要点:
一项新研究对比了蚂蚁和人类在合作搬运大物体通过复杂迷宫的能力，发现简单思维更有利于群体协作，而复杂思维则需要更多沟通以提高效率。
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蚂蚁是典型的群居动物，几乎从不单独行动。人类虽然也以群体为基础，依然有些人偏爱独自一人。蚂蚁与人类是自然界中仅有的两种能够合作搬运远超自身大小的大型物体的物种。在约15,000种蚂蚁中，约有1%能够协同搬运重物。
近日，研究团队在“美国国家科学院院刊”PNAS上发表了一项新研究，基于蚂蚁和人类共同的这一特性，设计了一场有趣的“竞赛”。他们提出了一个问题： 谁更擅长将大件物体操控通过复杂的迷宫？
研究结果显示，简单的思维模式更有利于群体合作的规模化，而复杂的思维则需要广泛的沟通才能实现高效的协作。这一发现为群体决策、合作与独立行动的优劣提供了全新的视角。
蚂蚁VS人类：新“钢琴搬运难题”
群体生活带来了许多优势，其中“集体认知”尤为突出。这种共同的认知能力使得群体能够有效感知并整合信息，进而对环境中的线索作出反应。通过协作，群体不仅能显著增强这些基本认知能力，还能使整体认知水平超越个体成员的能力总和。
然而，过于庞大的群体可能因协调难度加大，导致整体表现下降，甚至出现反效果。此外，直接对比群体与个体的认知能力通常并不具备实质意义，因为不同规模的群体与环境的互动方式存在本质差异。尽管如此，人类和蚂蚁在个体任务和群体协作中均表现出色，这为研究这一问题提供了一个独特的契机。
为了对比这两种截然不同的物种，研究人员设计了一种现实版的“钢琴搬运难题”。这一经典的计算问题通常应用于机器人和运动规划领域，目的是解决如何在复杂环境中将形状特殊的物体（如钢琴）从一个地点搬运到另一个地点。在这次实验中，参与者搬运的并非钢琴，而是一个巨大的“T形物体”，需通过三个由两个狭窄缝隙连接的腔室。
迷宫的设计有两种尺寸，分别适配蚂蚁和人类的体型，同时针对不同规模的群体。招募人类参与者并不难，他们可能因任务指令而参与，或者是为了享受竞争的乐趣。而蚂蚁则没有竞争意识，它们误将沉重的物体视为需要搬回巢穴的食物。
个人智慧VS 群体智慧：集体认知的力量
参与实验的蚂蚁是长角立毛蚁/Paratrechina longicornis，一种广泛分布的小型黑蚂蚁，体长约为3毫米。它们因触角细长而得名，且因其快速奔跑的特点，有时也被称为“疯狂蚂蚁”。研究设计了三种蚂蚁组合：单只蚂蚁、小群体（约7只蚂蚁）和大群体（约80只蚂蚁）。而人类参与者则分为单人、小组（6至9人）和大组（26人）三种形式。
为了确保实验结果的可比性，研究人员在部分实验中限制了人类参与者的交流方式。例如，禁止说话或使用手势，甚至要求佩戴口罩和墨镜，以阻止口部动作和眼神交流。此外，人类只能模仿蚂蚁的方式握住物体施力，所施加的力量通过手柄上的仪表进行记录。在多次重复实验后，研究人员将利用计算机模拟和物理模型对实验视频和数据进行全面分析。
研究结果表明，在单人任务中，人类凭借其认知优势和策略性规划轻松超越了蚂蚁。人类能够理解问题的整体性质，从而有效缩小探索空间，平均表现明显优于蚂蚁。
然而，在群体任务中，情况发生了逆转
尤其是在大群体中，蚂蚁不仅超越了单个个体，在某些情况下甚至超出了人类群体的表现。蚂蚁展现出了独特的集体记忆，能够帮助它们保持一致的运动方向，避免重复错误。
相比之下，人类群体的表现并未显著提升，特别是在交流受限的情况下，甚至出现了负面效果。缺乏有效沟通的人类群体往往倾向于选择表面上最直观的行动方案以达成共识，但这种“贪婪”的短期策略通常会适得其反。从长远来看，这种行为类似于蚂蚁个体的决策模式，显著削弱了群体的整体表现。
研究人员指出，蚂蚁群体像一个紧密合作的“超级有机体”，个体之间紧密合作，共享共同利益。这种“超级有机体”式的合作使得蚂蚁整体的智慧远超个体之和。相反，尽管人类的大脑在个体任务中表现出色，但在群体协作时却需要依赖广泛的交流才能实现高效合作，这往往会导致协调成本的增加。
为什么蚂蚁总能找到搬运食物的最佳路径？为什么鸟群能够完美协调飞行？
这一切都与“集体认知”密切相关。群居生活为这些物种带来了许多优势，成为自然界普遍存在的现象：群体能够感知环境、整合信息并做出反应，有时甚至能超越个体的能力极限。例如，大型蚁群展现出一种涌现的持久性，这种特性扩展了它们的认知工具箱，其中包括短期记忆。作为认知的基本构件之一。当前运动方向的记忆被暂时储存在蚂蚁集体的有序状态中。
因此，“集体记忆”是一种涌现特性，而非个体特质。涌现的记忆使蚂蚁群体能够进行高效、持续的墙壁扫描，从而在搜索空间中找到最短路径。这种通过启发式方法形成的涌现边界使大型蚂蚁群体明显优于小型群体和单只蚂蚁。记忆、定向运动、系统搜索和启发式方法的应用，都是人类解题者常用的策略。大型蚂蚁群体通过扩展认知工具箱，能够以类似人类解题者的方式应对复杂任务。
而与蚂蚁不同，人类能够以个体形式成功解决问题，但当形成群体时，效率往往降低，因为高效的合作需要达成共识。在人类的沟通群体中，成员常常花费大量时间讨论并决定下一步行动，这使得群体表现更接近个体。当沟通受限时，人类会用更快速的社会组合启发式方法代替深思熟虑的辩论启发式。在这种情况下，人类常常釆取与深思熟虑的意见不同的行动，并倾向于选择最低共识。
一旦任务开始进行，受限沟通群体中的人类会将拉力与运动方向对齐。这种对个体认知能力的放弃，再次让人联想到蚂蚁的集体行为。因此，在解决受限沟通情况下的难题时，大型人群的协作能力下降，类似蚂蚁的集体行为特征显现。
通过对比极端案例，动物群体的集体问题解决能力得到了更深入的理解：人类以个体认知能力为突出特点，而蚂蚁则在群体合作方面表现卓越。
人类在选择认知工具时更加灵活，可以根据任务调整问题解决策略。尽管这种灵活性提升了个体表现，但也带来了人际差异，这可能需要更高级的沟通来避免集体表现的恶化，并实现高效合作。这些蚂蚁与人类之间的差异揭示了两种不同的进化路径，它们在个体与集体层面上认知能力的分配方式各不相同。
通过对比，研究带来了深刻的启示：需要理论研究来探索个体尺度的复杂性与群体层面合作容易性之间的权衡。此外，这项研究对机器人群体的设计也具有重要的参考价值。或许，在某些方面，人类还需要向自然界的物种们学习，尤其是在真正的团队合作方面。毕竟，有时候，最伟大的智慧可能来源于最微小的生命。
