来源页 · 完整讲稿 · 第40讲
蚂蚁型组织：分布式智能拥有怎样的优势？
读者，你好。欢迎来到《进化论 50 讲》，我是王立铭。
这一讲，我们讨论生物世界里的第三种复杂组织——蚂蚁型组织。
这种组织的模式恰好介于细菌型组织和大象型组织之间。
上一讲说到，相比松散和去中心化的细菌型组织，大象型组织的规模和效率优势是很明显的。但是，这种组织也不是没有自己的问题。一个最突出的问题就是，在严密的组织模式里，很难允许新机会和新变化的出现。同时，高度中心化的特点，也不可避免的导致生物组织对外部环境的变化反应迟缓。
而这两点，反倒是细菌型组织的优势。在细菌型组织中，成员的加入和离开完全不受约束，而且每个成员都在独立感知环境变化并做出响应。
那么，生物世界里有没有一种组织形式，同时兼具了大象型组织在规模、效率上的优势和细菌型组织在自由度和敏锐响应环境变化方面的优势呢?
还真有，答案就是我们这一讲要说的蚂蚁型组织。
真社会性昆虫的组织方式
蚂蚁型组织，指的就是真社会性动物的组织方式，包括全部的蚂蚁，部分种类的蜜蜂、胡峰、白蚁等等，而哺乳动物中，只有裸鼹鼠属于这一类。
“真社会性“是个生物学的专有名词，英文叫 eusociality。它和我们常说的“社会性”还不太一样。生物个体之间的任何互动，其实都可以被看成是某种程度的社会活动，比如咱们人类之间的活动就是这样的。但“真社会性”指的是一种非常特殊的的生存状态，有这么四条标准：
- 第一，大量个体聚集形成社群，个体长期共同生活在一起；
- 第二，群体中，只有少部分个体拥有繁殖能力；
- 第三，群体中，生活着超过一个世代的个体，常常是两代、三代同堂；
- 第四，群体中，成员会集体维护群体的安全和秩序，共同照顾后代。
其中，特别关键的是第二条标准。我们可以以蚂蚁为例，描述一下真社会性动物的组织结构：
在一个典型的蚂蚁窝里，生活着一只蚁后、一小群雄蚁，以及成千上万只工蚁。三类蚂蚁的分工极其明确：蚁后，是蚂蚁窝的奠基人，体型最大，寿命最长，繁殖力也惊人，负责源源不断的产卵，为蚂蚁窝繁衍后代。
雄蚁，主要任务就是和蚁后交配、贡献精子，寿命一般只有几天到几周。
工蚁，数量最多，但完全没有繁殖能力，主要使命就是维护蚂蚁窝的安全和秩序，协助蚁后孵育后代。而在工蚁内部，还有更细致的分工，有的筑巢，有的照顾卵，有的外出采集食物，有的抵御外敌等等。
显然，蚂蚁窝的组织形式满足上面说的真社会性动物的全部四条标准。
为什么工蚁明明失去了繁殖能力，还要尽职尽责为蚁窝做贡献，这一点我们已经讲过。简单来说就是，蚂蚁之间有一个奇特的生物设计，导致工蚁帮助蚁后繁殖后代比自己亲自繁殖后代，能更有效率的传播自己的基因。换句话说，工蚁放弃自身繁殖、转而照顾蚂蚁窝和蚁后的这种行为，是建立在共同利益的基础上的。自私也是无私，利他也是利己。
婚飞：蚂蚁型组织的成长性
通过上面的描述你会发现，蚂蚁型组织其实很像一个分布式的大象型组织。一个蚂蚁窝的所有成员加在一起，可以被看成是一个类似大象的复杂生物，其中，蚁后和雄蚁就是这个生物的生殖器官，而工蚁则组成了这个生物身体的其他各个器官。
但就像我们讨论过的，大象型组织固然有规模和效率上的优势，但也因此出现了无法允许新生事物出现、对环境变化迟钝的问题。而在这方面，蚂蚁型组织则很好的解决了这个问题——
我们可以用一个例子来说明这个问题：
蚁后和所有工蚁一样，都是雌性。但在工蚁孵化和发育的过程中，蚁后释放的一些化学物质能抑制工蚁卵巢的发育，让它们长成个头不大、无法生育的工蚁，不能和自己争夺繁殖权。这种严格的纪律性，确实挺像大象型组织内部细胞之间严密的组织关系。
但是在一些特定的场合，这种严格的纪律性也会被被动或者主动的打破。这时候，蚂蚁窝新生的机会就来了。
比如，如果蚁后突然死亡，抑制性的化学信号消失，负责照顾后代的工蚁就会从受精卵里随机挑一只看起来不错的，仔细照顾，喂养更有营养的食物，协助它成为下一任蚁后。新蚁后上位之后，又会开始分泌新的抑制性化学信号，阻止更多蚁后的出现。
更重要的是，在每年特定的一段时间，蚂蚁窝的一小部分受精卵，会发育成介于工蚁和蚁后之间的状态，被称为“繁殖蚁”。这些后代长着翅膀，拥有繁殖能力，但体型没有蚁后那么庞大。往往在春夏之交的傍晚，这些繁殖蚁会和雄蚁一同冲出蚂蚁窝，在空中盘旋、交配。
然后，繁殖蚁会带着满满一肚子的精子远远离开蚂蚁窝，寻找合适的树洞或者墙缝，在那里脱去翅膀，生下第一批后代，从零开始建设一个新的蚂蚁窝。
这个新任务的失败率当然极高，但如果成功，蚂蚁世界就实现了一次新的扩张，这只幸运的繁殖蚁就成了新蚁窝的蚁后。这种现象被叫作“婚飞”。
