动物的群体决策——三条大道走中央

群体行为是物种在宏观水平上表现形式,是社会学、生物学、神经科学、行为生态学研究的重要问题。群体决策是实现群体行为的关键途径

我们的生活中充满了群体决策的问题,7、8个人凑到一起决定去哪里吃饭,到了饭店又要点什么菜;选组长、选班长、选主席......;几十个驴友决定走哪条路线;国际联合条约的制定等。对于人类来说,这些决策问题可以通过商量、讨论、协调、博弈等各种方式解决。这点我们很容易接受,因为我们就生活在这样的时代。人类社会是高度复杂和组织化的,不同于动物的社会,那动物的群体决策如何实现,则是行为生态学家最关注的问题之一。

毋庸置疑,群体决策的实现对于群体动物是有益的,尤其是在面对多个选择的时候,快速决策可以使动物快速的获得食物、快速的进入栖息地得以庇护、快速的逃离捕食者追捕。经典的场景如椋鸟栖息,非洲野生动物大迁徙,蜜蜂搬家等

椋鸟准备休息前的群体移动,图片来自维基
非洲动物迁徙,图片来自卓非
少数服从多数

最简单直接的群体决策过程就是少数服从多数,西里的《蜜蜂民主》一书中描述了蜜蜂的民主决策过程,当蜜蜂在决定换巢穴时,会出动一批侦查蜂scouts,侦查蜂在发现合适的位置时,会回到蜂群外围跳摇摆舞waggle dance告诉其他蜜蜂位置信息,摇摆舞的剧烈程度和持久度可以代表位置的质量信息。侦查蜂飞出去的方向是随机的,包括了蜂巢周围所有方向,在最早的侦查蜂返回的时候,会吸引新的侦查蜂重复访问潜在的蜂巢地址,在有不同候选蜂巢出现时,越多的侦查蜂聚集的方向会加倍该候选蜂巢的信息强度,从而吸引更多的蜜蜂侦察兵选择该候选蜂巢,最终形成了蜂巢选择的群体决策。

2015年,安徽大学李进华研究团队对黄山短尾猴的研究也揭示了这一民主策略选择策略,研究团队发现了在一个12个个体的黄山短尾猴群体中,一旦个体达到3个或3个以上的小团队,该小团队的行为策略更容易被效仿,并且,随着小团队的个体数量增加,引起群体行为的成功率也会提高,当小团队个体数达到7个或7个以上时,引起群体行为的成功率达到100%。当然,不是所有的投票者都能依据足够的信息做出明智的决策,很多个体的信息并不完善,而依赖的是熟悉的个体传递的信息。

在这种情况下,如果个体掌握的信息不均衡,就会产生一种结果,群体中会出现一些影响力较大的个体,这些个体对于群体决策的影响更为显著,形成了类似领导者的角色。


领导者 Leadership

我们从自身角度出发,人类也是动物,所以动物的群体决策和我们有着不少相似之处。人类社会中普遍存在着三角形的组织形式,即一个或少数领导者,组织多数成员(跟随者)的形式。那动物的群体决策是否也可以从这点出发,我们是否能够寻找到群体中的领导者和跟随者?答案是:当然可以。而且,自然界中我们都知道很多这样的例子,比如狼群有狼王,狮群有狮王,大猩猩群有大猩猩王,这些都是群体的领导者。有了领导者,自然产生了跟随者,这样群体决策就是呈现出领导——跟随的模式,有点像之前所说的PS博弈。既然有领导者,那我们就从领导者出发,再讨论决策规则和背后的机制。

简单的领导者组织形式The Virtual Organization…by Mark Sivy

领导者的出现是不可避免的,为了实现群体生活的收益,领导者和跟随者的出现是一种进化稳定策略ESS。既然是策略,则要考虑收益和成本的关系,收益是维持了群体凝聚力,成本是个体需求差异。个体需求差异来源于性别、年龄、繁殖阶段等因素,不同阶段的个体需求均不同。为了维持群体凝聚力,这种需求差异必须做出妥协。如果一个群体中有10个个体,每个都是领导者的话,显然个体都为了满足自身需求,都朝不同方向移动,则必须牺牲群体的凝聚力,甚至群体瓦解。

动物群体中的领导和跟随不是通过强迫或激烈的手段产生,而是通过领导者自身的影响力。经常会看到一些心灵鸡蛋汤的书,题目就是《成为领导者需要具备的......》,动物也是一样,虽然不同物种均有差异,但领导者所必须的素质大概分成4类,包括强烈动机、个性气质、等级地位、信息知识。

