螞蟻是高度群居的動物，幾乎很少“單打獨斗”。人類同樣是群居動物，盡管有些人喜歡獨處。螞蟻和人類是自然界中僅有的兩種在搬運遠超自身尺寸的大型物體時始終合作的物種。在地球上約15,000種螞蟻中，有大約1%會協作搬運重物。

在一項新發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS）的研究中，一個研究團隊以這一共同特性為切入點設計了一場有趣的“競賽”，他們提出了一個問題：誰更擅長操縱大件物體穿過復雜迷宮？

研究結果表明，簡單的思維更容易實現群體協作的規模化，而復雜的腦則需要依賴廣泛的交流才能高效合作。這一發現為群體決策以及合作與獨立行動的優劣提供了新見解。

新·鋼琴搬運難題

群體生活具有許多優勢，其中“集體認知”就尤為突出。這種共同的認知能力滿足了認知的基本需求，即能夠感知、整合信息，并對環境線索做出反應。通過協作，群體不僅可以顯著增強這些能力，還能使整體認知能力超越個體成員的能力總和。

不過，過大的群體可能因協調困難而導致整體表現不佳，甚至事與愿違。此外，直接比較群體與個體的認知能力往往意義不大，因為不同規模的群體與環境的交互方式存在本質差異。然而，人類和螞蟻不僅在個體任務中表現高效，在群體協作中同樣出色，為探討這一問題提供了難得的研究契機。

為了比較兩種截然不同的生物，研究人員設計了一個現實版的“鋼琴搬運難題”。這個經典的計算問題常用于機器人和運動規劃領域，用于解決如何在復雜環境中將形狀特殊的物體（如鋼琴）從A點搬運到B點。在新的實驗中，參與者需搬運的不是鋼琴，而是一個巨大的T形物體，通過三個由兩個狹縫連接的腔室。

迷宮的設計分為兩種尺寸，分別匹配螞蟻和人類的體型，同時對應不同規模的群體。招募人類參與者并不難，他們參與實驗可能出于指令，也可能是因為喜歡競爭的樂趣。而螞蟻并沒有競爭意識——它們誤認為沉重的物體是需要搬回巢穴的美味食物。

螞蟻與人類競賽：操縱T形重物穿越迷宮。（圖/Weizmann Institute of Science）

參與實驗的螞蟻是長角立毛蟻（Paratrechina longicornis），一種廣泛分布的小型黑螞蟻，長約3毫米。它們因觸角細長而得名，有時也被稱為“瘋狂螞蟻”，因為喜歡快速奔跑。研究設計了三種螞蟻組合：單只螞蟻、小群體（約7只螞蟻）和大群體（約80只螞蟻）；人類參與者則有單人、小組（6-9人）和大組（26人）三種組合。

為確保結果具有可比性，研究人員在部分實驗中限制人類的交流，如禁止說話或手勢，甚至要求佩戴口罩和墨鏡以阻止口部動作和眼神交流。此外，人類只能模擬螞蟻握住物體的方式來施力，力道會通過手柄上的儀表記錄下來。在實驗重復多次之后，研究人員會利用計算機模擬和物理模型對視頻和數據進行全面的分析。

群體智慧 vs 個體智慧

結果表明，在單人任務中，人類憑借認知優勢和策略性規劃輕松勝過螞蟻。人類能夠理解問題的整體性質，從而縮小探索空間，在平均表現上超過螞蟻。然而，在群體任務中，情況發生逆轉。尤其是大群體中，螞蟻的表現不僅優于單個個體，在某些情況下甚至超越了人類群體。螞蟻展現出獨特的集體記憶，能夠幫助它們保持一致的運動方向，避免重復錯誤。

相比之下，人類群體的表現并未顯著提升，尤其當交流受限時，甚至表現出負面效果。缺乏有效溝通的人類群體傾向于選擇表面上最明顯的行動方案，以便達成共識，但這種“貪婪”的短期策略往往從長遠來看適得其反。這種行為類似于螞蟻個體的決策模式，顯著削弱了群體的整體表現。

研究人員指出，螞蟻群體像一個緊密合作的“超級有機體”，個體之間有著緊密的合作和共同利益。這種“超級有機體”式的合作讓螞蟻整體的智慧遠超個體之和。相反，復雜的人腦雖然在個體任務中表現出色，但在群體協作中卻需依賴廣泛的交流才能實現有效合作，而這往往導致協調成本增加。

實驗結果凸顯了簡單思維的可擴展性優勢，而復雜思維則需要更多的溝通才能實現高效協作。

#創作團隊：

編譯：糖獸

排版：雯雯

#參考來源：

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

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

#圖片來源：

封面圖 &首圖：Weizmann Institute of Science?