第四百五十一章生存
你也许看过百威啤酒的一个广告,这个广告不是突出口味,不是突出品质,而是突出团队精神。广告的主角是妈蚁—一群蚂蚁向同一个目标前进,一起极运一块食物。前进时没有商量和扰像,一个紧跟一个,直奔目标。搬运时没有谦让和争抢,每只蚂蚁都尽自己的最大努力将食物举起,并似乎是约好的一样向它们共同的家移动。
人类是具有高级智能的生物,难免会用“高级智能”解释低级生物的行为。对于蚂蚁的行为,人类的一种解释就是团队精神。蚂蚁真的有团队精神吗?在地球上的一家商学院的哈弗德教授有不同的看法:首先,一个种群内的蚂蚁几乎不存在个体与个体之间的关系,彼此好像并不认识,没有个体标识。对一只蚂蚁来说,另外一只蚂蚁仅有两个标识,那就是“属于同一个群体”(依幸气味判断),以及“具有共同的任务”(手找食物,并储存食物)。蚂蚁之间并不需要彼此认识,却可以完成需要一致行动才可以完成的任务,这主要依靠简单的生存指令。
其次,一个种群内的蚂蚁只有3种分工:蚁后、雄蚁以及工蚁。一个蚁群中通常只有一个蚁后、少量公蚁以及绝大多数的工蚁。工蚁是不分职位高低的。人们看到的蚂蚁几乎都是工蚁,因为只有工蚁才外出执行觅食任务。无论多少,工蚁彼此之间没有互相命令或者服从的关系,它们都是平等的。
以上两点都与人类理解的团队意识有区别。人类的团体需要彼此认识,然后才是彼此信核,彼此都有鲜明的个性特征;人类的团队需要有明确的职位分工,或者必须具备服从关系,这样才可以完成目标。
也正是由于以上两点与人类不同,所以在这家学院的竞争战略课程中只要一个小组设计的物种有类似蚂蚁的特性,那么,其存活的机会就将远远大于其他物种。排在第一位的是蟑螂,排在第二位的就是蚂蚁。
以此类推,就能解释为什么在那么艰难的外太空,一颗恒星即将终结,而信赖这颗恒星而生活在一颗小行星上的蚁族,还能艰难生存那么长的时间了。然而,也正是这种群体意识,如若没有宁肖的谨慎一游,这个族群也许就会像在宇宙中许许多多的族群一样,消失得无影无踪了。
当然,蚂蚁在完成群体任务方面具备远远高于人类的智能,并且通过非常初级的沟通方式发挥群体觅食能力。蚂蚁可以找到食物,在短时间内调动85%的在外觅食的蚂蚁集中于一个目标,用最短的路径来运送食物。对于这三点,人类实现起来成本要远远高于蚂蚁。因此,在1992年,马科•多利戈博士在其论文中首先引人了一个名称――蚁群算法,主要用于解决复杂图形中寻找最佳路径的几率性技术。在引入这个名称后,蚂蚁觅食中的简单规则和基本原理就被人类透彻地认识,并开始广泛采用。
每只蚂蚁并不像人们所想象的那样需要整个世界的信息,它们其实只关心很小范围内的眼前信息,并利用几条简单的规则作出决策。这样,在蚁群集体里就可以完成高难度的、复杂的觅食任务。以下是蚁群依赖的简单规则:
范围。蚂蚁观察到的范围是一个方格世界,蚂蚁是用行走速度来界定其活动范围的。它们通常在一个狭窄的范围内觅食,其移动也在这个范围之内。
环境。蚂蚁所在的环境中有障碍物,有别的蚂蚁,还有信息素(是蚂蚁自带的,可以留在其通过的路径上的气味)。信息素有两种,一种是找到食物的蚂蚁撒下的食物信息素,一种是找到窝的蚂蚁撒下的窝的信息素。每只蚂蚁都可以感知其活动范围内包括障碍物和信息素在内的环境信息。信息素还会随着时间的流逝以一定的速率消失。
觅食规则。每只蚂蚁会在感知范围内寻找食物,如果有就直接过去。否则要看是否有信息素,哪条路上的信息素最多就朝哪条路走。每只蚂蚁都会以小概率犯一些错误,所以最终并不是往信息素最多的点移动。蚂蚁找窝的规则与此类似,只不过这时是对窝的信息素作出反应。
移动规则。每只蚂蚁都会朝向信息素最多的方向移动。当周围没有信息素指引时,蚂蚁会按照原来运动的方向靠惯性运动下去。并且,在运动方向上会有小的随机扰动。为了防止原地转圈,它会发布一些自己能够识别的信息素,如果发现下一点刚刚走过,它就会尽量避开。
