Слепой коллективизм полезен для муравьев и противопоказан для людей

Рис. 1. Сумасшедший муравей Paratrechina longicornis. Фото с сайта msstate.edu

Эффектный эксперимент израильских ученых помог разобраться, как муравьи и люди решают одну и ту же задачу в похожих условиях — а именно, когда им надо протащить крупногабаритный груз Т-образной формы через препятствие. Оказалось, что в случае муравьев коллективный разум — это не просто метафора. Объединяясь в большие группы для перетаскивания грузов, муравьи приобретают своего рода кратковременную память, которая помогает им запоминать направление движения и систематически сканировать пространство в поиске проходов. Такие группы принимают более эффективные решения, чем отдельные муравьи. А вот человеческие коллективы, действующие на муравьиный лад, хуже выстраивают оптимальный маршрут по сравнению с отдельными людьми. Так что не стоит пытаться превращать человека в слепой и безропотный винтик общественной машины — даже если этого удастся достичь, то такой человеческий «муравейник» будет функционировать хуже по сравнению с обществом, где разрешен свободный обмен мнениями.

Однажды в Институт Вейцмана, расположенный в израильском городе Реховот, устроился новый сотрудник. Он снял себе жилье недалеко от работы, но вскоре заметил, что помимо него в квартире есть и другие жильцы  — муравьи Paratrechina longicornis. В народе их называют сумасшедшими за быстрые и хаотичные перебежки. Однако, вопреки своему названию, сумасшедшие муравьи умеют весьма разумно координировать свои действия. В этом ученый смог убедиться, наблюдая, как они крадут крупные куски корма из миски у его кота и затем сообща подтаскивают их ко входу в гнездо. Ученый снял это поведение на видео, а затем показал его своим новым коллегам. Сотрудники Института Вейцмана настолько впечатлились увиденным, что запустили специальный исследовательский проект, чтобы разобраться, как сумасшедшим муравьям удается так эффективно транспортировать грузы.

Первым результатом этих исследований стала статья, опубликованная в 2015 году в журнале Nature Communications (A. Gelblum et al., 2015. Ant groups optimally amplify the effect of transiently informed individuals). Тогда ученые проследили, как сумасшедшие муравьи перетаскивают хлопья-колечки из готовых завтраков. Выяснилось, что примерно 90% времени каждый муравей, вовлеченный в переноску груза, ведет себя конформистским образом. В это время он просто толкает колечко в ту же сторону, куда его несут остальные. Но остальные 10% времени муравей пытается скорректировать направление движения. Перед этим он ненадолго отпускает груз и начинает бегать вокруг, чтобы определить наиболее короткий путь к гнезду. Вернувшись к ноше, муравей ведет себя словно рулевой, но уже через 5–20 секунд его информация перестает быть актуальной, так что насекомое оставляет попытки корректировать курс и вновь покоряется общей воле.

На этот раз ученые из Института Вейцмана поставили перед собой более амбициозную цель, решив напрямую сопоставить коллективный интеллект сумасшедших муравьев и представителей нашего собственного вида. Хотя люди сравнивают себя с муравьями со времен царя Соломона, до этого никто не проверял, как они будут решать одну и ту же задачу. Это неудивительно — слишком уж муравьи и люди отличаются по размерам и строению тела, слишком разную жизнь ведут, чтобы поставить их в равные условия. Однако израильских исследователей осенило: совместное перемещение грузов и есть та область, где возможны прямые сравнения. Ведь грузчики, которые заносят пианино по узкому лестничному пролету, по сути, ничем не отличаются от муравьев, когда те пытаются втащить в гнездо крупную добычу. И тем, и другим надо рассчитать, как и в какой момент повернуть свою крупногабаритную ношу, чтобы она нигде не застряла.

Рис. 2. Муравей-одиночка и большая группа муравьев (А); отдельный человек и большая группа людей (B) в процессе решения задачи. С — последовательность действий, необходимых для успешного проноса груза через препятствие. Изображение из обсуждаемой статьи

Исследователи смоделировали эту ситуацию в эксперименте с препятствием из двух параллельных стенок, сквозь которые ведет проход. Через него надо было переместить груз в виде буквы «T» с дополнительной короткой поперечиной на конце. Эту задачу поставили как перед сумасшедшими муравьями, так и перед людьми, и в обоих случаях записывали их действия на камеру, установленную сверху. Люди участвовали в эксперименте добровольно и на безвозмездной основе, а вот муравьев ученые сподвигли к участию, смазав кусочек пластика, выполнявший роль груза, кошачьим кормом и консервированным тунцом, чтобы они приняли его за пищевой объект. Муравьи и люди перемещали груз как поодиночке, так и группами разной численности — в каждом случае размер груза и препятствия был рассчитан таким образом, чтобы он находился в одинаковом отношении к длине тела двуногих и шестиногих участников эксперимента (относительная масса во внимание не принималась).

Как известно, муравьи хватают свою ношу челюстями и тянут ее на себя, а вот люди поддерживают ее руками. Но ученые придумали, как сгладить это различие: они приделали ручки к грузу, предназначенному для людей, и проинструктировали участников эксперимента лишь тянуть за них, не делая других движений. Кроме того, некоторым добровольцам в процессе переноски груза запрещали словесно или жестами общаться между собой. Чтобы затруднить коммуникацию с помощью мимики, ученые надели на людей маски и солнечные очки. Тем самым они были поставлены в то же положение, что и муравьи, которые во время транспортировки крупных объектов могут коммуницировать между собой лишь посредством рывков и усилий, прикладываемых к общей ноше, — феромоны и другие сигнальные системы в данном случае не используются. А вот другие группы добровольцев-людей имели возможность свободно общаться в ходе решения задачи.

