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和蚂蚁的这场较量，人类输了

来源：晰数塔互联网快讯时间：2024年12月26日 21:39

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），编译：糖兽，作者：糖兽，题图来自：AI生成

蚂蚁是高度群居的动物，几乎很少“单打独斗”。人类同样是群居动物，尽管有些人喜欢独处。蚂蚁和人类是自然界中仅有的两种在搬运远超自身尺寸的大型物体时始终合作的物种。在地球上约15，000种蚂蚁中，有大约1%会协作搬运重物。

在一项新发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究中，一个研究团队以这一共同特性为切入点设计了一场有趣的“竞赛”，他们提出了一个问题：谁更擅长操纵大件物体穿过复杂迷宫？

研究结果表明，简单的思维更容易实现群体协作的规模化，而复杂的脑则需要依赖广泛的交流才能高效合作。这一发现为群体决策以及合作与独立行动的优劣提供了新见解。

新·钢琴搬运难题

群体生活具有许多优势，其中“集体认知”就尤为突出。这种共同的认知能力满足了认知的基本需求，即能够感知、整合信息，并对环境线索做出反应。通过协作，群体不仅可以显著增强这些能力，还能使整体认知能力超越个体成员的能力总和。

不过，过大的群体可能因协调困难而导致整体表现不佳，甚至事与愿违。此外，直接比较群体与个体的认知能力往往意义不大，因为不同规模的群体与环境的交互方式存在本质差异。然而，人类和蚂蚁不仅在个体任务中表现高效，在群体协作中同样出色，为探讨这一问题提供了难得的研究契机。

为了比较两种截然不同的生物，研究人员设计了一个现实版的“钢琴搬运难题”。这个经典的计算问题常用于机器人和运动规划领域，用于解决如何在复杂环境中将形状特殊的物体（如钢琴）从A点搬运到B点。在新的实验中，参与者需搬运的不是钢琴，而是一个巨大的T形物体，通过三个由两个狭缝连接的腔室。

迷宫的设计分为两种尺寸，分别匹配蚂蚁和人类的体型，同时对应不同规模的群体。招募人类参与者并不难，他们参与实验可能出于指令，也可能是因为喜欢竞争的乐趣。而蚂蚁并没有竞争意识——它们误认为沉重的物体是需要搬回巢穴的美味食物。

蚂蚁与人类竞赛：操纵T形重物穿越迷宫。（图/Weizmann Institute of Science）

参与实验的蚂蚁是长角立毛蚁（Paratrechina longicornis），一种广泛分布的小型黑蚂蚁，长约3毫米。它们因触角细长而得名，有时也被称为“疯狂蚂蚁”，因为喜欢快速奔跑。研究设计了三种蚂蚁组合：单只蚂蚁、小群体（约7只蚂蚁）和大群体（约80只蚂蚁）；人类参与者则有单人、小组（6-9人）和大组（26人）三种组合。

为确保结果具有可比性，研究人员在部分实验中限制人类的交流，如禁止说话或手势，甚至要求佩戴口罩和墨镜以阻止口部动作和眼神交流。此外，人类只能模拟蚂蚁握住物体的方式来施力，力道会通过手柄上的仪表记录下来。在实验重复多次之后，研究人员会利用计算机模拟和物理模型对视频和数据进行全面的分析。

群体智慧vs个体智慧

结果表明，在单人任务中，人类凭借认知优势和策略性规划轻松胜过蚂蚁。人类能够理解问题的整体性质，从而缩小探索空间，在平均表现上超过蚂蚁。然而，在群体任务中，情况发生逆转。尤其是在大群体中，蚂蚁的表现不仅优于单个个体，在某些情况下甚至超越了人类群体。蚂蚁展现出独特的集体记忆，能够帮助它们保持一致的运动方向，避免重复错误。

相比之下，人类群体的表现并未显著提升，尤其当交流受限时，甚至表现出负面效果。缺乏有效沟通的人类群体倾向于选择表面上最明显的行动方案，以便达成共识，但这种“贪婪”的短期策略往往从长远来看适得其反。这种行为类似于蚂蚁个体的决策模式，显著削弱了群体的整体表现。

研究人员指出，蚂蚁群体像一个紧密合作的“超级有机体”，个体之间有着紧密的合作和共同利益。这种“超级有机体”式的合作让蚂蚁整体的智慧远超个体之和。相反，复杂的人脑虽然在个体任务中表现出色，但在群体协作中却需依赖广泛的交流才能实现有效合作，而这往往导致协调成本增加。

实验结果凸显了简单思维的可扩展性优势，而复杂思维则需要更多的沟通才能实现高效协作。

参考来源：

https://wis-wander.weizmann.ac.il/space-physics/ants-vs-humans-putting-group-smarts-test

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2414274121

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），编译：糖兽，作者：糖兽