第二章 行人、螞蟻和米粒

三三兩兩,未來的被試們匯聚到了雷恩大學博略校區集合點。儘管早晨在大學餐廳裡吃了一口,此刻我還是感到自己的胃揪成了一團。早餐選單不大討我喜歡,但主要還是今天要啟動的實驗的規模使我食慾全無。實驗涉及60名被試和價值幾千歐元的裝置,來了一個記者團隊和十二三個同事。這陣勢可容不得半分差錯。

幾十張陌生的面孔迅速佔據了接待大廳。「那個行人的什麼實驗,是這兒吧?」「實驗過程中我們要做什麼呀?」「穿高跟鞋行嗎?」「這紅燈是什麼?」喧鬧之中我不知道該先回答誰才好,而新的人流還在不斷湧進來。被試需要逐一填好問卷,在協議上簽字,戴上實驗裝備,然後跟隨指引轉入主實驗室。我的同事們東奔西跑,亂得好似熱鍋上的螞蟻。

實驗室的入口處就讓人印象深刻。在大廳中間,巨大的環狀走廊佔據了視野中心。旁邊是十幾臺電腦,可以讓我們即時監測現場情形。在它上方2.5米高的地方懸著12只紅外線攝像頭巨眼,這些高科技裝置俯視全場,記錄幾百只放置在被試肩上的微型感測器的移動路徑。這和電影《地心引力》裡捕捉喬治·克魯尼動作的技術或足球遊戲中將克里斯蒂亞諾·羅納爾多腳下動作細節數字化的技術是一樣的。這些機器會以釐米級別的精確度識別、定位、記錄受試行人的每一個動作。無休無止的手動資料整理時代從此終結!現在是科技替我們做苦工的時候了。

攝像機發出刺眼的紅光,與走廊牆上的藍燈對比強烈,讓現場看起來很有未來感。即便克魯尼和羅納爾多不在,場面本身也足夠震撼。我是怎麼走到這一步的呢?

跨學科的好奇心

我是在圖盧茲的一個生物學實驗室開始讀博的。那裡的同事們研究群居動物的集體行為。研究物件有羊群、魚群、昆蟲群、椋鳥群,甚至蟑螂群……簡單來說,他們每個人都有自己最愛的動物。餐歇的時候,這裡的自我介紹通常是這樣的:「我搞螞蟻,他搞蜜蜂,後面那個小姑娘,她搞毛毛蟲。」輪到我了,我怯生生地試著用同樣的句型回答:「我是搞行人的。」這聽起來不那麼好聽。所有人裡只有我不研究動物種群,而且我之前的資訊工程專業背景也顯得不大合群。總而言之,我必須理解和適應我的工作環境。

不過生物學實驗室的環境有時會令人狼狽不堪。比如我逐漸意識到,如果早上到實驗室的時候發現一隻蟑螂趴在自己的電腦鍵盤上,不必驚動後勤衛生部門,應該立即向實驗動物飼養處的負責人報告:發現一名「研究物件」潛逃!負責人就會迅速趕到,控制「逃犯」,並不失時機地逼著我聽他分享他的專長,「這是一隻德國小蠊(blattellagermanica),蜚蠊目,性喜群居,經常數百隻地聚集在潮溼炎熱的地方。」好,明白了,能不能趕緊把它從我的辦公室帶走?

有一天,一個和善的小鬍子同事來找我。只見他腳蹬塑膠高筒靴,頭戴卡其色闊邊帽,肩上扛著一把鏟子:「我們這就要去蟻穴探險,一起來嗎?」我壓根兒想象不出來這類探險的性質,他們要用鏟子把校園裡的蟻穴都挖出來嗎?還有一回,我辦公室鄰座的同事花一整天時間用極細的畫筆給他的昆蟲腹部上塗顏色。「這樣才能分得出它們。」他簡單解釋道。他是不是還給它們起名字啊?

