ניווט בשביל הזהב

דגיגים שוחים אל הצל בעזרת חוכמת ההמונים

יונת אשחר ונעם לויתן | גליליאו

האם תוכלו להעריך כמה פולי שעועית יש בצנצנת? אתם מוזמנים לענות כאן. צילום וספירת פולי שעועית: נעה לכמן-סנש.

הסתכלו על פולי השעועית שבתמונה. האם תוכלו להעריך כמה פולים יש בצנצנת? (אתם מוזמנים למלא את הערכתכם כאן). לא משנה מה המספר שתנחשו, יש סיכוי טוב שהוא יהיה נמוך או גבוה באופן משמעותי מהמספר הנכון. בני אדם פשוט אינם מוצלחים באופן מיוחד בהערכות כאלו. בעצם, זה לא מדויק: כל בן אדם בנפרד אינו מוצלח בכך במיוחד. אך מחקרים הראו שככל שמספר האנשים הנותנים הערכות עולה, הממוצע של כל ההערכות האלו מתקרב יותר ויותר למספר האמיתי! רוב האנשים טועים, נכון, אך הם טועים בכיוונים שונים (חלקם מנחשים נמוך מדי וחלקם גבוה מדי) וכך מתקזזות הטעויות. תופעה זו נקראת "חוכמת ההמון" (Crowd wisdom), והיא ידועה כבר מתחילת המאה הקודמת. מתברר שהיא קיימת לא רק אצל בני אדם. ממאמר שפורסם במגזין Science עולה שאצל להקות דגים נרשמה תופעה דומה, אם כי ככל הנראה מסיבה אחרת.

אנדרו ברדאל (Berdahl) וקולין טורני (Torney) מאוניברסיטת פרינסטון שבארצות-הברית, וחוקרים נוספים מפרינסטון ומבריסטול שבבריטניה, חקרו דגים קטנים בשם גבנון זהוב (Notemigonus crysoleucas). דגים אלו חיים במים רדודים ונעים בלהקות. הם נרתעים מאור שמש ישיר, ומעדיפים לבלות את זמנם בצל. החוקרים ניצלו את העובדה הזו, ויצרו עבור הדגים בריכה רדודה שבה היו אזורים מעגליים מוצלים. כל מעגל היה מוצל ביותר במרכזו, והלך והבהיר ככל שהמרחק מהמרכז גדל, עד אזור שהיה שטוף שמש. המעגלים זזו בקצב קבוע, כך שאם הדגים רצו להישאר בצל הם היו צריכים לזוז יחד איתם.

לשחות עם הזרם

החוקרים ביקשו לבדוק כיצד הדגים מתאימים את שחייתם לתנאי הסביבה, כך שיימצאו בסביבת הצל החביבה עליהם ולא בשמש. המטלה הזו אמנם אינה נשמעת מסובכת במיוחד, אך החוקרים גילו שכאשר רק דג אחד נמצא בבריכה הוא מתקשה מאוד למצוא את דרכו אל הצל. למעשה, כאשר הם עקבו אחר תנועותיו של הדג נראה היה שהוא שוחה באופן כמעט אקראי, ללא התחשבות בכתמי השמש והצל. גם קבוצות של שניים, ארבעה או שמונה דגים לא הראו כישרון רב יותר ברדיפה אחר הצללים. אך כשהחוקרים המשיכו והכפילו את מספר הדגים בקבוצה, משהו השתנה. 16 דגים כבר הראו יכולת ניווט מרשימה יותר, והיכולת הזו גדלה במהירות עם גודל הקבוצה – מ-32 ל-64, 128 ועד ל-256 דגים, ככל שהיו בלהקה יותר דגים, כך היא נטתה יותר להיצמד לאזורים המוצלים של הבריכה.

מה קורה פה? כיצד יכולה להקת דגים להראות יכולות שחסרות לדג היחיד, או אפילו ללהקונת של ארבעה דגים? האם הדגים מנסים כולם להגיע אל הצל, ומבצעים מעין חישוב ממוצע שלפיו הם מחליטים לאן לשחות, כמו במקרה של צנצנת פולי השעועית?

