群的智慧:向螞蟻、蜜蜂、飛鳥學習組織運作絕技
- 作者:米勒
- 原文作者:Peter Miller
- 譯者:林俊宏
- 出版社:天下文化
- 出版日期:2010-09-24
- 語言:繁體中文
- ISBN10:9862166118
- ISBN13:9789862166116
- 裝訂:平裝 / 334頁 / 16k菊 / 14.8 x 21 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
螞蟻天生懂得將問題各個擊破;蜂群簡直是組織決策的專家;
白蟻群的危機處理能力讓牠們的家園固若金湯;飛鳥則深諳危急時刻的生存之道……
這些野地裡的生物或許稱不上有什麼高等智慧,然而牠們各自身懷的絕技,
卻激發了管理經營者、電腦科學家、人工智慧研究者無數的靈感,
為許多錯綜複雜的難題找到解答——
-年營業額高達一百一十億美元的西南航空公司,為了是否改變劃位策略,竟要向螞蟻求教?
-波音公司有史以來最受矚目的「夢幻客機」計畫遭遇瓶頸時,得先思考蜜蜂的決策機制?
-如果美國的電力系統能像白蟻的「智慧型蟻丘」,損失超過911恐怖攻擊事件的2003年北美大停電,就可能避免?
-電影「魔戒」裡史詩般的經典決戰場面,仿效鳥群、以電腦動畫創造出的數萬名戰士,全都像真人一樣能看、能聽、會自己決定如何行動?
蟻群、蜂群、鳥群可說是自然界的超級團隊,牠們沒有管理者、也不需要領導人,只要遵循簡單的法則,就能完成許多不可思議的複雜任務。
數億年的演化淬煉,讓牠們發展出各種絕妙策略、使牠們成為有智慧的群體,師法大自然中各種動物系智慧,我們也將更能適應這瞬息萬變的世界!
誰說變數愈多的事情,就愈難解決?誰說意見愈分歧,就愈難下決定?
你以為愈是龐大的體系,就愈難以溝通協調、讓大家朝著一致的目標前進?
對於團隊成員動輒成千上萬的蟻群、蜂群、鳥群、魚群……
甚至任何獸群來說,這些全都不是問題!
動物的群體智慧,蘊藏了我們渴望擁有的應變力、決策力、危機管理能力……
這不僅是沒有領導者的超級管理學、最靈活新穎的組織運作訣竅,更是所有人都該學習的生存法則!
作者簡介
米勒 Peter Miller
國家地理雜誌(National Geographic)資深編輯,投身寫作與編輯工作超過25年。目前與妻子居住在維吉尼亞州的雷斯頓。
譯者簡介
林俊宏
師大譯研所碩士。喜好電影、音樂、閱讀,以及閒晃。翻譯胃口佳,作品包括《剪刀、石頭、布》(天下文化出版)等書、教育部「認識台灣-歷史篇」網站英譯,以及各類翻譯專案。現就讀於師大譯研所博士班。
序言 遇上難題找專家
第1章 跟蟻群學應變力
是誰在帶頭? / 牠們並不聰明 / 祕訣就在「自我組織」 / 推銷員問題 /
蟻群演算法 / 綠野仙蹤 / 西洋跳棋的啟發
第2章 向一窩蜂學做決策
蜂群的明智抉擇 / 五個蜂箱的試驗 / 群眾的智慧 / 原始人的腦袋 / 啤酒遊戲 /
消防隊員與部落酋長 / 市鎮會議日 / 主席守則 / 跨越鴻溝的同性婚姻
第3章 跟白蟻群學危機處理
連鎖效應 / 智慧型蟲蟲城堡 / 間諜情報百科 / 凱文貝肯的小世界 / 網路救災布告欄
第4章 向鳥群學團結一致
鳥群、魚群、獸群的祕密 / 屋頂上的奇景 / 虛擬攻城大軍 / 機器人搜查隊 /
魚群的聰明把戲 / 請你跟我這樣做 / 與鹿共舞
第5章 從蝗蟲看群體的黑暗面
集體失控的悲劇 / 非洲的變身怪醫 / 死亡之橋 / 平底鍋革命
結 語 做個聰明人
誌 謝
附 注
遇上難題找專家
米勒
不久之前,美國西南航空公司碰上一道難題:究竟要不要放棄公司長久以來免劃位、不對號入座的政策?
