分享

同步(4)

 炎辰与 2018-08-22

我们已经知道了,同步现象可能是“他组织”,也可能是“自组织”。我们刚刚说的生物钟的例子就是最典型的“他组织”,那么如果没有“太阳”或者类似的“总指挥”,一个系统是怎样通过去中心化的方式,通过“自组织”达成同步的?这就是我们要说的第四部分。

        关于自组织的同步现象,有一个非常精彩的案例。我们前面也提到了一下,就是萤火虫的同步发光现象。在美国田纳西州的一个国家公园里的一小片森林里,有一种这样的萤火虫,这些萤火虫会在每天夜里出来活动,数千只萤火虫的闪光完全同步,在3秒钟内,它们会闪光6次,然后熄灭6秒钟的时间,再次闪光。相互之间的闪光时间差不超过0.03秒。这类有趣的同步现象引起了许多科学家的注意,他们提出了许多模型,希望可以定量描述这样的同步现象。

        说到这,可能你马上会想到一个问题:为什么这些萤火虫的发光要同步呢?生物学家提出了很多猜想,最古老的一种叫“灯塔假说”:我们知道,雄性萤火虫发光其实是在吸引雌性的萤火虫,在开阔的环境下,每个萤火虫自己发光吸引异性,这其实就足够了。而如果是在森林里,有许许多多的遮挡物,这就需要所有的雄性萤火虫通力合作、一起发光,才能让这个光束传播到更远的地方,否则,如果所有的雄性萤火虫都各自发光,很可能大家都没有办法吸引到雌性的萤火虫,那么整个种群都有可能有灭绝的危险。

        还有一种最新的理论是这么说的,这其实是一种竞争关系,而不是合作。因为雌性萤火虫更偏爱第一只闪光的虫子,所以每只雄性萤火虫都争相成为那个第一。如果每只雄性萤火虫都遵守这条看似自私的规则,那同步现象就是肯定会发生的。这帮助萤火虫从混乱中建构出了秩序,在漫长的进化过程中,这种同步机制让萤火虫的整个“社会”朝着有利于“集体利益”的方向演化。而有趣的是,科学家们发现,在萤火虫的同步过程中,并不存在任何的“领导”或者“指挥”。萤火虫在完全去中心化的情况下,通过个体之间的互动,最终实现了同步。

        说到这里,可能你会联想起亚当·斯密著名的“看不见的手”的理论,“看不见的手”的意思是指:在经济活动中,每个人在经济生活中只考虑自己利益,即使没有政府干预经济活动,在竞争的环境下,市场也能发生自动调节,形成良好的经济秩序,并且让社会朝着有利于所有人的方向上演化。这个过程跟萤火虫的同步是非常类似的,尽管每个个体考虑的只是自己局部的同步和信息,但系统最终总是可以朝着有利于整体的方向演化。

        从这个同步现象当中,作者说到了我们思维当中的一个漏洞:当我们看到某种秩序出现的时候,我们总会认为这有可能是由于存在着某种“控制者”或者“领导者”。但在一个复杂系统中,通过复杂的信息传递,每个个体的状态最终都会影响到所有其他个体,这样一来,我们标准的思考方式就会崩溃。

        举个例子,当我们看到市场的波动时,我们常常会想找到制造这些波动的“庄家”和“操盘手”,但有的波动其实并不存在背后的操纵者。在很多时候,市场恐慌情绪的扩散会导致股票市场的波动,而市场波动又会反过来造成更大的恐慌,这些恐慌累积在一起,市场上交易者的行为也就变得“同步”了起来,系统的集体行为其实是通过自适应、自调节和自组织形成的。

        不过,为什么萤火虫要用这样一种去中心化的方式来实现同步化呢?有人指挥不会更方便吗?这是因为去中心化的系统具有更强的稳定性。如果一个系统缺乏自组织的能力,当它被攻击时,比如萤火虫群体中的“总指挥”被其它捕食者吃掉之后,萤火虫的系统就会完全无法实现同步,一个种群就会灭绝,生物系统显然不愿意去冒这么大的风险。

        而且,这种去中心化的同步机制还有一个很大的好处,那就是极大的可扩展性。随着群体中个体数量的增多,在一个中心化的群体中,“领导者”会需要跟越来越多的个体发生信息交流,它的压力就会越来越大;而在一个去中心化的群体中,任何个体都不会增加任何的负担,因为群体里每个小模块都是自己单独负责的。因此,蚂蚁、蜜蜂等昆虫的社会行为和鸟群、鱼群的集体行为都选择的是去中心化的控制方式,这都是因为,一个去中心化的自组织系统,在遇到各种外界环境的冲击后,依然可以保持系统的稳定性。​​​

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多