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群的智慧

續談《群的智慧》 (The Smart Swarm) ,其智在於不需要有中央控制,可以應對急劇環境變化,做出明智的決定。作者歸納了幾項守則:自我組織、多元知識、、間接的協同合作、適應性的模仿。

螞蟻懂得自我組織,每隻蟻也是依一些簡單規則去行動,但沒有一隻蟻知道整體是如何的。例如找食物的最短路徑,每隻蟻走過時都會留下一種叫費洛蒙的氣味,螞蟻會跟據費洛蒙的氣味強弱來決定行走路徑,而理所當地一條較短的路徑會有較多蟻走過,費洛蒙也就多些,決策自自然然就形成了。

蜂群在決定新巢的位置時,是用「投票」的方式,偵察蜂視察回來會跳舞,來「推銷」其找到的新地點,而其他蜜蜂則會跟據牠們的推銷,自行觀察,然後加入跳舞。當某一選擇的蜜蜂到達一定數目,意見便會達成,開始搬家。這裏運用個體間的多元知識,容許想法交流競爭,再以投票機制減少選項,達至共識。

白蟻在巢被破壞時,能夠快速回應,但白蟻巢穴深長,這資訊是如何傳達的呢?科學家發現原來蟻巢的結構毫不簡單,其牆壁不是實心的,而是有通氣的小小洞,這天然設計除了可讓空氣自動流通外,只要巢被破壞,氣壓便會使巢本身作響,然後白蟻就知道要修填破壞了。白蟻本身身處的結構,提供了有效的資訊空間,大家不用商議、或傳話,就能間接協同合作了。

至於群體模仿,魚群、椋鳥就最拿手了。牠們只憑模仿身旁同伴的動作,就做出了一個大形群體反應,令他們免於危機,也使整個群體更形穩固安全。

當然群體亦有可能陷入混亂狀態,在上一篇文已談論過蝗蟲的例子。

人類身為群體動物,其實或多或少都有應用到以上的智群守則,例如民主投票機制、維基百科等等。而我自己覺得,機器如何使用這些智群守則,更是有趣。

系統開發的硬傷在於,當系統越來越複雜的時候,就越容易因為出一小錯而形成大災難。系統各部分互相依存,很容易引發級聯效應 (cascading effect)。書中就以美國電網為例,一件小錯可以弄到數個州出現大停電。這並非開發時沒有考慮容錯應變,但當偶然發生幾個錯誤同時發生時,後果疊加起來就變得一發不可收拾。也不僅是系統,我們社會也有很多類似例子,近年有人稱之為「黑天鵝」事件。

在這裏,我們可以參考自然界的智群已然演化的策略應對,以電網例子,就是系統各個小部份,不能單單只是按章工作,而是要更懂得對週圍環境作出反應,並與其他部份溝通。小部份不用擁有高深的智慧,可以如智群一樣,個體只需遵從簡單的規則反應即可。快速反應,將影響自動地減到最少。

然而,使用這種智群式的設計,變化很多 (所以才適應強),身為人類的我們可能會覺得這些智群太「自動」了,很難掌握。例如書中各種模擬群體互動的程式,科學家們發覺微調不同參數,得出的結果可以分別很大。這似乎是兩難,放棄全盤控制,才能適應生存。然後是科幻情節,singularity 出現、Skynet 覺醒…

不管如何,自然界還是有很多東西值得我們研究學習的。

Jacky27 Mar 12 4:38 pm 寫關於書籍

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