西南航空是當時唯一採用免劃位政策的大型航空公司,乘客要到登機的時候,再自由選擇座位。這項傳統已經維持了三十四年,而西南航空也因為這項獨樹一格的策略而深感自豪。此外,西南航空的規模在世界各大航空公司中名列前茅,或許有部分也得歸功於公司的獨特文化——別忘了,西南航空也是率先鼓勵空服員值勤時講笑話的公司。
然而,近來有一些乘客(特別是商務旅客)開始向西南航空抱怨,覺得這種得和別人爭個你死我活的登機方式實在太累人了。像是如果想坐到好位子,乘客就得提前好幾個小時到機場,事先卡好排隊登機的位置;或是得先上西南航空的線上預約系統,在登機前一天印出登機文件。
有些人表示,這種流程讓他們覺得自己比較像農場裡的牲畜,而不是受服務的顧客。而在競爭激烈的航空市場裡,這的確是個問題。因此,西南航空決定正式好好討論一下:如果劃位入座確實能讓乘客更加滿意,就考慮改變政策。
事實顯示,這個問題遠遠沒有表面看來那樣簡單。像是一旦改採劃位入座,對西南航空的登機所需時間會有什麼影響,其實沒人清楚。過去,西南航空一直以登機快速而引以為榮。如果劃位入座能讓登機更快,改變也就有其道理,但如果反而拖慢了登機速度,就說不過去了。
事實上,登機速度有一部分是受登機方式影響,像是要讓機尾乘客先入座,再逐漸向前;還是要讓機首乘客先入座,再逐漸向後?是不是要先讓靠窗的乘客入座,再輪到中間座位,最後才讓靠走道的乘客入座?又是不是要分區入座呢?每一種方式都有其優缺點,所需時間也都不同。有這麼多不同的變數,西南航空究竟該怎麼決定?
讓螞蟻來模擬登機
對於西南航空的分析師勞森(Doug Lawson)來說,答案再明顯不過了:想知道劃位入座究竟會不會比較快,最好的方式就是用電腦模擬乘客登機,把所有模式一一試過。其他航空公司在過去這些年來都多少做過類似的事,但勞森的計畫別具新意:他的模擬程式是以螞蟻的行為做為基礎。
勞森表示:「螞蟻很符合這項研究的需求,因為乘客登機的時候,是大批湧入一個狹小的空間、彼此互動,而且每個人都有任務要完成(也就是找到座位),同時必須應付目標一致的他人。就某些程度而言,登機根本就是個典型的生物問題。」
勞森的數位螞蟻就像真的螞蟻一樣,遵守著一些簡單的規則。他說:「每隻數位螞蟻都可以爬上登機坡道,在飛機裡自由走動。模擬免劃位入座的時候,我們依據真實的乘客資料,讓每隻螞蟻都有心中理想的座位,牠們進了機門後,就會評估整體情勢,想說『嘿,那個位子沒人坐,讓我瞧瞧能不能去坐那裡』。」
勞森接著說:「如果走道當時是淨空的,螞蟻就會爬過走道、抵達該排,然後坐下。如果有其他螞蟻擋路,數位螞蟻會稍待幾秒鐘,或是向擋路的螞蟻借個過。」在勞森還沒設計這個「稍待」的規則之前,模擬的結果多次形成大亂。他說:「我們試著讓這些螞蟻走下坡道,結果牠們推推擠擠、互不相讓,整架飛機秩序大亂,所以我們不得不調整一下。」
等到所有螞蟻都就座,模擬程式就結束計時,而各種登機方式所需的時間,就可以從模擬結果來互相比較。西南航空全機隊都採用波音七三七客機,不需要擔心機型不同的影響,因此更容易以實際登機情形來校準勞森的模擬程式。
為此,西南航空還安排了一整天的時間,以一架真實的飛機和全數機組人員來實際驗證。在反覆模擬、測試各種登機方式後,勞森的結論是,免劃位入座相對上較快,但有些時候,劃位入座也可能更省時——只不過,就算省時也頂多是一兩分鐘的差別。因此光就這一點,並不足以構成讓西南航空改變政策的理由。
勞森表示:「我們有很多忠實顧客就是喜歡那種走上飛機,到處都可以坐的感覺。他們覺得這就是我們公司品牌的一部分,也不想看到有任何改變。」
因此,西南航空決定不捨棄免劃位入座的做法,而是研究如何改變在登機門前的排隊方式。他們想,如果真正的問題是在於乘客懶得去搶排隊位置,何不讓乘客在報到的時候就排好位置,省得之後再來煩惱?
