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蚂蚁的群体智慧

在户外和小朋友仔细观察了蚂蚁的行为。 咱们作的实验是在一张塑料卡片上放一块肉，而后放在蚂蚁出没的地面上，观察蚂蚁们的发现和汇集行为。 

对比用肉干和刚刚煮熟的肉粒，发现蚂蚁对肉味是敏感的，因此更容易发现这类食物。虽然蚂蚁们来来每每忙忙碌碌，可是并不是是第一时间就发现了好吃的肉，即便是感觉到味道也存在定位的问题。更况且咱们发现蚂蚁几乎是在随机性地运动，即便有大体的意志前往有肉味的方向，也并不是是一次性到达。 

来自一个蚁穴的蚂蚁行为方式大体相同，要么就是都行动急促，要么就是都很度定地四处漫游。对这些小个体而言，其实真的没有什么个性（也许上帝看咱们也是这样的），发现食物的蚂蚁并不是多么英雄，不少时候真是靠运气。某个蚂蚁些微越过一些边界，未必真是主动的突破，而是留下一点突破的气味，后来者就有机会在此基础上更进一步。因此这是一种真实发生的随机发散搜索（Stochastic diffusion search），后面就是传送食物信息和不断加强的路径信息了。完成了食物的搬运，就至关于用智力解决了一个生存的基本问题。

观察中发现，每一个蚂蚁个体均可以感知外界的危险，例如人们用物体去拨弄，或者对它吹气会立刻出现加速的逃跑反应。蚂蚁必定不知道这是什么类型的危险，也很难有大型动物的判断力，可是对于与本身的行动自由不符合的外力，让它立刻警觉，触发避险回路。

另外一个特征是蚂蚁对陌生物体或边界的识别，它们可以判断出这个新的物体边界本身不熟悉，或者是个障碍，因此立刻绕开，寻找下一个能够前进的方向。障碍物的判断，相对容易，是一个力学问题；判断陌生物体，可能来自于熟悉气味的中断，使它不敢去冒险越过。

蚂蚁的行为方式让人联想更多群体下每一个简单个体行为带来的浮现智能（Emergent Intelligence），也就是群体智能（Swarm Intelligence），其实总的看来仍是相似“社会神经网络”的回路机制发挥做用。各个蚂蚁随机行动，可是可能发生各类相似神经元的信号传递，这就至关于一个更动态的大脑。单个蚂蚁基本上是在作布朗运动相似的运动（蜜蜂也相似），只是在基因中被编码的一种行为，就是生来不断地随机探索。可是探索的方式带来了可能性（好比碰到食物），而且留下了痕迹，而后信息的反复交换和转换，增强了群体行为的高层含义，看上去很聪明地解决了一个大问题。另外一个方向，若是还原，也必定涉及到这个物种内部的生物化学规则。虽然没法看到气味和信息之间的关系，可是从思惟中能够想像到这类方式在发挥的做用。因此信息的分享、保留（利用媒介），就造成了群体的模组行为。这时候，其实把整个蚁穴的全部蚂蚁看成一个个体（Agent)也许更合适。模组只是尺度的错觉，一我的，也不过是不少松散的细胞的编码集合体而已，要是看到粒子层面，几乎都是分散的泡沫状态。  

短期内，没有观察到的是不一样蚂蚁群之间的关系，尤为是对相同食物若是产生共同兴趣会有什么后果（书上说是会爆发战争，他们如何被激怒变成敌人？），猜测应当也是气味为介质产生不一样的行为。至于蚂蚁的基因突变带来了种群的特征不一样，暂时只能靠其余知识来作联想。

忽然发现这个活动太有价值：小朋友看蚂蚁的各类怪异行为很快乐，我则为这些行为背后的机制而鼓舞。 

Reference:

1. Ant Algorithms Solve Difficult Optimization Problems, Marco Dorigo, 2001

2. Computational Intelligence Methods: Ant Colony Optimization, Pavel Kord′ık, Martin Slapak, 2011