刚才看见刘学武老师在其博文 《正常的学术交流应该是怎样的》的结尾处提到“因为细胞合在一起更能节约能量，在人出现之前，能量获取是决定着个体生物的寿命最重要的因素，正是因为细胞合在一起形成规模，平均获得能量需求会降低，受约束更少，也就是说复杂生物更适合生存。这就是生物为什么由细菌进化出高等级复杂动物的最根本原因。”

他的这个猜想很有道理，虽然在个体生物中很难验证这是否就是单细胞到多细胞进化的“最根本原因”，但是在社会性昆虫上确实有点儿这个意思。所以我这就 聊聊蚂蚁。

特著名生态学家，哈佛大学的 E.O Wilson，写过几部关于社会性昆虫的巨著，有一部还得了普利策奖。他建议把社会性昆虫（蚂蚁，白蚁，蜜蜂，黄蜂）的 colony 群落当作一个整体的superorganism （超生物）来看待（其实这个提法在1911年普林斯顿就有人提出了）。但是，他老人家基本上只是做了这个比喻，用了一些非常定性的例子来支持他的说法。

2009年我们决定分析定量的数据，来证明一个蚁群确实可以被看作是一个生命，而各个蚂蚁就像是这个生命体里面的细胞一样。

生命体有这样几个共同特点：新陈代谢（能量消耗率），生长，繁殖，死亡。所以我们就想从这四个方面入手。

第一个是新陈代谢率。我前两天说过哺乳动物和鸟类（其实基本上所有的生物）都有一个普适的规律。他们的能量消耗和他们体重的四分之三次方成正比。（这个3/4迷倒了无数英雄，也有人争论是2/3，这里暂不去说他）。是2/3，还是3/4，这个并不要紧，重要的是，它不是1，亦即他不是线性的关系。这里用通俗的语言说一下为什么。如果能量消耗和体重直接成正比（次方是1），那么大象的体重是老鼠的一万倍，他的新陈代谢率也就应该是老鼠的一万倍。但是，由于3/4小于1 ，大象的能量消耗只是老鼠的一千倍。

这里，这个3/4是个生命的重要特征。如果蚁群是一个个体的生物，也应该遵循这个规律。我收集了N种社会性昆虫群落的数据，最后发现，不仅是蚂蚁，包括蜂类，他们群落的能量消耗率都和整个群落的重量的~3/4成正比。

这个东西不得了啊，兄弟伙。

这就是说，假定一只蚂蚁的能量消耗是1，你把一万只蚂蚁，片面，孤立地放到一万个试管里面去测量它们的能量消耗，他还是1，加起来的和则是一万。但是如果你把这一万只蚂蚁放在一起，组成一个社会，就是见证奇迹的时刻到了----它们总的能量消耗居然就降到了一千（1万的3/4次方是一千）。

这说明了一个什么道理？说明了团结就是力量，团结就是力量，这力量是铁，这力量是钢，比钢还硬比铁还强。 意思就是，在一个社会里，每一个成员所需要的能量比你孤立的个人主义要少，而每一个成员的效率（和能量消耗成反比），比孤立的个人 主义要高。所以雷锋叔叔说了“对待个人主义要像秋风扫落叶一样”。

当然了，有人反感我把生物领域的东西拿到社会领域来说事儿。其实社会领域也有同样的现象。我的前老板，世界级特著名科学家West做过研究，说明了纽约并不简简单单的圣路易斯的放大。这里面也有很多涌现性质。必须要指出的是，这些性质用鸡零狗碎的，零敲碎打的，还原论的方式，你永远也看不 出来。必须用高屋建瓴的，气势宏大的系统观，才能拨云见月。

不仅是能量消耗率是这样，我们最后发现，社会性昆虫的群落，在那四个生命特征上，都和他们的整体重量呈指数小于一的非线性关系，而这些指数的数值都和单个生物的数值很接近。比如蚁群的生长速率和哺乳动物的生长速率都和他们的重量成3/4 的幂律关系，而蚁群的寿命和哺乳动物的寿命也和体重呈1/3~1/4左右的幂律关系。

这篇文章后来在2010年的美国科学院院刊（PNAS）发表。我们的文章是收集已有的跨种的数据（inter-specific）加上一点点数学模型，来讨论这个问题的。文章出来以后，很多课题组都实际测量了种内的蚁群的能量消耗率（intra-specific），也得到了相同的结果。

人们这几年提出了很多假说来解释这个情况。但这些假说不是被证明是错的（或者是ad hoc的），就是很难证实的。小弟我2011年之后全心放在衰老研究上，直到今年才又将这个蚂蚁的项目重新拾起来。我的假说是，由于蚂蚁之间有信息交流，共享食物和信息，所以并不是每一只蚂蚁都需要勤劳的工作。而蚁群越大，偷懒混日子的蚂蚁的比率越大，就和人民公社混工分一样（这个是开玩笑了。不工作的蚂蚁实际上是一种人员储备，准备应急，或者是有其他别的在窝内工作，照顾baby等）。工作和不工作显然消耗的能量不一样。如果大的蚁群不工作的蚂蚁多，那平均到每只蚂蚁消耗的能量肯定就要少。

我们就做了测量。把不同数量的蚁群放在玻璃盒子里，上面架摄像机，下面接二氧化碳分析仪，同时测了三个量：两个小时之内的能量消耗，总运动路程，和每六秒间隔内运动的蚂蚁数量。

结果简单说一下：30 只蚂蚁的群落，单位时间有40%的蚂蚁在运动着，这个百分比随蚁群的增大而逐渐减小，增加到了300只时，只有20%在活动着。重复了几次都是这个结果。我们还发现，这种蚂蚁，只要它在运动，那它的速度基本就是个常数。这也就是说平均到每只蚂蚁身上（运动和不运动的都算进来），大的蚁群的平均速度就要低很多。而蚂蚁的总运动路程，总平均速度，和总消耗能量，恰好符合我刚才说的那个3/4幂律关系。

这是第一个在实验上对这个小于一的幂律的一种解释（不排除还有其他解释），并且同时测量了运动和能量消耗，直接把生理和蚂蚁的行为联系了起来。我们就飞快地写了一篇短文，正在审稿中。

当然这只是万里长征第一步。这个实验提出一个更重要的问题：为什么运动的蚂蚁的百分比有规律的随着蚁群的增大而减少。这里面的道理是什么？我现在有一个基于优化的进化假说。正在准备做实验证实，数学模型也有待完善，就不再这里说了。

更有趣的问题是，能不能把这些规律运用到解释人类社会的某些经济现象上来。这就更超出了我的能力范围。

如贤者能有以教我，小弟则感激不尽。