蚂蚁在沙漠中行走为什么始终不会迷路？
你是否曾经注意过蚂蚁是如何外出觅食的？这样的问题对于一般人而言似乎显得有些莫名其妙，但是对于生态学家和动物行为学家而言这一点却非常关键和有趣 。尤其是在明确知道蚂蚁们实际上并没有统一的中央指挥调度系统的前提之下便更是如此 。
有一点非常让人感兴趣，那就是蚂蚁们的组织方式与人类社会所采用的一些工程解决方案之间的高度相似性 。其中一个案例便是所谓的“蚂蚁网络”(Anternet) 。美国斯坦福大学的一个研究组发现沙漠蚂蚁们在外出觅食时采用的组织方式与人类社会在计算机网络方面所采用的，旨在规范数据传输的TCP协议之间存在算法方面的高度相似性——蚂蚁网络和人类使用的信息网络算法设计都采用了正反馈机制：在TCP传输协议中，一个数据包的抵达确认信号会激发下一个数据包的发送开始，而一只满载而归的蚂蚁个体则会触发下一只觅食的蚂蚁个体出发继续觅食的工作 。这些研究不禁让我们惊叹于蚂蚁们的高度智慧——它们竟然能够发明出与人类相媲美的复杂精妙的系统 。
但是这种相似性还不是蚂蚁网络给与我们的最令人兴奋的地方，关键的部分在于，还有没有哪些是蚂蚁们一直在采用的精妙方法，但是我们人类却还没有意识到的？换句话说，蚂蚁们是否能够给予我们工程学界未来的走向以启迪？
在大约1.3亿年的演化历程中，进化的过程让蚂蚁网络经受了在不断变化和严苛环境条件下的考验 。蚂蚁们会利用简单的基于简短互动的网络来达成对不断变化的网络的适应 。在整个蚂蚁群体中，单个的蚂蚁都不知道接下来到底要做什么，去哪里 。它们只是机械的按照之前跟另一只蚂蚁相互碰触的触须，或者地面上留下的信息素执行自己的动作并选定路径 。然而正是这种看似简单机械的机制确保了蚂蚁们的生存，现在全世界有超过1.1万种蚂蚁种类，几乎分布于地球表面所有可以生活的地方 。因此这样有效的蚂蚁网络，必定有一些值得我们学习借鉴的地方 。
通过简单的信息交换，蚁群成功应对不断变化的外部世界的挑战 。它们采用的网络体系可以非常迅速方便的修复，并且可以随时扩大或缩减规模
如何应对复杂网络的高成本？
沙漠蚂蚁需要外出采集水分来源，但是在炙热的阳光下在沙漠中奔走本身也会耗费大量水分 。冒着酷热搬回来一些含水的食物之后它们便能够从中摄取水分 。蚁群会评估成本，它们会比较得失，如果外出的水分成本耗费太高，那么反馈机制将让它们放弃外出，将食物就留在地面上不去理会，直到空气中的湿度条件稍稍合适之后才会触发前往采集 。
和这种做法相似，人类社会在计算机TCP数据传输协议中也能找到类似的做法：当缺乏足够带宽时，协议会阻止额外数据包的发送，因为如果带宽不足，你所发送的信息有可能会丢失，因此总一开始就不应当进行发送，除非可以确认其可以抵达目的地 。
在过去的25年间，一个研究小组一直致力于了解蚂蚁网络的算法技术是否会随着时间或环境等条件的改变而发生相应的变化 。他们对超过300个蚂蚁群落进行跟踪观察，并使用基因技术观察哪些蚁群最终能够产生最多的后代(发展的最成功) 。
蚁群会在它们的蚁巢里储备食物作为一种生存策略 。25年的研究结果显示，那些每到天气太热就会放弃外出转而在蚁巢里避暑的一群获得了更大的成功 。因此规避便成了一种蚁群层面的最佳策略——那就是，在沙漠地区的蚁群中间，要想获得长期的生存，蚂蚁们的做法并不是去改变或优化它们的系统网络，而是选择在合适的时机外出而不额外浪费资源 。
当面对食物匮乏等不利条件时，蚂蚁系统的解决方案精髓是最小化运行成本，而不是立即寻求加大食物的储备 。这种做法对于任何一个体系而言都是最可以持续的方案——不管具体的对象是沙漠蚂蚁群落还是计算机网络中的数据包发送，即达成长期意义上的稳定性，并避免造成不必要的浪费 。
大型和小型系统
【蚂蚁在沙漠中行走为什么始终不会迷路？】但是如果系统的规模扩大之后，将会怎样？正如人类的计算机网络系统一样，蚂蚁群落系统也必须面对群落规模扩大之后的管理问题，这一系统必须可以接受局部的失效 。
由于大规模系统必须允许出现一些偏差和错误，因此最佳的解决方案便是，让群体中每一个个体产生的贡献超过其自身对群体造成的损失以及抚养一个新生个体所要付出的成本 。因此，在一个大规模系统中非常关键的一点便是冗余设计以及最小化信息量——在巨大的蚁群中，这种极高效率的选择是通过这样一种方式实现的，即大量的交流是通过两只互相陌生的蚂蚁个体之间简单的触须碰触实现的，非常迅速，没有额外的信息交流 。
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