這麼一來,座位仍然是遵守先到先選的規則,只是排隊順序在報到時便已排定,而且還可以網路報到。採取這種方式,乘客就不需要提前好幾個小時到機場來占位,而且仍然可以選擇自己想要的座位了。
當然,就像勞森說的,「只要別坐到別人大腿上就行了。」於是,美國西南航空從二○○七年年底開始,採用這套新做法。
蜂群、蟻群懂什麼?
究竟,西南航空可以從螞蟻身上學到什麼?螞蟻和飛機又有什麼相通之處?這些問題的解答,可以歸納為一種奇妙的現象,我稱為有智慧的群體(smart swarm,以下簡稱智群)。
這種現象在生物界可能已發展了數百萬年。像是在沙漠中的蟻群,牠們身處變化莫測的環境,總是能知道每天早上該派多少螞蟻做哪些事;而森林中的一窩蜜蜂,則是發展出萬無一失的系統,能選到對的樹來做為新的築巢地點,而不會因意見不合而發生衝突。
又如在加勒比海裡,可能由數千條魚所組成的魚群,就是能找到方法來精準協調彼此的行動,並且在一瞬間同時改變游動的方向,整群魚彷彿化身為一條銀光閃閃的生物。還有北美馴鹿群,在北極海沿岸的平原進行大遷徙時,即便其中大多數成員根本不知道路線為何,也肯定會到達預定繁衍下一代的新棲地。
簡而言之,智群的定義,就是這一群個體能對彼此及環境做出回應,形成具有力量的群體,以共同面對各種不確定性、複雜的情境,以及種種改變。
蟻群天生能巧妙的將一個大問題分成幾千個小問題來各個擊破,勞森也由此得到靈感,將這種「群體智慧」運用到他的虛擬螞蟻上,並且稱之為「具有認知能力的移動物體」。雖然這種虛擬昆蟲的模擬已經過相當簡化,卻能夠捕捉到真實蟻群的實用智慧。
勞森在西南航空的總部工作,公司位於德州的達拉斯,他說:「在德州這裡,就有很多種不同的螞蟻,像是德州中部的切葉蟻,具有奇妙到難以想像的社會結構。」這種切葉蟻(學名為Atta texana)會組成生產線,合力種植及採收一種真菌,供蟻群食用。
如同生物學家威爾森(E. O. Wilson)和霍德伯勒(Bert Holldobler)在著作《超生物體》(The Superorganism)之中的描述,在切葉蟻生產線的起頭,有一批技巧精湛的工蟻會將葉子從樹上或樹叢裡切下,帶回巢中。巢中則有另一批體型較小的螞蟻接手,將葉片囓成小片,再交給第三批螞蟻。
第三批螞蟻體型更小,牠們將葉子碎片嚼成葉漿後,再塑成丸狀。而體型又更小的第四批螞蟻,則是將真菌株一一植入成堆的丸中,於是完成了切葉蟻的地下苗圃。最後,一批體型最小的螞蟻,會投注牠們全部的關愛來照顧這些真菌,移除不要的孢子。如威爾森所言:「這就是牠們的生產流程。」
每個切葉蟻巢穴裡,有數百萬隻工蟻,牠們每年收集的植物葉片可能重達半噸,由此可見這些小螞蟻團結合作的力量。
切葉蟻這種團結合作的能力,需要透過一種經由化學物質協調的複雜溝通系統,讓蟻群集體行動,並且完成遠遠超出單一個體的能力所及的事情;這也正是為何威爾森和霍德伯勒,會將這種蟻群稱為「超生物體」。他們表示:「在現代的昆蟲社群身上,還有很多可供我們學習之處。」
有些人可能會覺得難以置信。看看這些螞蟻、蜜蜂、白蟻,牠們究竟懂些什麼我們不懂的?美國西南航空的年營業額高達一百一十億美元,連這種大型航空公司都解決不了的難題,這些微不足道的小生物,難道真能提供解答?要是螞蟻真有那麼聰明,怎麼不是牠們坐著波音七三七,在天上飛來飛去呢?
