Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Что может один муравей?

01.06.2017 в 23:28

Тяжесть перенести или укусить кого-нибудь. Но колония муравьев - сложнейший организм с огромными возможностями, которые и не снились одинокому насекомому. Она строит жилище и охраняет его, организованно ухаживает за потомством, разводит тлей и грибы и много чего еще делает. Сравните медоносную пчелу и пчелиный рой, беззащитного маленького анчоуса и косяк рыбы, который постоянно перемещается, меняя форму и затрудняя охоту хищникам
Что может один муравей?. Чтобы эти сообщества могли вести столь насыщенную жизнь, недостаточно простого сложения сил отдельных его членов, тут необходимо интеллектуальное руководство. Но в косяке рыб или в семье насекомых нет мозгового центра. Их действиями управляет так называемый роевой интеллект (Swarm Intelligence), позволяющий группе принять решение, которое не в состоянии отыскать одиночная особь.


Обидно человеку уступать в чем-то простому муравью. У людей тоже имеется роевой интеллект, только у него есть и второе название - мудрость толпы (the Wisdom of the Crowd. Согласно определению, мудрость толпы обнаруживается в когнитивной сфере, в такой ситуации, когда несколько человек независимо собирают информацию, сообща ее осмысливают и высказывают идеи, которые каждому из них поодиночке в голову бы не пришли. Иными словами, группа людей принимает решение более правильное, чем каждый из ее членов, даже если в этой группе есть эксперты по данному вопросу.
Из этого определения следует, что не всякое совместное действие или решение толпы есть проявление ее мудрости. Хотя бы выборы взять. Нет, лучше приведем другой пример - постановление собрания членов дачного кооператива об огораживании территории общим забором. Оно свидетельствует лишь о том, что люди умеют приходить к согласию. Решение о том, нужен ли забор и если да, то какой, в состоянии принять и один человек, и собрание необходимо только для согласования, а не для генерации оригинальных идей.

Одним из самых известных примеров проявления роевого интеллекта стал эксперимент, поставленный в 1906 году выдающимся английским ученым Фрэнсисом гальтоном. Сэр Фрэнсис лотерею на сельском празднике в окрестностях Плимута устроил. Заплатив шесть пенсов, любой желающий мог угадать вес быка, а автор самого точного ответа получал приз. Гальтон принял около 800 ответов, многие были недалеки от истины, но точный вес быка, 1197 фунтов, не назвал никто. Однако когда ученый подсчитал среднее арифметическое значение всех догадок, оно оказалось равным 1198 фунтам, то есть толпа в целом ответила точнее, чем каждый из участников лотереи, а среди них многие разбирались в скотине.
Коллективный разум пытаются также использовать для получения разнообразных прогнозов - от изменения курса акций до итогов президентских выборов или, что для многих более важно, чемпионата мира по футболу, и порой весьма успешно. Но в таком случае зачем нам специалисты, если толпа дилетантов решит все лучше и обойдется дешевле? Давайте вместо экспертной оценки проблемы проводить референдумы или мозговые штурмы в группах заинтересованных лиц, и среднее решение будет самым лучшим. Однако специалисты уверяют, что так нельзя, и не только из-за возможности фальсификации результатов. Мудрость толпы, как следует из определения, проявляет себя лишь в том случае, когда каждый ее член принимает независимое решение, а в современных условиях это практически невозможно, поскольку на людей влияют средства массовой информации. И даже если человек газет не читает, телевизор не смотрит и интернет у него не подключен, он все равно встречается с коллегами, соседями и знакомыми, которые навязчиво поделятся с ним своими и чужими соображениями по любому животрепещущему вопросу. Так что индивидов с независимым мнением в нашем обществе практически не осталось, и на мудрость толпы, увы, рассчитывать не приходится. Без специалистов нам не обойтись.

Насколько чужое мнение влияет на роевой интеллект и что будет, если это мнение эксперта? Этими вопросами заинтересовались специалисты лаборатории структуры и движения королевского ветеринарного колледжа лондонского университета под руководством Эндрю кинга. Исследователи поставили очень простой и красивый эксперимент, который описали в журнале "Biology Letters".
Когда в колледже был день открытых дверей, студентов 16-18 лет и их родителей просили угадать количество леденцов в прозрачной банке. Для угадывания нужно было пройти в одну из пяти кабинок, оборудованных по типу кабинок для тайного голосования. В каждой находились сама банка, монитор и клавиатура для ввода данных, подсоединенные к компьютеру. Кабинки устроены таким образом, что люди, ожидающие очереди, не видели, какие числа ввели предыдущие участники эксперимента. Посетителей первой кабинки встречала надпись на экране монитора: "сколько конфет в банке на столе? Предполагаемое число с помощью клавиатуры введите". В следующих двух кабинках людям таким же образом предлагали дополнительную информацию: число, названное последним посетителем, или случайно выбранный ответ одного из предыдущих участников. В четвертой кабинке голосующие узнавали среднее значение всех ранее высказанных догадок, а в пятой - предположение, наиболее близкое к истинному значению. Каждый участник эксперимента голосовал только один раз. Разные кабинки посетили 82, 103, 80, 92 и 71 человек, причем исследователи проследили, чтобы они не обменивались догадками. Для каждой группы ответов ученые высчитали среднее арифметическое и медиану. Тут мы отвлечемся ненадолго и поговорим о разнице между этими двумя величинами.

