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当面临具有挑战性的决策时,人类常常做出非理性的选择。然而,当蚁群面对棘手的困境时,它们可以做出完全理性的选择。这并不是因为单独的蚂蚁特别博学——事实并非如此。相反,当蚂蚁聚集在一起时,一种“智慧的群体”避免了个人可能犯的那种错误,新的研究表明。
就进化生物学而言,动物努力最大化它们的适应性。尽管如此,看似适得其反和非理性的行为不仅发生在人类社会中,也发生在整个动物王国中。例如,当蜜蜂和蜂鸟有两个同样诱人的花蜜选择时,第三个不如前两者的替代方案可能会影响它们,使它们更喜欢最初的两个选项中的一个而不是另一个。这些动物显然将较差的选择与最初的选择进行比较,并得出结论,最初的选择之一更好,即使它们本身没有任何改变。
这种非理性可以带来深刻的见解,因为“找到使系统失败的原因可以提供关于系统如何运作的线索”,亚利桑那州立大学生命科学学院的斯蒂芬·普拉特,一位行为生态学家解释说。普拉特特别感兴趣的是动物群体(如蚁群)如何做出集体决策。“我们甚至可以将蚁群视为神经系统的类似物——通过理解决策如何从蚁群中蚂蚁之间的互动中产生,我们可能会了解决策如何从大脑中神经元之间的互动中产生,”他说。
为了了解群体是否理性地行事,普拉特和他的学生苏珊·爱德华兹调查了北美东部常见的橡子蚁,学名 Temnothorax curvispinosus,它非常微小——一个由 50 到 200 只这样的蚂蚁组成的蚁群可以在一个坚果壳内安家。当它们的巢穴损坏到无法修复时,蚂蚁会集体选择它们的新家。侦察兵寻找潜在的巢穴,如果足够多的侦察兵聚集在同一区域,它们就会将巢穴伙伴运过去。
研究人员制作了两个人工巢穴作为潜在的家。巢穴 A 有一个较大、防御性较差的入口,但内部黑暗,暗示墙壁坚固而厚实,而巢穴 B 有一个较小的入口(更具防御性),但内部明亮(墙壁较弱)。正如预期的那样,当研究人员让 26 个蚁群经过这些巢穴时,昆虫在巢穴上的选择大致平分秋色。
然后,他们提供了较差的“诱饵”巢穴来刺激非理性选择。例如,如果他们展示一个类似于巢穴 B 但内部更明亮的诱饵,如果过去对人类和动物的研究结果有任何指导意义,蚂蚁可能会非理性地更喜欢巢穴 B 而不是巢穴 A。
令人惊讶的是,诱饵对蚁群没有任何影响——它们总是做出理性的决定。
“所有思维,无论是集体的还是个体的,能力都是有限的——它们必须使用捷径和经验法则来解决困难的决策问题,而这些捷径有时预计会造成错误,”普拉特说。“然而,蚁群并没有被一个经常在其他动物中引发这种错误的挑战所困扰。”
那么是什么让这些蚁群如此理性呢?令人惊讶的是,单独蚂蚁的无知可能是关键。个体蚂蚁通常只知道一个选项,而不是在可能导致人类做出非理性决策的选择之间进行比较,这阻止了它们做出可能具有误导性的比较。尽管研究人员预计蚂蚁会表现出非理性行为,“我们意外地获得了关于集体认知可能优势的不同见解,”普拉特说,他的发现今天在线发表在《英国皇家学会学报 B:生物科学》上。
亚利桑那大学图森分校的行为生态学家 安娜·多恩豪斯 指出,“我们认为我们和大多数动物的大脑不能总是理性地做出决定,因为不可能做到这一点”,她没有参与这项研究。“蚂蚁向我们展示了……有一种构建决策系统的方法”不会做出非理性选择。然后,她观察到,问题是为什么我们的大脑进化成偶尔会做出非理性行为。
原因可能是历史性的——“进化以这种方式构建了大脑,现在无法轻易改变它”,多恩豪斯推测。“或者在这些情况下,做出非理性决定可能并不那么重要或代价那么大,可能是因为它们很少见。或者,可能还有另一个原因,为什么看起来是非理性的决定实际上是一件好事。”
普拉特指出,这些发现“强调了一个非直观的观点——如果你的计算能力有限以处理问题,那么获得关于问题的很多信息可能无助于决策。你可能通过战略性地限制信息集做得更好。当然,诀窍在于知道使用哪些信息以及排除哪些信息。”