表達自己的看法。

  塞利說,這一意見補充過程對於最後的成功決策非常關鍵。新飛去的偵察員會順便評估別的地點,「她們自主尋址,自由報告,充分爭論。」塞利說,在這個步驟上,人類表現遜色。早在還可以探索更多選擇的時候,他們就會急著作出決定,而倉促往往意味著錯誤。

  偵察蜂們還會反覆回到一個地方,進行深度評估和報告。但對於所有地點,不管是它們覺得很棒的,還是認為一般般的,再次跳舞做評價時,重複的次數都會比上一次少,一般會少15次左右,直至最後終於停止舞蹈。「這樣很聰明,」塞利說:「她們允許自己的熱情消退。」

  關於所有地點的舞蹈重複次數都會減少,因此那些較為一般的地點,即一開始受推薦力度就比較小、相關舞蹈次數就比較少的地方,會更早地從舞池中消失。而這使決策變得可能。「我們都參加過難以達成一致的討論會,唯一原因是每個人都不願讓步,」塞利說。

  這樣,隨著評估繼續進行,偵察員們推薦的地點範圍逐漸縮小。最後偵察員們幾乎達成一致,跳的都是關於一個地點的舞蹈。這時,蜂群就會起飛,前往那個地點。

  塞利和同伴們過去認為蜂群中根本沒有集體決策一說。但顯然在選定新家方面,它們有自己一套決策機制,可稱為「陪審團制度」。由於更好的選址有更好的群眾支持基礎,越來越多的偵察蜂會前往該地點探看。當大約15隻偵察蜂在新址外會合時———裡面可能還有30到50隻———定了,這就是新家了。一些偵察蜂回來會繼續跳評估舞。當舞蹈最終停止,偵察蜂們就會鼓動整個蜂群出發。

  塞利將這項研究做了一個模型。他發現,如果蜜蜂改變價值觀,可能就會導致整個系統崩潰。如果它們更加追求個體利益,就會作不出任何決定;但如果個體獨立性太差,就會導致愚蠢的決策,因為有些蜜蜂會欣然同意別人的錯誤推薦。在現實世界中,蜂巢選址往往是獨立和從善相互平衡後的結果。


螞蟻等動物和人類一樣,奉行「陪審團」制度,而且似乎比人類的決策過程更加民主。


  螞蟻的做法

  看來「陪審團制度」的確是便利、高效的辦法,岩蟻也發展出了這樣一種體制。

  身長僅幾毫米的岩蟻在荒野中極難追蹤,但它們很適合被擺在實驗室的桌面上觀察。當災難降臨到岩蟻的家園,比如一名研究者揭開了蟻巢頂蓋,大部分螞蟻會聚集在廢墟中,1/4或1/3的螞蟻則迅速跑到外頭去尋找新的安家地點。

  奈傑爾·弗蘭克斯是英格蘭布里斯托大學的螞蟻研究專家。在實驗中他和學生們毀壞了一處蟻巢,然後觀察受害者在他們提供的一系列可選地址中如何作決定:最佳地點約有三米遠,比其他普通地點遠了足有三倍。「螞蟻們最後贏了,做出了明智的抉擇,」 弗蘭克斯說,「偵察蟻們都發現了最佳地點,並一致同意搬到那裡去。它們非常喜歡那兒。」

  弗蘭克斯和同事在螞蟻身上裝了無線電身份標籤,以進行監控。結果顯示,偵察蟻遵循的選址原則比人們想像的更簡單。它不是直接比較兩個或多個地點,而信奉一種「極限法則」,如果對一個地方不太滿意,它會一直找下去,當終於發現符合自己心中標準的地點時,它會立即返回大本營報告。

  然後,這位偵察蟻會邀請一名同伴陪它回到那個地點考察。它到處亂轉,用觸角與其他螞蟻溝通,並從針腺中釋放出一種信息素。大約一分鐘,它就能找到一位志願者隨它啟程。

  知道路的偵察蟻A一溜小跑,而志願者B則會緊緊跟隨,保持著其觸角可以碰到A的距離。如果A有時跑得快了點,超過這個距離,它就會慢下來,等著同伴跟上。兩隻螞蟻會時不時停下,B左看右看,似乎在觀察地形和路標。