  1. 强烈动机
    首先,群体中可能存在某个个体,相对于其他个体,对特定资源具有极高的迫切的需求,比如最饥饿,最需要食物的那个个体最容易成为觅食群体的领导者。
  2. 个性气质
    领导者气质包括,高大、威武、勇猛、睿智等等等等,在动物看来就是一条——胆子大,所以通常胆子大的个体都可能成为领导者。可想而知,胆子大的个体更倾向于探索新环境,发现新的资源;跟随者则通过跟随领导者收益。
  3. 等级地位
    在很多具有等级分化的动物群体中,通常等级地位最高的个体将成为领导者。比如狼群的狼王、大猩猩群体中的大金刚、狮群中的辛巴就是最高等级的个体。
  4. 信息知识
    对动物来说,信息和知识同样是成为领导者的重要因素。掌握信息和知识可以引导群体前往高质量的资源(乌鸦),在干旱的地方可以寻找到重要的水源(大象),在海洋中寻找收益最高的路线(鲸鱼)等。

领导者的素质成就了领导者,领导者只要做出群体决策,跟随者跟随就可以了。从领导者的行为角度出发,可以有被动的领导——跟随模式,和主动的领导——交流——跟随模式。被动的模式比较常见的是超大型群体,鱼群、蜜蜂、椋鸟等,这些群体中个体的需求差异较小,表现出需求均匀的特征。这里的领导者往往是信息发出者,只是通过与群体行动稍微做出偏差,即完成一种信息通知,周边的个体为了保持方向一致,跟随偏差者,则形成了被动的领导——跟随模式。这种群体中很难识别出具有明显差异的领导者;主动的模式则是信息发出者通过与其他成员进行交流,以获得其他成员的跟随,形成主动的领导——交流——跟随模式。常见的现象如蚂蚁觅食,通过触角交流;蜜蜂跳舞告知蜜源;乌鸦杂技传递食物位置信息等。


群体决策的背后规则

然而,动物世界中,领导者做出群体决策只是一种表现形式,背后的规则更为复杂。最简单也最容易理解的就是具有等级分化的群体,通常这种群体能够出现我们所泛指的“领导者”,即最高等级的个体,领导者独立做出决策,其他个体跟随,这就形成了群体决策中的一个极端现象——独裁决策dictatorial。相对的,另外一个极端是完全民主的决策,所有个体成员均对决策结果做出贡献,即平等决策egalitarian。完全民主的决策是罕见的,常见的都是介于独裁和民主中间的情况。如果领导者不止一个,但仍然在群体中占少数,那么在决策过程中,依然由少数领导者共同决策,其他个体跟随。如果决策权相对平等,即平等决策中,通过投票方式进行决策,比如马鹿群体中,首先由发起者抬头站立表达要离开的意愿,其他个体通过选择是否站立进行投票,当群体中一定数量的个体都站立表达意愿时,则形成群体决策,开始群体行动。独裁决策到民主决策,反映出个体的投票权重;同样也反映出信息权重,信息的交流和传递也影响着决策方式和结果,个体掌握的信息越多越确定,越容易影响群体决策。这也就解释为什么很多动物群体中成年个体或经验更为丰富的个体是主要的决策者。


群体决策的机制

根据目前的研究结果,我们可以粗略的将动物的群体决策分为两类,一类是共识决策(consensus);另一类是组合决策(combined)。共识决策是做出对所有成员都具有约束力的决策,即为了达到某个共同目的的决策,比如狮子来了,所有成员都会逃跑,不会有哪个成员还在逃与不逃之间考虑半天;组合决策则是另一种情况,不存在对所有成员的约束力,成员之间通过交流共同决定一个决策,比如蜜蜂跳跳舞,然后决定去哪里采蜜。注意,这里的分法是基于个体的决策收益不同,是粗分的,所以并不绝对,很多情况下决策方式取决于研究者的出发点和分析角度。

可想而知,如果个体在决策中收益冲突较大,那么共识决策很难达成,因此就需要出现一种信息汇集,每个个体都表达出决策意愿,不同于投票规则,这是一种更为连续或者选项更多的信息汇集,这种机制也解决了群体中决策信息不确定的缺陷。通过信息的汇集,做出平均决策,使得群体成员均能获得可以接受的收益。如果群体成员很多,社会结构复杂,信息不对称,投票权重又不同,总体来说,问题很复杂的时候怎么办?狒狒告诉我们:“三条大道走中间”。

2015年,普林斯顿大学的Ariana Strandburg-Peshkin博士和她的同事研究了非洲狒狒Papio anubis的群体移动行为,发现当2条决策路线角度较大,则群体成员会选择一条路线;当决策路线角度较小时,群体成员选择中间路线。

图片来自:*Shared decision-making drives collective movement in wild baboons*

参考文献:
Larissa Conradt and Timothy J. Roper. 2005. Consensus decision making in animals.
Larissa Conradt and Christian List. 2009. Group decisions in humans and animals: a survey.
Andrew J. King, Dominic D.P. Johnson, and Mark Van Vugt. 2009. The Origins and Evolution of Leadership Mini review

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