Чтобы оценить эффективность решения задачи, ученые измеряли, какой путь с грузом прошли муравьи, прежде чем протащить его через препятствие. В случае людей учитывались все попытки развернуть, занести или передвинуть груз. Соответственно, чем короче был пройденный путь и чем меньше было предпринято операций с грузом, тем более эффективным считалось решение. Наоборот, чем больше участники эксперимента впустую тыкались и вертелись со своей ношей, тем ниже оценивался их результат. Оказалось, что у муравьев эффективность решения задачи росла с увеличением размера группы. Муравьи-одиночки справлялись с ней хуже, чем муравьи в небольших группах, состоящих в среднем из 7 особей. Лучший же результат показали большие группы, насчитывающие приблизительно по 80 муравьев. А вот у людей ничего подобного не наблюдалось. Индивидуальные участники справлялись с задачей почти так же хорошо, как средние и большие группы по 16–26 людей, которые могли общаться между собой. А вот если словесная коммуникация была ограничена, то большая группа вела себя менее рационально, чем отдельный человек, и совершала больше неудачных попыток и ненужных операций с грузом. Наиболее бестолковые из таких человеческих групп были сравнимы по результативности с наиболее успешными группами муравьев.

Рис. 3. Функция распределения, демонстрирующая вероятность успешного проноса груза через препятствие в зависимости от пройденного пути (А) и числа совершенных манипуляций с грузом (B). Длина пути нормализована по ширине участка, разделяющего две стенки препятствия. На графике A показаны результаты муравьев (экспериментальные данные и компьютерная симуляция) и людей, на графике B — результаты людей. Серые вертикальные пунктирные линии обозначают длину пути и число манипуляций, минимально необходимые для решения задачи. Голубая полоса показывает область, где результаты людей и муравьев частично перекрываются. Изображение из обсуждаемой статьи

Почему же у муравьев коллектив умнее индивидуума, а у людей — нет? Авторы статьи считают, что это связано с кратковременной памятью, которая возникает у муравьев на групповом уровне. Чтобы понять, как это происходит, вспомним выводы более раннего исследования, изложенные выше. Муравьи время от времени отцепляются от своей ноши и, побегав вокруг, начинают тянуть ее в новую, как им кажется, более правильную сторону, но затем опять подлаживаются под коллектив. И если груз несут один или несколько муравьев, то такие «отцепляшки» могут оказывать существенное влияние на общий курс: ноша начинает хаотично дергаться то туда, то сюда. Когда же ноша упирается в препятствие, то скорость движения падает до нуля, и муравьи больше не понимают, куда ее тянут остальные — координация пропадает, и, после хаотичных рывков, движение может возобновиться уже совсем в другом направлении. Напротив, если груз тащат десятки муравьев, то отдельные особи, отцепляясь и вновь прицепляясь, уже не в состоянии серьезно изменить выбранный курс. Когда же груз наталкивается на препятствие, то за счет усилий, прикладываемых множеством муравьев, движение продолжается, а вместе с ним сохраняется и его направление. Благодаря этому муравьиный коллектив «запоминает», куда именно двигался груз, — это помогает ему целенаправленно сканировать окружающее пространство, волочить ношу вдоль стен и находить в них отверстия.

А вот группы людей, которые находятся в ситуации муравьев и не могут переговариваться между собой, не получают никаких новых когнитивных свойств, которых не было у отдельной личности. Наоборот, людям в составе такого вербально нескоординированного коллектива приходится отказываться от способности к рассуждению, которой они охотно пользуются поодиночке. Ученые заметили, что участники эксперимента, действуя по отдельности, чаще принимают неочевидные решения, сокращающие число неуспешных и заведомо непродуктивных попыток. Точно так же вели себя и группы, которым была разрешена коммуникация: прежде чем начать движение, они тратили многие десятки секунд на обсуждение и выработку наиболее перспективного маршрута. А вот нескоординированные группы были склонны действовать прямолинейно и напролом, то есть сразу толкать груз как можно ближе к проходу, не задумываясь над тем, чтобы сначала развернуть его поудобнее. Даже если члены группы в отдельности понимали, что попытка будет безуспешной, они не пытались поступать в соответствии со своим мнением, так как думали, что остальные всё равно поведут себя иначе, и против коллектива не попрешь. Поэтому, как только направление движения определялось, все участники группы толкали груз в одну и ту же сторону, не пытаясь скорректировать курс.

Получается, слепой коллективизм, который помогает муравьям, противопоказан людям. В условиях, когда прекращается свободный обмен мнениями (например, из-за государственной цензуры), эффективность принимаемых решений снижается. Оказавшись в ситуации, когда надо молчать, люди задвигают на задний план присущую им рациональность, предпочитают быть конформистами и идти по пути наименьшего сопротивления, что приводит к ошибочным действиям на уровне всего общества. Кто-то может сказать, что это слишком смелое обобщение — в конце концов, в статье говорится лишь о переноске грузов, а не о политике или экономике. Но тут уж ничего не поделаешь: из сопоставления людей и общественных насекомых всегда напрашиваются глобальные выводы — знаменитые мирмекологи Огюст Форель и Эдвард Уилсон не дадут соврать.

Источник: Tabea Dreyer, Amir Haluts, Amos Korman, Ehud Fonio, and Ofer Feinerman. Comparing cooperative geometric puzzle solving in ants versus humans // PNAS. 2025. V. 122: e2414274121.

См. также:
Видео (нынешнее исследование).
Видео (исследование 2015 года).

Александр Храмов