מתברר שלא בדיוק. כדי להבין כיצד פועלת להקת הדגים, החוקרים עקבו אחר תנועותיו של כל אחד מהדגים בנפרד. הם גילו שהדגים אינם שוחים לעבר הצל – אלא שוחים לאט יותר כאשר הם נמצאים בצל. בכל רגע נתון, הם בודקים נתון אחד בסביבתם: כמה אור מגיע אליהם כרגע – ולפיו קובעים את מהירות שחייתם. אבל יש עוד גורם אחד שמשפיע עליהם: הדגים האחרים בלהקה. הגבנונים הזהובים נעים תמיד בלהקה צמודה ומשתדלים להישאר במרחק קבוע (וקטן) זה מזה. כאשר הלהקה נתקלת בכתם צל, הדגים הראשונים הנכנסים לצל מאטים. הדגים האחרים בלהקה נשארים לידם, מה שמביא את הלהקה כולה אל תוך הצל – ואז הדגים כולם שוחים לאט. כאשר הצל זז והדגים מוצאים את עצמם באור, הם שוחים שוב מהר – עד שהם פוגשים שוב בצל. כדי להראות שציות לכללים פשוטים כאלו אכן יכול להוביל להתנהגות הנצפית אצל הדגים, החוקרים יצרו מודל ממוחשב, שבו תוכנתו הפרטים לפי אותם כללים שנמצאו אצל הדגים. הדגים הממוחשבים נעו בצורה דומה מאוד לזו של הדגים האמיתיים – וגם על מסך המחשב. ככל שהלהקה כללה מספר גדול יותר של פרטים, כך גדלה יכולתה לעקוב אחר הצללים.

זוהי גרסה נוספת של "חכמת ההמון" – לא ממוצע של כמה הערכות, אלא התנהגות מורכבת, הנובעת מצירוף של פרטים רבים, הפועלים כולם לפי כמה כללים פשוטים, ללא "הכוונה מלמעלה", ובמקרים מסוימים גם ללא צורך במוח. התנהגות דומה נצפית למשל בלהקות זרזירים, שיכולות למנות יותר ממיליון פרטים, ומבצעות תרגילים אווירובטיים מרהיבים. ממחקרים עולה שגם במקרה זה, מעט כללים פשוטים שמנחים כל פרט בנפרד יוצרים את התנועות המתוחכמות למראה של הלהקה כולה.

הבנה של החוקים הפשוטים בבסיס התנהגיות מורכבות יכולה לעזור בהבנה של התנהגויות קבוצתיות, כמו נדידה של דגים או ציפורים, ואף להבהיר את החשיבות שבשמירה על גודל הלהקה. כפי שהמחקר הזה מראה, מתחת לסף מסוים הלהקה אינה מסוגלת לתפקד כראוי. בהתחשב בפגיעה המתמשכת בחיות בר – ובעיקר בדגים, עקב דיג יתר במקומות רבים ברחבי העולם – ידע לגבי הגודל הדרוש ללהקה הוא חיוני למאמצי השימור.

גם התנהגויות אנושיות מסוימות – למשל שוקי מניות או האינטרנט – חסרים הכוונה מלמעלה ונוצרים ממיליוני פרטים שכל אחד מהם פועל בנפרד, והם נחקרים בשיטות דומות.

ובכיוון אחר לחלוטין, כפי שהדגים הממוחשבים במודל שיצרו החוקרים נעו בעקבות הצל, החוקרים מקווים שמחקרים כמו זה יוכלו לעזור ביצירה של רובוטים פשוטים לביצוע מטלות מורכבות. במקום לספק לכל רובוט "מוח" היודע לקלוט מידע מהסביבה, לנתח אותו ולקבל החלטות, ייתכן שאפשר יהיה ליצור להקה של רובוטים "טפשים", שכל אחד מהם יתוכנת לציית לכמה כללים פשוטים. השילוב של הרובוטים יספק נחיל חכם המסוגל להתנהגויות מורכבות שעולות על אלו של סך חלקיו.

אז כמה פולים יש בעצם בצנצנת? התשובה באחת הרשומות הבאות. בינתיים, אתם מוזמנים לענות כאן.

לקריאה נוספת

המאמר המקורי [PDF]:

Berdahl, A., Torney, C. J., Ioannou, C. C., Faria, J. J. & Couzin, I. D. Emergent sensing of complex environments by mobile animal groups. Science 339, 574-576 (2013). doi: 10.1126/science.1225883

לפעמים ההמון לא חכם במיוחד: נמלים בודדות מקבלות החלטות פשוטות באופן טוב יותר מהמושבה. מתוך הבלוג הנהדר של אד יונג (Yong) "Not Exactly Rocket Science".

הכתבה המקורית מופיעה במגזין גליליאו גיליון 176, אפריל 2013