自组织：来自生物界的启示

自组织：来自生物界的启示 作者：Richard Conniff 翻译：张美玲 发布日期：05-07-08 在自然界，个体生物通过一些令人惊叹的自组织行为做出反应：白蚁给自己搭建极富美感的小土墩，它们的行为是由荷尔蒙而非等级制度所支配；群鹿逃散是因为他们中的大多数这么做，而不是由于领头者的带领。近年来，人类的商业世界也开始模仿自然界，形成极具影响力的自组织形式，eBay就是其中的一个例子 这是一个冬天的夜晚，在南非Okavango三角洲的一个水潭里，河马在水里闲游。太阳下山了，在地平线上绘出橘色的条纹。突然，一群小鸟冲了过来，成千上万只紧紧聚在一起，就像一个流动生物体一样，不停转变方向，呈波浪伏。一只红头隼冲进鸟群，猎取食物。红头隼每袭击一次，鸟群就向相反的方向冲过去一次。这种突然的逃避方式，与大多数群居动物的行为一样——行动都保持绝对的一致。 它们是如何做到这一点的？群体（一群鸟、一群鱼、一群羚羊或是昆虫）是如何完成这种完美舞蹈的？谁来负责协调？长期以来，观察家们都假设，这种同步性需要集中控制，或许还需要一些“副总经理”来负责飞行或运动过程中的倾斜或者偏航。观察家们还假设，一群长达17英里、多达数百万只的青鱼，可能是一个完整的层级，有前进的控制者，有训练者，有保卫者和年幼弱势的个体。不过事实上，这些设想都被证明是错误的。 群体完美一致的奥秘 群体中的个体，完全靠自己来判断接下来应该采取什么行动，而不是由别人来告诉它们应该怎么做、何时做，科学家称之为“自组织行为”：完美一致的秘密来自于成千上万不同个体的独立行为，这种独立行为通常只是简单地模仿相邻的伙伴。动物能够制造出复杂的结构体，也只是遵循了它们基因中的基本规则而已，并不像看起来那么令人惊奇。毕竟，有哪种等级制度能够对刹那间的危险（比如红头隼的突然袭击）做出如此一致的反应呢？ 上世纪80年代中期，Craig Reynolds，一位用计算机动画制作复杂行为的专家，开始用电脑复制鸟群在空中飞翔和迂回前进的路线。那时候，生物学家也开始认为群体中的个体并不是根据某些高层权威做出反应，而是根据与邻近个体的行为来采取行动。Reynolds发现，只需在编程时遵循简单的3个规则，就可以用计算机的bird-oid模型演示所有鸟类聚集飞行的行为：避免和邻近的个体相碰撞、保持同速前进、相互靠拢。这样做出来的模型在模仿倾斜转弯或者俯冲的时候极其非常逼真，甚至可以糊弄住鸟类学家。 白蚁的雪球效应 在自然界中，自组织行为随处都会发生。白蚁建造的土墩是最令人称奇的作品。这些土墩竖立着，有的高达5米，仿佛神秘的宗教纪念碑。每一个土墩都建立在广阔的金字塔型地基上，堪称工程学的杰作。如果白蚁能有像人一样的体型，那么它们建造出来的最大的土墩可能比我们最高的摩天大楼还要高3倍，结构也同样复杂：每一个土墩从地基到顶部，墙壁上都有平滑的、雕刻出来的坑道，这是通风系统，让土墩释放二氧化碳，吸收新鲜空气。其他的坑道能够辐射周围50米内的环境，成为白蚁抢食物时的掩护。 在土墩的内部深处，中央房间就像是007电影里某些狂热天才的组装厂一样，房间里有半打的粘土架子，上面有些类似蜂房的纤维组织。这是一个没有阳光的花园，白蚁在这里培育菌类，并把这当作预先消化食物的地方。 这些土墩有着令人无法置信的复杂结构，每一个里面都住着上百万只白蚁，相当于一个小城市，正是这些土墩使得白蚁能够在非洲的荒野上处于主导者地位。白蚁比黑尾牛羚、南非水牛和其他热带哺乳动物加起来吃的草还要多。