Среднее арифметическое - это сумма значений, деленная на их количество. Предположим, что пять мальчиков забрались в сад и набили карманы яблоками. Один мальчик сорвал пять яблок, другой - шесть, двое - по четыре и один - целых семь. Внимание! Только в том случае, если садовник на основании этих данных пожелает рассчитать средний ущерб, наносимый урожаю посещением одного дитяти, он должен сложить все числа и разделить на пять. Получится (5 6 4 4 7: 5 = 5, 2 яблока. Медиана показывает, сколько яблок у среднего члена группы. Чтобы ее вычислить, все значения располагают по ранжиру, а затем берут среднее в ряду или если значений четное количество, то полусумму двух средних. В нашем примере ряд выглядит так: 4, 4, 5, 6, 7. медиана равна пяти, ее значение практически совпадает со средним арифметическим, и это говорит о том, что мы имеем дело с нормальным распределением. Но оно далеко не всегда таковым бывает. Пред - ставим себе, что садовник дал четырем мальчикам по яблоку, а пятому, своему сыну, - целый мешок, 50 штук. В этом случае среднее количество яблок на ребенка составит 54: 5 = 10, 8, что не отражает истинного положения дел, при котором у одного густо, а у остальных пусто. Зато медиана, равная единице, показывает, что у большинства детей в этой компании по одному яблоку. Значительная разница между медианой и средним арифметическим свидетельствует о том, что распределение яблок в этом сообществе неравномерно (или ненормально, как хотите.

Но вернемся к эксперименту эндрю кинга и его коллег. В первой кабинке, где люди были лишены дополнительной информации и полагались исключительно на собственные суждения, среднее арифметическое равнялось 1396, а медиана - 751. Это означает, что некоторые члены группы чуть не вдвое переоценили количество леденцов, зато "Средний Человек" угадал точно: в банке был именно 751 леденец! Так что в сообществе, даже небольшом, где люди высказывают независимые мнения, мудрость толпы проявила себя в полном блеске. Посетители трех следующих кабинок были в курсе решений, принятых до них, то есть находились под влиянием общественного мнения, и их результаты хуже, чем в первой группе: медианы равны 882, 899 и 1109. Средние значения в этих группах выше, чем медианы, и колеблются от 1240 до 1340. Это значит, что склонность некоторых людей завышать количество леденцов влияет на решение группы. Когда мнение "Переоценщиков" становится достоянием общественности, то вызывает информационный каскад: последующие участники тоже завышают число конфет. В реальной жизни эта склонность к переоценке ценности вещи или потенциальной опасности создает нездоровый ажиотаж, который можно наблюдать, к примеру, на распродажах или в ходе кампании против генетически модифицированных организмов. А спроси таких людей, чем конкретно им помешали гмо, большинство ведь не сможет сказать ничего вразумительного. Исследователи советуют, прибегая к мудрости толпы в реальных условиях, при анализе ответов отсекать самые высокие значения.

В пятой группе люди знали самый близкий к истине ответ, который в данном эксперименте равносилен совету специалиста по обсуждаемому вопросу. К этому совету участники прислушались явно. Медиана в группе составила 795, а среднее значение всего - 829. То есть сообщество, которое находилось под влиянием некоего мнения, ошиблось в оценке, но, поскольку это было суждение эксперта, коллективный ответ оказался гораздо ближе к истине, чем во второй, третьей и четвертой группах, и разброс значений был существенно меньше. В жизни мы нередко наблюдаем, как люди стараются подражать своим более успешным коллегам и знакомым. И не зря, оказывается. Внимание к мнению специалистов - а человека, который добился успеха, можно считать специалистом в определенной области - помогает не наделать ошибок в собственной жизни и избежать крайних решений.
Итак, эксперимент ученых из лондонского университета показал, что феномен мудрости толпы действительно существует, но в реальных условиях его проявлению мешают средства массовой информации, которые влияют на суждения людей. Однако даже в этом случае группа может показать неплохой результат, если, принимая совместное решение, будет ориентироваться на мнение эксперта.