  終於抵達目的地,B會對周圍環境進行評估,然後根據自己的判斷,決定回去是否再找一位志願者陪它來考察。

  和蜜蜂一樣,新址聚集的偵察員數目比較重要。當某個地點聚集了足夠多的偵察蟻,以足夠高的頻率彼此交流意見時,它們基本上就達成了一致。

  一旦偵察蟻作出決定,它們的行為就發生改變。每一位都急急忙忙趕回蟻巢,但不是勸說某位同伴過來考察,它用嘴部一個鉤子,隨便抓住一隻螞蟻,把它放到自己背上,運往新家。也就是說,偵察蟻們從獨立的信息收集過渡到了執行團體決議的階段,只用幾個小時,它們就能把剩下的成員全部搬遷完畢。

  岩蟻在實驗室里繁殖很快,研究者因此有機會分析更細膩的問題。他們發現,面對迫切危機,螞蟻會以速度換精確度。當研究者將蟻巢徹底損毀,螞蟻們完全暴露在外時,它們會在幾個小時內完成尋址和搬家的工作。如果舊蟻巢沒有毀掉,研究者只是提供了一個條件更好的棲身之處,螞蟻們會深思熟慮數天,再作決定。追求速度是要付出代價的,匆忙的螞蟻有時也會犯錯誤,比如進錯蟻群,動作慢一點會更加精確。

  孤獨者易受誤導

  螞蟻和蜜蜂可能在集體決策方面表現最佳,但其他生物也有類似智慧。人們研究了蟑螂尋找藏身之處時的表現,發現一個已經躲滿蟑螂的地方往往會吸引更多新來者,一個地方蟑螂越多,它們越愛去。

  另外一個例子是棘魚。在實驗室條件下,魚群準備游到一個陰暗的隱蔽處躲起來。為了觀察它們是怎麼作決定的,研究者在水槽內設置了兩個角落,每個角落都有牽引架和塑料做的假棘魚。研究者讓一條假魚「游」向某個角落,讓真魚在一旁觀察,然後將它們放出,結果真魚會無視那條假魚的選擇,自行決定去哪個角落。但是當研究者讓兩條假魚同時往某個角落「游」去時,真魚就會注意到這一點,並傾向於選擇同一個角落。

  「一條魚怎麼做它們可能不在乎,但當兩條魚這樣做時,它們就會當回事了,」沃德說,「一條和兩條看上去差別不大,但在魚兒眼中,代表著不同的風險。」假如一條魚作出愚蠢決定的機會是二十分之一,那麼兩條魚作出同樣荒謬決定的機會將降到四百分之一。這個判斷體系雖然簡單,但非常有效,可以減少完全走錯或跟隨笨蛋的機率。

  而那些完全孤獨、幾近絕望的魚兒,則對數量毫不敏感。即使角落裡只有一條假魚,它也會選擇同一個地方。即便研究者放出一條掠食者———比如塑料鱸魚——— 沿著同樣方向前進,孤單的魚兒依然不改初衷。「這個實驗證明,孤立的社會動物,包括人類,很容易被騙人的領袖誤導,」沃德說。事實證明,用這種方式欺騙一大群真魚要困難得多。

  亞利桑那州立大學研究者普拉特說,「陪審團制度」可能廣泛存在於自然生物群體中。總的來說它是一種傑出的工具,既照顧到謹慎獨立,又加快了決策速度。但他承認,這種體系也有其「黑暗一面」。一旦「陪審團」達成一致,其他成員便會執行。雖然整個陪審團一起犯錯誤的機會比較低,但是倒霉事總會發生。「總的來說,使用『陪審團制度』的群體更容易作出精確決定,」他說:「但有時也會出現集體荒謬的壯觀場面。」

  蜜蜂和螞蟻一般不大出錯,這大概是因為它們數百萬年來要作的決定太少了。對人類來說,有太多問題需要處理,解決方式也實在太多。我們這種善於創造的物種不得不應付時時在變化的環境、社會和其他挑戰,同時又缺乏數百萬年的經驗。

  對於螞蟻沒有股市這件事,普拉特顯得非常遺憾。「如果有就好了,」他說:「我們就可以向它們學習,把問題弄得一清二楚。」

責任編輯: 陳柏聖  來源:南方都市報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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