从复杂生物组织的角度理解，这种婚飞现象在纪律性和成长性之间找到了一个平衡：
在绝大多数时候，基因层面的共同利益、蚁后对工蚁的化学控制，保证了蚂蚁窝内部组织结构的稳定；但在少数时候，这种严密结构会被有意的撕开一个口子，在不破坏原有蚂蚁窝社会结构的同时，繁殖蚁的婚飞和远离，为蚂蚁窝的开枝散叶提供了可能性。
蚂蚁搬家：工蚁的群体智能
凡是见过蚂蚁窝和蜂巢结构的人，都会对蚂蚁型组织能展现出的智慧和力量惊叹不已。这些个头微小的昆虫在没有设计师、没有发令官，甚至任何个体都无法一窥全局的条件下，造出了堪称恢弘壮观的巢穴。
蚂蚁们一定做对了什么！
在这里，我们用一个具体的例子来展示一下蚂蚁到底是如何彼此配合，完成单个个体无法想象的复杂任务的。这个例子就是蚂蚁搬家。
你小时候肯定观察过蚂蚁搬家。成百上千的蚂蚁列队往返，反复搬运，井然有序的把食物送回蚂蚁窝。你肯定也听说过这样的说法，“小蚂蚁彼此间可以碰碰触角交流信息，告诉对方食物在哪里，传递搬运食物的命令”。但我不得不说，这个理解太高估单个蚂蚁的智力，又太低估蚂蚁型组织的威力了。
想要实现集体搬家，小蚂蚁们不需要如此繁琐的交流方式和高超的个体智力，它们需要的是精妙的组织设计。
我们可以把蚂蚁搬家分成两个环节来理解：
第一个环节主要靠个体力量。一窝工蚁爬出蚂蚁窝，向着周围环境展开遍历式的搜索，每只蚂蚁搜索的轨迹都是随机的。可一旦找到食物，蚂蚁立刻能够根据自己的运动轨迹，计算出食物和窝之间的距离和方位，然后搬一块食物沿着最短路径回家。
更重要的是第二个环节。这只幸运定位到食物的蚂蚁，如何把相关信息传递给整个蚂蚁窝并触发集体行动呢？蚂蚁的实现方法非常简单优雅：
在搬运食物回窝的路上，这只蚂蚁会不断地用腹部触碰地面，留下一些自己分泌的化学物质，把这条食物和窝之间的快速通道标示出来。
这些化学物质有一定的挥发性。如果附近恰好有几只蚂蚁路过，它们就会闻到气味，沿着这条路找到食物，也啃下一块食物往家里搬。请注意，这几只新加入的蚂蚁也会同样的在道路上留下化学标示。这种正反馈的作用会让这条路径的吸引力在短时间内急剧放大，吸引大量蚂蚁参与到搬运食物的工程里。
更有意思的问题来了：如果食物搬完了，或者别的蚂蚁又找到了一块距离更近、营养更丰富的食物，蚂蚁组织怎么做判断和取舍呢？
答案还是一样的，不需要指挥官，不需要设计师，蚂蚁依靠上面的方法就可以自己做出最合理的选择。
我们设想一下：假设食物被搬完了，那么沿着化学信号标示的小路前往食物源的蚂蚁，就会两手空空，它们要么重新寻找新的食物，要么加入别的蚂蚁、搬运其他食物。这样一来，这条小路上就不再会有新的化学信号补充，慢慢的，原有的信号就会逐渐挥发消失。
如果蚂蚁们同时找到了好几块食物，或者同一块食物有好几条可能的搬运路线，蚂蚁该怎么办呢？
它们也不需要打开上帝视角帮自己做决断。哪块食物最大、最好吃，哪条路线最近、往返时间最短，那这条路上自然就会聚集更多的蚂蚁，留下更多的化学信号，从而吸引越来越多的蚂蚁加入。一段时间后，几条可能的路径之间只会有一个明显的“胜利者”——它会被最高浓度的化学信号覆盖，对蚂蚁成员有最强的号召力。
你看，蚂蚁型组织的内部合作，可以看成是一种基于群体的、分布式的、自下而上形成的智能。
松散的细菌型组织能做的事情比较简单，就是在特定的场合聚集起来、步调一致的完成一个规定动作。大象型组织发展出了发达的神经系统和高度的智慧，但这种智慧依赖于大量神经细胞彼此间的密切配合，也依赖于神经系统内部、神经系统和身体其他部分之间中心化的组织结构。
而对于蚂蚁型组织来说，单个成员固然比细菌复杂，但还是远远无法和大象型组织的大脑相比。它们的工作方式是充分发挥单个个体的作用，让它们直接感应环境变化，直面环境挑战，独立做出行为决策，所谓“让听得到炮声的人呼唤炮火”；
同时，让个体之间可以进行平等和局部的沟通，互相影响，所谓“让一棵树摇动另一棵树，一个灵魂唤醒另一个灵魂”。
下节预告
说到这里，关于进化论本身的内容就讨论完了。从下一讲开始，我们进入课程的新模块，用十讲的篇幅讨论进化论思想的外延，看看它对人类社会、商业世界会产生什么样的洞察和启发。
我是王立铭，我们下一讲再见。
划重点
- 工蚁放弃自身繁殖，转而照顾蚂蚁窝和蚁后的行为，也是建立在共同的利益基础上的。自私也是无私，利他也是利己。
- 蚂蚁型组织在纪律性和成长性之间找到了平衡——绝大多数时候，内部组织结构稳定；但在少数时候，像婚飞这样的行为又为蚁窝的开枝散叶提供了可能。
- 蚂蚁型组织的合作，可以被看成是一种基于群体的、分布式的、自下而上形成的智能。