Аналогичный вывод следует из теоретической работы французского математика Xviii века Николя де Кондорсе, который также интересовался мудростью толпы. Он рассудил, что каждый человек может быть либо прав, либо нет с определенной вероятностью. Только в том случае, если вероятность его правоты превышает 50%, то, согласно расчетам, шанс на правильное коллективное решение возрастет как функция от размера группы. Но сообщество, каждый член которого скорее прав, чем не прав, представляет собой группу экспертов, которым нет нужды прибегать к помощи коллективного разума. А малосведущим людям все-таки придется советоваться со специалистом.
Очень хочется обходиться без экспертов. Во-первых, они дорого стоят. Содержать интернет - сайт для обмена мнениями гораздо дешевле, чем команду консультантов. Во-вторых, эксперты зачастую люди не особенно приятные. Чтобы стать уважаемым специалистом, к мнению которого прислушиваются, недостаточно много знать, нужно еще обладать качествами лидера. Эндрю кинг составил портрет такого авторитетного спеца. Это амбициозный индивидуалист с сильной мотивацией к действию, которого не особенно заботят интересы коллектива. Он очень разговорчив, много и охотно выступает. Скорее всего, это человек в возрасте, поскольку настоящий эксперт обладает уникальными знаниями или опытом, для приобретения которых требуется время. Непривлекательный получается образ, и неудивительно, что таких персон не жалуют, особенно если из них образуют комитет и наделяют льготами. А тут еще средства массовой информации подливают масла в огонь и представляют дело таким образом, что мудрость толпы способна решить любую проблему современного общества. Однако практика опровергает такие заявления. Разные фирмы создают интернет - сайты для решения своих проблем, однако далеко не все так успешны. Например, британский футбольный клуб "Эббсфлит Юнайтед" приглашает к управлению клубом всех желающих, нужно лишь заплатить небольшой взнос. Члены объединения, а их около 30 тысяч, решают на сайте, каких игроков купить или продать и кто должен участвовать в той или иной игре. Такая система управления клубом пока себя не показала с лучшей стороны. Толпа в мудрости своей не всегда выдает правильное решение, и этот факт полностью согласуется с результатом, который получили Эндрю кинг со своими сотрудниками, анализируя гадание на леденцах.

Экспериментальные и теоретические данные свидетельствуют о том, что истинной мудростью обладает только "Правильная" толпа. Она должна состоять из людей с разнообразными независимыми суждениями, которые имеют возможность свободно их высказывать. Иногда для решения проблемы есть смысл специально подбирать неоднородную группу. Но разнообразие мнений само по себе не создает коллективного интеллекта; для его проявления члены группы должны взаимодействовать, и тут важно, чтобы несходство суждений не создало между участниками непреодолимого барьера.
Кроме того, у людей должна быть серьезная мотивация для участия в опросе. Угадавший вес быка получает приз, гостей ветеринарного колледжа участие в настоящем научном эксперименте преисполняет сознанием собственной важности. Без мотивации плохо. Таким образом, если человек, которого попросили угадать, сколько конфет в банке, не надеется получить за правильный ответ эту банку, то он запросто скажет, что в ней миллион.
И еще одно важное обстоятельство. Участники обсуждения все-таки должны понимать, о чем идет речь. Допускать неточности в ответах им позволительно, системные ошибки - нет. Это означает, что есть области, в которых на мудрость толпы лучше не полагаться ни при каких условиях. Ясное понятие об этих областях дает эксперимент, проведенный немецкими исследователями роевого интеллекта Йенсом и Стефаном краузе. Посетителям биометрической выставки в Берлине ученые предлагали две задачи. Одна из них обычная: нужно было угадать, сколько шариков в банке. Во втором задании людей просили ответить, сколько раз подряд нужно бросить монету, чтобы вероятность того, что она каждый раз упадет "Орлом" вверх, была такой же, как шанс выиграть в немецкую лотерею. В этой лотерее требуется угадать 6 номеров из 49, и вероятность победы составляет 1: 13 983 816. Количество шариков в банке толпа определила с точностью до полутора процентов (среднее - 553, 57; медиана - 516, правильный ответ - 562), несмотря на большой разброс вариантов, а вот со второй задачей не справилась (средняя - 498, 3; медиана -100, правильный ответ - 24. А случись в этой группе специалист по комбинаторике, он бы правильный ответ быстренько вычислил, и угадывать бы не пришлось. Так что мудрость толпы проявляется в тех случаях, когда нужно что-то угадать или предложить творческую идею. Когда же речь заходит о конкретных знаниях, необходим эксперт. Есть области, в которых гадать не нужно и даже вредно.

В общем, для проявления коллективного разума требуется множество условий, и, если их не соблюдать, получается не "как Лучше", а "как всегда". Однако, несмотря на ограниченность применения роевого интеллекта, специалисты продолжают исследования, желая понять, в каких случаях группа заинтересованных непрофессионалов сработает эффективнее, чем один или несколько экспертов. По их оценке, роевой интеллект вряд ли заменит руководство, скорее, придет ему на помощь в принятии некоторых решений. И даже в том случае, когда общество захочет обратиться к мудрости толпы, ему все равно придется приглашать специалиста по правильному использованию роевого интеллекта, потому что без знаний мыслить трудно. Автор: кандидат биологических наук Н. Л. Резник.