蚂蚁在群体问题解决迷宫实验中优于人类

任何在厨房里接触过蚂蚁的人都知道蚂蚁是高度群居的生物；很少看到一个人独处。人类也是社会性动物，即使我们中的一些人喜欢独处。蚂蚁和人类也是自然界中唯一在运输大大超过自身尺寸的大型货物时始终合作的生物

魏茨曼科学研究所的Ofer Feinerman教授和他的团队利用这一共同特征进行了一场引人入胜的进化竞赛，提出了一个问题：谁更擅长在迷宫中操纵大负载？发表在《美国国家科学院院刊》上的这一令人惊讶的结果，为群体决策以及合作与独自行动的利弊提供了新的见解

为了对两个如此不同的物种进行比较，由Tabea Dreyer领导的研究小组创建了一个现实版的“钢琴搬运工谜题”，这是一个来自运动规划和机器人领域的经典计算问题，涉及在复杂环境中将形状异常的物体（比如钢琴）从a点移动到B点的可能方式

参与者得到的不是钢琴，而是一个巨大的T形物体，他们必须在一个由两条窄缝连接的三个房间组成的矩形空间内移动

图片来源：魏茨曼科学研究所

研究人员创建了两组大小不同的迷宫，以匹配蚂蚁和人类的尺寸，以及不同大小的群体。招募研究参与者在人类的情况下更容易，他们自愿参加只是因为他们被要求参加，可能是因为他们喜欢比赛的想法。另一方面，蚂蚁远没有竞争力。它们之所以加入，是因为它们被误导了，以为这些重物是它们要运进巢穴的多汁的可食用食物

被选中与智人竞争的蚂蚁是长角Paratrechina longicornis。它们之所以被称为蚂蚁，是因为它们的触角很长，尽管它们有时也被称为“疯狂的蚂蚁”，因为它们有四处乱跑的倾向。这种熟悉的黑蚂蚁，长约3毫米，在世界各地很常见。在以色列，它们在沿海和该国南部尤为普遍

蚂蚁们以三种组合方式应对迷宫挑战：一只蚂蚁、一小群约七只蚂蚁和约80只蚂蚁。人类以三种平行组合的方式处理这项任务：一个人、一小群六到九个人和一大群26个人。

为了使比较尽可能有意义，在某些情况下，人类被指示避免通过说话或手势进行交流，甚至戴着外科口罩和太阳镜来遮住嘴巴和眼睛。此外，人类参与者被告知只能通过模拟蚂蚁拿重物方式的手柄来拿重物。手柄上装有测量每个人在整个尝试过程中施加的拉力的仪表

研究人员对每种组合重复了多次实验，然后使用计算机模拟和各种物理模型仔细分析了视频和所有高级跟踪数据

不出所料，人类的认知能力使他们在个人挑战中具有优势，在这种挑战中，他们采取了经过计算的战略规划，很容易超越蚂蚁

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然而，在团体挑战中，情况完全不同，尤其是对于较大的团体。蚂蚁群体不仅比单个蚂蚁表现更好，而且在某些情况下比人类表现更好。一群蚂蚁以一种有计划和有策略的方式共同行动，表现出集体记忆，帮助它们坚持特定的运动方向，避免重复错误

相反，人类在群体行为中未能显著提高他们的表现。当群体成员之间的交流被限制为类似于蚂蚁时，他们的表现甚至比个体下降了。他们倾向于选择“贪婪”的解决方案——这在短期内似乎很有吸引力，但从长远来看并没有好处，而且据研究人员称，他们选择了最低的共同标准

Feinerman说：“蚁群实际上是一个家庭。”。“巢穴中的所有蚂蚁都是姐妹，他们有共同的利益。这是一个紧密团结的社会，合作远远超过竞争。这就是为什么蚁群有时被称为超级有机体，是一种由多个相互合作的‘细胞’组成的活体。”我们的发现证实了这一观点。我们已经证明，蚂蚁作为一个群体更聪明，对它们来说，整体大于部分之和。相比之下，组建团队并没有扩展人类的认知能力。在社交网络时代变得如此流行的著名的“大众智慧”并没有在我们的实验中脱颖而出。“

尽管人类合作面临诸多挑战，但几位作者成功地联合起来进行了这项研究。他们包括魏茨曼复杂系统物理系Feinerman小组的Ehud Fonio博士、魏茨曼化学和生物物理系的Nir Gov教授以及当时在Gov和海法大学Amos Korman教授指导下攻读博士学位的Amir Haluts博士