一句話,對於我這樣一個前資訊工程師來說,這地方多少有點令人費解。我除了養過拓麻歌子——20世紀90年代風靡青少年的電子寵物小雞——以外從未養過任何一種動物。當然,這些乍看驚人的事情都有嚴肅的目的:蟻穴探險是到樹林中去捉螞蟻以更新實驗室儲備,而給昆蟲肚皮上塗顏色是為了分辨它們在群居生活裡的分工。對我最有意義的是,我漸漸明白了人群與這些動物群其實並沒有那麼大的區別。無論是行人、蟑螂,還是羊,都是同屬「群體行為」研究的不同視角。

上一章所講的走廊裡的行人實驗,不過是我研究計劃中的第一步。接下來,我應該逐步擴大研究群體的規模。我的第二個專案不再研究兩個行人之間交錯而過,而是方向相對的兩股人流的交錯而過,類似於商業街上常常出現的場景。在為這一主題查詢資料的過程中,我見識了著名的「布氏遊蟻」(ecitonburchellii),也就是行軍蟻。

我的動物生物學同行談起它時無不充滿敬意。這種節肢動物以極端恐怖的攻擊性聞名,令亞馬孫叢林內所有的小型動物聞風喪膽。當它們處在飢餓中時,就會發動令人印象深刻的覓食遠征,被巴西人稱為「侵略」(marabunta):數以千萬計的飢餓蟻群排成長達200米、寬至數米的古羅馬方陣,所過之處,寸草不留。從甲蟲、蠍子、蜥蜴到小型哺乳動物,凡是能吃的東西都會被它們千刀萬剮,切成碎塊,然後被帶回巢穴,變成美餐。

遊蟻方陣計程車兵們個個擁有鋸齒狀的強健下顎,一旦咬住獵物,絕不鬆口。一些南美部落甚至用它來縫合外科手術創傷。此項技術也很簡便,只需把一隻憤怒的螞蟻放在傷口邊緣,等待昆蟲咬住傷口,合上雙顎,然後揪掉它的腦袋,留下大顎緊緊扎住傷口。這項技術如此天然而高效,有潛力風靡各家穿孔店。

我曾在youtube上發現過軍團蟻襲擊驚恐萬狀的行人的影片,事情就發生在阿拉斯加的小鎮街道上。好在我過了一會兒便反應過來,這不過是1998年的恐怖電影《螞蟻的襲擊》中的一個場景。也是這種生物,在《奪寶奇兵》第四部裡生吞了大惡人克羅奈爾·多烏申柯,救了哈里森·福特的命。斯皮爾伯格在這一幕上的特效還是費了一番功夫的。

你可能會問,這些都很有意思,不過跟行人的流動有什麼關係?關係就在於,這些布氏遊蟻是雙向交通方面的冠軍。無數遊蟻個體沿著它們的巨型獵食方陣,不停地在覓食地點和巢穴之間來來回回。2003年的一項研究表明,遊蟻的雙向流動極有條理。離開巢穴奔赴覓食地點的遊蟻走兩側,揹著獵物回巢的走路中間。這三條道路並行無礙,既避免對流擁堵,又能將運送獵物者保護在方陣中間,不被沿途受到食物吸引的掠奪者搶劫。那麼,人類的行人流動能不能按同樣高效的方式組織呢?

在尋找行人與這些群居昆蟲的共同點之前,我先做了文獻工作,尋找前人對行人行為的研究成果。一些物理學家為我提供了新思路。事實上,在大眾研究領域,物理學家們佔據了重要地位。其中,瑞士物理學家德克·赫爾賓(dirkhelbing)是領域內的頂尖學者,如今在蘇黎世聯邦理工學院主持一個研究團隊。他對我的專案感興趣,表示願意給予我資助,讓我在博士期間到他的實驗室工作上一年半載。

就這樣,在生物學家的世界裡還沒站穩腳跟的我,又進入了物理學家的世界,這迫使我重新思考一切。在蘇黎世,螞蟻、蟑螂和大魚缸被寫滿方程式的黑板和超級計算機代替,有些實驗室裡甚至配備了一種專門用來不停搖晃米粒的機器。對,米粒,因為物理學家們也通過米粒堆積或沙粒堆積等非活性系統研究集體行為的性質。

「人流中的一個行人與沙堆中的一粒沙子有什麼區別?」一位同事有一回問我。「不知道。」我微笑著等待「腦筋急轉彎」答案揭曉。然而這並不是一個玩笑,也沒有謎底。相反,那位物理學者告訴我,這是個嚴肅的問題,因為在概念上人流與沙堆這兩個系統非常相似。

他們的研究可以是高度抽象的。比如,有一天一個同事興沖沖地要跟我分享他的最新發現。「你看這個!」只見他電腦螢幕的黑色背景上有幾百個小白點四處亂晃,讓我想起精子游動的畫面。「微粒之間是平衡的。」他說。經過幾步技術操作,這些「精子」突然開始圍著一箇中心點旋轉,形成旋渦,令人聯想起海洋深處的魚群。「瞧!發生了相變。」他微笑著總結。