但真正令人惊奇的地方在于：白蚁在建造这些土墩的时候没有任何计划，也没有任何监督。 为了了解白蚁怎么开始建造土墩，法国一位名叫Pierre-Paul Grasse的生物学家曾经把工蚁从荒野中放到一个碟子里来，这个碟子里也有和荒野相同的土壤层。和人类新成立的团体一样，这些白蚁开始也有点“不合作”，没有一只白蚁明确地知道自己要干什么。它们用唾液和粘土混合，一口一口地来堆积“小球”。一旦小球达到了临界密度，雪球效应就会起作用。白蚁的唾液中含有一种具有吸引力的信息素，能吸引其他的工蚁来一起增大“小球”。这种积极的反馈回路使一个庞大的建筑物诞生了。圆柱形的粘土竖立起来了，扩大为墙，然后屋顶也有了，土墩形成了。不同结构的外型并没有任何计划，而是由潜在的物理和化学因素及白蚁个体的规模影响而产生的。 Scott Turner是纽约国立大学的一位生物学家，他一直在研究南非白蚁的土墩，研究它们在受到袭击后如何修复土墩。他说，由于袭击导致土墩内空气的变化，白蚁就迅速地冲过来修复粘土受到损坏的墙。最开始的工作是修复被打了许多洞的坑道。当坑道修复好之后，白蚁这种极具吸引力的信息素浓度逐渐增大，它们开始用粘土塞满这些空间。一两周后，土墩的墙壁又像以前一样坚固了，在这个过程中，并没有“人”站出来说：“让我们来解决这个问题吧。” “等级”混合“自组织” 甚至在有着明确等级制度、智力相对较高的物种里，动物似乎仍然有进行自组织行为的习惯，有些研究者称之为民主。例如，只有当将近60%的成年红鹿站起身、看起来很不安的时候，群鹿才会开始行动，而不是它们的领头者说要这么做；天鹅中的领头者发出起飞的信号，但只有当这些信号上升到一定强度极限的时候，整个群体才真正开始行动；甚至在大猩猩中，行动的决定也是基于团体中大多数的成年猩猩。 而人类呢？在某些情境中，我们也会有明确的自组织行为。比如，工作中亲密接触的女性，她们的月经周期会趋向一致，没人知道为什么会这样。再比如，走路的时候，我们常常会配合对方的步幅，正因为这样，军队在过桥的时候，都要从齐步改为便步，以免产生共振。当然，我们并不是白蚁。我们能思考怎么去做，有时候还可以借助强大的领导层的帮助。但是，复杂产品或是行为的产生，好像并没有或是只有很少的领导层参与。比如，Linux电脑操作系统就是由分散在世界各地的独立编程者发展而来的。 在等级制度所期望的，与团队实际想做的事情之间，有着很微妙的相互作用。比如，开会的时候，当人们开始收拾文件，或是把手平放在桌子上时，表示马上就要散会了，这是很清晰的信号。管理者忽略这样的自组织行为是件很危险的事情。互联网本身就是一个复杂但是有着高度适应性的系统，在过去十年里，商界开始模仿自然界，形成极具影响力的自组织形式。eBay就是一个例子。它的规则很简单：卖家在eBay上提供商品说明，并且设定一个价格，然后开始拍卖。任何合法的、健康的东西都可以在eBay上卖。eBay和它的用户一起，共同确保商品不会迅速消失。 这种对外界需求的快速反应，在所有复杂的自组织系统中非常典型，这中间不存在等级，只存在依靠一些基本规则搭建起来的、极具弹性的框架。企业可以在个别业务部中使用这种模式，BP石油公司就是一个成功的例子。在对待排放物这个事情上，BP将等级和自组织完美混合在一起。过去BP对每一个分公司都有固定的排放物限额，现在它选择设定一个团队目标，然后在分公司中让一切事情进行自组织。结果，BP不仅完成了它的环境目标，还因此提高了企业形象，也节省了金钱。