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集体行为

海鱼群落

海鱼群落

已经发表在8月份《新知客》专栏,切务转载。

有一个短篇科幻小说叫《马姨》,描述了一个“有思想”的计算机,竟能跟用户聊“人生意义”这种层次的话题。它不用电,只需要喂白砂糖;打开机箱一看,原来是一个蚁巢。一群蚂蚁各司其职,蚁群就能产生出一个整体的智慧来。大量认知能力有限甚至无意识的个体,没有全局信息,也没有领导,仅靠简单的行事原则,就能整体上呈现出一致的有序性,好像一个意识。这不是科幻小说,而是大自然中普遍存在的现象——集体行为(collective motion)。不仅蚁群有集体行为,蜂群、鸟群和鱼群都有这样的现象。科学家用电脑模拟发现,只要给一堆乱跑的粒子加上一条简单的运动规则,例如每个粒子都追赶离自己最近的那个粒子去!那么这堆原本无规运动的粒子很快就会均衡分布,并呈现出共同的运动方向,跟鸟类的迁徒差不多。如果给粒子加的规则再多几条,比如能量最经济,食物最大化等等,更多自然界的集体行为能被模拟出来。

这一发现已被应用在电影特效里。例如要表现一大群鸟的迁徒,如果每只往哪儿飞、飞多快都要专门设计,将要耗用巨大的CPU资源。而只要给每只鸟设计相同而简单的原则,然后单纯增加数量,它们自动的集体行为就会很逼真,一会儿飞成人字,一会儿飞成一字。电影《蝙蝠侠归来》里的蝙蝠群是第一个使用这种技术的,后来在《指环王》里又被用来模拟战场上的士兵,省下了一大笔跑龙套的费用,还比跑龙套逼真。

人类社会能不能呈现出一个统一的智慧呢?估计不行,人类社会有等级,个个都有上司; 通过上网又能了解到很远的事情,消息太灵通。这都不符合集体行为的条件。总之,人类社会太不平等,每个个体又太精明,因此整体难以呈现出什么智慧,不小心把臭氧层搞穿了也是难怪的。