避障规则。如果前进的方向上有障碍物挡住,蚂蚁会随机选择另一个方向。有信息素指引的话,它会按照觅食的规则行动。
播撒信息素规则。每只蚂蚁在刚找到食物或者窝的时候散发的信息素最多。随着逐渐走远,信息素越来越少。
这几条规则表明,蚂蚁之间并没有直接的关系,但是每只蚂蚁都和环境发生互动。而通过环境中的信息素这个纽带蚂蚁个体之间就关联起来了。比如,当一只蚂蚁找到食物时,它并不会直接告诉其他蚂蚁,而是向环境播撒信息素。其他的蚂蚁经过它附近的时候,就会感觉到信息素的存在,进而根据指引找到食物。
另外,人类的沟通行为会随着需要调动人数的提高而呈几何级数增长。需要超过10人知道一个信息时就要开会一一至少需要半个小时集中,一个小时发布信息。而为了召集会议,还需要至少3次以上的通知。有效的通知不只是简单的信息发布,还需要口头传播,需要逐个核实,不然到会人数就会比预计的少很多。而且,人类对于环境中发布的信息的反应越来越弱――以往在食堂门口发布一条开会的信息,其效果还是明显的;后来,简单的信息发布,比如张贴开会通知就没用了,必须口头通知。
人类对蚂蚁进行研究时,对其行为进行了许多干预。比如,在已经形成的一条蚂蚁路径上制造一个障碍物,然后发现,蚂蚁分兵两路绕过障碍物,形成了两条新路。那么,必然有一条新路近,另外一条新路远。
但是,仅仅5分钟后,所有的蚂蚁就都集中到了较近的那条新路上。于是,人类发现了蚂蚁群体沟通的简单法则,蚂蚁依赖环境因素的要诀。
蚂蚁是如何找到最短路径的?
一要归功于信息素,二要归功于环境。当形成两条路时,开始时走这两条路的蚂蚁数量同样多(或者较长的路上蚂蚁多,这无关紧要)。当蚂蚁沿着一条路到达终点以后会马上返回,这样,短的路上蚂蚁来回一次的时间就短,因而单位时间里走过的蚂蚁数目就多,撒下的信息素也会更多,进而会有更多的蚂蚁被吸引过来,撒下更多的信息素……而长的路上则正相反,因此,越来越多的蚂蚁会聚集到较短的路径上来,最短的路径就近似于找到了。
也许有人会问局部最短路径和全局最短路径的问题,实际上,蚂蚁是逐渐接近全局最短路径的。为什么呢?这源于蚂蚁会犯错误,它会以一定的概率另辟蹊径,这可以理解为一种创新。这种创新如果能缩短路途,那么根据上述原理,更多的蚂蚁就会被吸引过来。
这是光脑上显示出的有关地球上的人类对于蚂蚁的研究。宁肖对照蚁星上的这些蚁族,觉得其本质上并没有多大的改变。例如这个时候,正是蚁族的新老交替之际。要是在人族早已凌乱不堪,而在蚁族却依旧是有条不紊的。新蚁后尽管就要脱茧而出,但介绍给宁肖的那些新雄蚁们,并没有流露出喜悦的神情。要知道,新蚁后一旦脱茧出来,他们就可要成为蚁族中新一轮的统治者。老雄蚁们也没有权势即将失去,流露出满目苍夷之感,尽管是上位者的那一态势。
蚁后则要明显的精神不济了。她的体型也缩小许多。最起码,对于宁肖来说,跟她呆在一起,不会再有一种压迫感了。
“看来,你很喜欢你那第四个儿子,”蚁后有些抱怨道。“我派了好些蚁族去请你,你都不想过来啊!”
“蚁后,”宁肖无奈地说。“他的父亲不在身边,我自然就要多花费精力陪他啊!这样,我才能求得心安啊!”
“他的父亲是哪一位啊?”蚁后注视着宁肖带来的那扇光脑大屏幕上的――宁肖的全家福,在问道。
“那!”宁肖手指着常季悟告诉他。“长得比较秀气的那一位。”
“这么说,”蚁后咧嘴一笑。“你只有四个雄蚁,是不是太少了啊!”
宁肖一惊,连忙摇头道:“对于蚁后你来说,四个是太少了。可对于我们人族,四个就太多了。我现在都在后悔呢!”
蚁后低头瞄了一眼宁肖,然后又翻翻光脑。自打宁肖把这个礼物呈上来,她就看得上瘾,忘却了许多伤痛和忧愁。宁肖是个有趣的智慧生灵。这时,蚁后庆幸自己把带有她的基因的人族安排在离蚁族较近的星球上。这样,不愁以后她不来蚁族陪陪新蚁后,为蚁族的未来出谋划策。可猛然间,蚁后又叹道:“宁肖啊,我的时间不多了。”
似乎料到蚁后会如此感慨,宁肖连忙安慰道:“蚁后,别这样说。所有生物的生命都是有始有终的。再过个几百年,我也要走这条路的。”