小的时候，一队队的小不点蚂蚁在那儿有条不紊的爬动，或者单独的一只充满信心的从一个地方走到另一个地方，常常使我蹲在一旁静静的观看。我当时想：“它们在干什么？，它们也会思考吗？，它们之间也说话吗？”。就这样沉迷到另一个神奇的世界中。等到清醒过来后，常常转身冲回家中，拿出一瓶水，……开始朝着蚂蚁狂浇。

蚂蚁经过一亿多年的演化，其种类千差万别。比如有群体规模可达到上百万，有着复杂的社会分工和合作，有“先进”的社会结构，如活跃在南美洲亚马逊丛林的切叶蚁。也有群体规模只有几百只（比如学名Leptothorax albipennis，），没有明显的分工，社会结构很“原始”的种类。在“先进”的蚂蚁社会中，出去觅食的蚂蚁在发现食物后，常常在返巢时在食物和蚁穴间留下了一条有化学分泌物印记的路径，从而可以招募到其他的伙伴来协助搬运食物，这种化学分泌物被称为信息素。而比较“原始”的种类，如Leptothorax albipennis，可能还不能产生信息素。

下面介绍的是Leptothorax albipennis搬家的方式。虽然社会结构很原始，但是这个蚂蚁群体也有着惊人的能力，比如它们常常能够在几个新的居住地点中选出质量好的一个，然后全体蚂蚁都搬家到这个“新家”。他们是如何有这种惊人的能力的呢？

科学家先在实验室中观察了这种蚂蚁搬家过程。生物学中，为了容易的控制实验中的条件，比如制造两个质量上有差别的“新家”，或者设定“新家”的距离与“老家”，或者可以轻易的毁坏掉蚂蚁的“老家”，这些实验常常先在实验室进行。实验室实验的优点是可以精确的、轻易的人为的控制条件，但也有缺点，就是在这种环境中，蚂蚁的表现可能与在自然环境中表现不一样了。所以，生物学家也需要做野外实验（field experiments）来进一步搞清楚动物的行为规律。

因为Leptothorax albipennis群体规模小，研究人员可以用一个下午的“愉快时光”把一个群体中的上百个蚂蚁逐个的标记，以此看清每个个体在这场表演中的行为。科学家在实验台上对称的两个地方设置了两个居住地点，一个好，一个差，然后毁坏掉蚂蚁们的“老家”，看他们如何选择新的居住点。现在观察到整个搬家过程经过了四个阶段，首先是所谓的“搜索”阶段，在这个阶段中，会有几只或十几只负责侦察的蚂蚁开始在环境四周搜寻合适的居住点。其次是“评估”阶段，当侦察的蚂蚁发现了一个新的居住点，会根据其质量对其评估。可以观察到好的居住点所花费的评估时间较短，而且在接下来的阶段中，这些蚂蚁会更卖力的宣传这个点。对于较差的居住点，蚂蚁的评估时间较长，而且其后的宣传中，也没有那么卖力。下个阶段是被称为“跟从”阶段（tandem run）,发现了某一个新居住点的蚂蚁会返回老巢中，吸引另外一只蚂蚁，让其紧紧的跟在后面，这样一直跟随到新的居住点。这只被招募的蚂蚁也会对新家做一个评估，然后开始它自己的招募过程。在上述过程中，大概只有占整个群体1/3的活跃蚂蚁外出活动，还有2/3的蚂蚁是不活跃的蚂蚁，在老巢中坐等。最后一个阶段被称为输运阶段，活跃的蚂蚁开始把这些不活跃的蚂蚁直接背到某一个新家中，相比“跟从”的招募方法来说，效率大大提高，很快就可以完成搬家的过程。值得指出的是，这些过程阶段的划分并非对所有蚂蚁都一致，比如有的蚂蚁进入了第四个输运阶段了，有的蚂蚁还出于第三个或者第二个阶段。而且，在第四个阶段，还有部分蚂蚁出现了反向的“跟从”行为，即这些蚂蚁会招募到某一个巢穴中的蚂蚁，把它们引到老巢中。

令研究人员不理解的是，这些蚂蚁群体往往可以作出一个正确的选择，大约5次里面有4次，群体全部最终选择了条件好的新家，为什么呢？

研究进行到这个阶段，科学家需要提出一些假说、理论或者模型来帮助他们理解这种行为了。研究人员针对这个过程提出了一个阈值响应的机制（Quorum response），即在跟从阶段，蚂蚁不断的衡量在某一个新家中同伴的数量，一旦发现数量超过了某个值，这些活跃的蚂蚁马上开始了高效率的输运过程，开始把蚁群中其他不活跃的同伴直接搬运到这个巢穴。因为在好的巢穴中往往会有更多的被招募的蚂蚁，所以蚂蚁群体根据这个机制，最终会选择较好的巢穴。

根据这个模型，可以在计算机上绘制出蚂蚁搬家的图像。通过与实验中描绘的蚂蚁搬家的图像比较，研究人员发现这两幅图像非常“相似”。研究人员推测这种阈值响应机制大概在蚂蚁搬家过程中起了重要的作用。

是的，在这儿，有主观的因素进入到了科学研究中。蚂蚁搬家的过程，是一个比较复杂的过程。要描述这个复杂的过程，理论上可以提出一些关键的机制，然后根据这个机制建立模型，但理论或者模型与实验的比较却有着新的方法。再不能像简单体系的物理实验那样达到“小数点后的十几位”，理论与实验的吻合在很大程度上是定性的，依靠人判断的相似性。

也许蚂蚁搬家的时候，它们不会料到，有那么多小孩子，有许多研究人员正在在如此关注的看着它们，思考着它们。

                                       2011/4/25   于重庆师范大学