Умнее ли человек, чем муравей? Израильские исследователи нашли ответ

Жизнь в группе имеет множество преимуществ, например, обеспечивает защиту от хищников или помощь в поиске еды. Один из интересных вопросов для биологов состоит в том, может ли группа быть умнее самой умной особи в ней. В первом исследовании такого рода исследователи смогли ответить на этот вопрос c помощью оригинального эксперимента, который они провели на муравьях.

Выяснилось, что группа муравьев действительно умнее любой из особей, входящих в нее. В другом эксперименте исследователи дали точно такое же задание людям. Было обнаружено, что отдельные индивиды умнее группы, а человеческие группы в среднем лучше справляются с заданием, чем группы муравьев, но не всегда.

Руководитель исследовательской группы профессор Офер Файнерман из департамента физики сложных систем Института Вейцмана объясняет, что очень сложно сравнивать индивида с группой, поскольку они обычно действуют разными способом и трудно найти единый эталон для измерения уровня интеллекта.

В новом исследовании (его результаты были опубликованы 23 декабря в журнале PNAS) исследователи нашли эмпирический способ изучить проблему среди муравьев. «Насколько мне известно, это первый раз, когда сравнивают таким образом индивида с группой», — сказал Файнерман.

Файнерман и его коллеги в ходе исследования изучили, как один муравей переносит еду, и сравнили его методы работы с методами работы группы муравьев. «Когда один муравей находит еду, он хватает ее челюстями и несет, — сказал исследователь. — Если найденный кусок еды слишком велик, он собирает больше муравьев, и вместе они несут еду. Но это то же самое действие».

Акт переноса еды непрост, поскольку природная среда полна огромных препятствий, которые приходится преодолевать отдельному муравью или группе муравьев. «Это похоже на прогулку по лабиринту, и трудности, с которыми сталкивается маленький муравей, несущий маленькое насекомое, или множество муравьев, несущих большое насекомое, схожи», — сказал Файнерман.

Часть проблемы связана с доставкой еды через отверстие. Эта задача похожа на проблему, известную как «проблема перемещения рояля» — классическую вычислительную задачу, которая касается возможных способов перемещения объекта необычной формы в окружающей среде с препятствиями. Эта задача предоставила исследователям основу, в рамках которой они исследовали интеллект индивида и группы.

«Это сложная проблема, — отметил Файнерман. — Например, в большинстве случаев собакам, несущим ветку во рту, будет трудно провести ее через узкий проход. Они снова и снова застревают и не понимают, что им нужно развернуться. Это требует продвинутых способностей решать проблемы».

И не только у собак, кстати, бывают проблемы такого рода. «Недавно я застрял на стоянке и пятнадцать минут не мог выбраться, — с улыбкой рассказал Файнерман. — Я припарковался перпендикулярно тротуару, а позади меня на узкой дороге стояли машины, как в задаче с грузчиками пианино. Потом кто-то захотел занять парковку, которую я освобождал. Он подсказал мне, как это сделать, и это сразу сработало. Это был неловкий момент для исследователя лабиринтов».

Исследователи поставили перед муравьями распространенного вида Paratrechina longicornis задачу пронести палочку через узкое отверстие. Муравьи, имеющие длину 2,5 мм и мозг гораздо меньше, чем у собаки, тем не менее, смогли легко решить головоломку. Чтобы усложнить им задачу, исследователи создали более сложную задачу, в которой палочка имела форму буквы Т. Причем ее нужно было пронести через два отверстия.

Палочки напечатали на 3D-принтере и поместили их на ночь в кошачий корм, чтобы они впитали запах, и муравьи приняли их за еду. Затем построили нечто вроде лабиринта из трёх «комнат» с двумя узкими проходами между ними и разместили его возле входа в муравейник, чтобы посмотреть, смогут ли муравьи пронести палочку («рояль») через два прохода — операция, требовавшая серии маневров.

Позже исследователи напечатали идентичные по форме палочки, но большего размера, а также создали более крупную систему лабиринтов и представили головоломку большой группе муравьев. Отдельные муравьи часто не могли решить задачу, тогда как группам удавалось это делать последовательно и эффективно. «Это было впечатляюще, — сказал Файнерман. — Меня это очень удивило».

На следующем этапе исследователи еще больше расширили рамки эксперимента. На полях около Института Вейцмана они устроили комплекс лабиринтов, в котором был лабиринт для одного человека и лабиринты, подходящие для групп людей, с разным количеством — точно так же, как в эксперименте с муравьями.

Группы людей действовали в двух условиях эксперимента: в одном члены группы могли разговаривать друг с другом, а во втором их проинструктировали не использовать словесное общение или жесты, и они даже носили маски и солнцезащитные очки, чтобы скрыть рот и глаза.

Эксперименты проводились большое количество раз, а результаты исследователи анализировали с помощью компьютерного моделирования и на основе физических моделей движения.

Вывод заключался в том, что люди — как отдельные индивиды, так и группы, которым была предоставлена ​​возможность общения, — решили задачу с одинаковой скоростью. С другой стороны, группы, в которых не было коммуникации, действовали гораздо медленнее. В среднем группы людей решили головоломку быстрее, чем группы муравьев, но группы быстрых муравьев смогли найти решение за меньшее время, чем группы медленных людей.

«Когда муравьев собирается много, они создают тип кратковременной групповой памяти, которой нет у одного муравья, — объяснил Файнерман. — Один муравей повторяет все виды движений, независимо от того, что он пробовал раньше в случайном поиске. В группе муравьев на каждого влияет движение других, и их поиск не является случайным. По сути, в группе создаются новые когнитивные способности, и муравьи используют их, чтобы справляться с лабиринтом способом, напоминающим тактику, которую мы видели у людей».

Объяснение Файнерманом медлительности решения вопросов в группах, где не было общения, состоит в том, что в этих группах люди стремятся прежде всего достичь консенсуса. Поэтому они выбирают идею, вокруг которой легче всего сплотиться, «наименьший общий знаменатель», отказываясь от более сложных идей, которые приходят на ум. «В группе без общения люди «обманывают» себя и плывут по течению, — сказал исследователь. — Однако они не повторяют ошибку снова и снова, потому что память у них лучше, чем у муравьев».

Финерман разрабатывал эксперимент в течение нескольких лет, но, по его словам, повторить его на заднем дворе может каждый. «Вам не нужен 3D-принтер, вы можете просто вырезать фигурку из  куска картона», — говорит он. «На нашей земле, благословленной муравьями, каждый ребенок имеет доступ к одному из самых впечатляющих природных явлений в мире, — уверяет ученый. — Например, то, что мы показали в последнем эксперименте — что группа умнее индивидуума — это то, чему не так уж много примеров, если они вообще есть в живом мире — и вы можете увидеть это на каждой полянке».

Один из экспериментов, описанных в книге-комиксе, созданной им для детей, иллюстрирует еще одно явление, уникальное для муравьев. «Поскольку муравьи — в большой степени социальные существа, в их организме развился специальный орган, называемый социальным желудком, — говорит Файнерман. — Когда муравей ест, он переносит пищу не только в свой личный желудок, но и в социальный желудок, и там она сохраняется свежей даже полгода. Если он встречает другого муравья из своего муравейника, нуждающегося в пище, они соединяются ртами и он передает пищу из социального желудка своему товарищу».

Гидеон Лев, «ХаАрец», И.Н. На снимке: Paratrechina longicornis. Фото: Wikipedia ∇