真相在於,這些螞蟻和類似的生物,一直拚命在處理著數百萬年來最困難的問題:這個星期的食物量,足以餵飽整個族群了嗎?在哪裡能找到食物?要派出幾隻工蜂,才夠蓋好一座蜂巢?今年族群遷移的時候,天氣會造成什麼樣的影響?生物回應這些生存挑戰的方式,經過長時間的演化,已形成一種獨特的群體行為,不僅靈活、適應力強,而且十分可靠。
這種由智群所得出的原則,如果寫成數學公式,將成為一項極有力的工具,幫助企業解決他們所面臨最複雜難解的問題。例如,協助製造業將製程最佳化;讓通信業者加速接通電話;幫助航空機械工程師,找出新飛機的問題;還能協助情報單位,監控這個危機四伏的世界。
群體智慧的奧祕
究竟,智群的運作祕訣是什麼?本書前三章,將追隨生物學家的腳步,深入現場,解開自然界群體行為的奧祕。研究者發現,社會性的昆蟲(例如螞蟻、蜜蜂、白蟻)會將問題分給許多個別的族群成員來解決,每個成員則都遵照自己所分配到的簡單指示來完成任務,但都不清楚問題的全貌為何。
在這當中,沒有哪個成員是最高的領導者,也沒有哪個成員會告訴其他成員該做什麼,而是團體中的個體會不斷以各種方式彼此互動、交流,直到出現某種模式,就像是到了某種動作或意義的臨界點,於是整個蟻群便動了起來,出發去尋找最近的種子堆;或是像整個鯡魚群一樣,同時做出反應,以閃避飢餓的海豹。
我們在第四章要討論的,則是個體應該扮演什麼角色,才能讓群體維持路線而不走偏。像是鳥群、魚群,或是北美馴鹿群,其中的個體之間其實沒有太密切的關係,於是群體的生存關鍵就在於群體行為和個體利益之間的平衡技巧。而人類社會所面臨的問題,其實也與動物相去不遠,我們也常常得處理同樣的兩難——要彼此合作、但也想得到個人利益,要做對大眾有益的事、但也想多照顧自己和家人。
當然,並不是所有動物群體都能稱得上智群,而且群體行為也有其黑暗面。在第五章,我們就要來談談科學家對蝗蟲的研究發現,並解釋何以一群溫和的蚱蜢,會忽然變成貪得無饜的蝗蟲,引發嚴重的災害。想知道人類的本能直覺會怎樣釀禍,我們也會看看前人在沙烏地阿拉伯的研究,了解穆斯林前往朝聖的途中,所爆發的大規模群眾慘劇,以及要如何避免這種事情再次發生。
向真正的專家請益
有智慧的群體和愚蠢的群體究竟有何不同?是什麼原因,讓一群原本快快樂樂的慶祝群眾搖身一變、成為一群暴徒?原因簡單說來,就是智群能用集體的力量,來篩選各種難以勝數的可能解決方案,而暴徒則是釋放了群體中混亂的力量,而自食惡果。正因為如此,我們更應該了解究竟智群如何運作,以及要怎樣控制這種力量。
現代社會日趨複雜,相關的問題也深深困擾著我們——不確定性、複雜性、易變性、資訊爆炸、太多即時意見等待回應與處理、太多決策糾纏不清。無論我們是否有所體會,人類的世界也有種種集體現象造成的難題,讓人失去信心,不知如何領導公司、社會或家庭。
這些挑戰已近在眼前,我們都該做好準備。這本書中將要呈獻給各位的,就是最好的準備方式——請教專家,而真正的專家絕非電視名嘴,而是在草間、湖中、樹上的自然生物。