فكروا في جميع الأشياء التي يجب أن تحدث من أجل ازدهار مستوطنة بشرية: الحصول على الطعام توفير المأوى تربية الأطفال، والمزيد. كما يجب أن تكون هنالك طريقة لتقاسم الموارد وتنظيم الجهود الرئيسية وتوزيع العمل على نحو فعال تخيلوا الآن أنّه يجب القيام بذلك دون أيّ تخطيط أو أيّ تواصل عالي المستوى أهلا بكم في مستعمرة النمل لدى النمل واحد من أعقد التنظيمات الاجتماعية في مملكة الحيوانات إذ يعيش النمل في مستعمرات منظمة تضم أعضاء من أنواع مختلفة يؤدون أدوارًا محددة ورغم أن ذلك قد يبدو مشابهًا لبعض المجتمعات البشرية إلا أنَّ هذا التنظيم لا يقوم على أيّة قرارات عالية المستوى بل هو جزء من دورة مبرمجة حيويًا في كثير من الأنواع يخرج الذكور المجنحون والملكات العذراوات من جميع مستعمرات القطاع من أعشاشهم المختلفة ويلتقون في منطقة متوسطة من أجل التزاوج مستعينين بالفيرمونات ليدل أحدهما الآخر على منطقة التزاوج يموت الذكور بعد التزاوج وتحاول الإناث تأسيس مستعمرات جديدة وتستقر القلّة التي تنجح في ذلك في بقعة ملائمة فتسقط أجنحتها وتبدأ في وضع البيض فتلقح بعضها انتقائيًا بالنطاف الذي خزنته من عملية التزاوج تتحول البيوض الملقحة إلى عاملات إناث تعتني بالملكة وبيوضها وسوف يدافعن عن المستعمرة ويبحثن عن الطعام بينما تتحول البيوض غبر الملقحة إلى ذكور مهمتهم الرئيسية هي الإنتظار إلى أن يصبحوا جاهزين لمغادرة العش والتكاثر، فتبدأ الدورة من جديد كيف إذن تقرر النملات العاملات ما عليها القيام به وكيفية القيام به؟ حسنًا، في الواقع إنها لا تقرر ذلك رغم أنّه ليس لديها طريقة للتواصل المتعمد إلا أنّ أفراد النمل يتفاعل أحدها مع الآخر عن طريق اللمس والأصوات والإشارات الكيميائية تحقق هذه الإجراءت أمورًا عدة من أداة إنذار للنملات الأخرى في حال قُتلت إحداها إلى إرسال إشارة عندما تشارف خصوبة الملكة على النهاية لكن إحدى أكثر الإمكانات الجماعية إثارة للإعجاب في مستعمرة النمل هي القدرة على البحث في مناطق واسعة بدقة وكفاءة دون خطة مسبقة لدى معظم أنواع النمل حاسة نظر ضعيفة أو معدومة ويمكنها أن تشم الأشياء القريبة منها فقط يضاف إلى ذلك افتقارها للتنسيق عالي المستوى ما قد يجعلها تبدو رديئة في الاستكشاف إلاّ أنّه توجد طريقة مدهشة ببساطتها تجعل النمل يزيد من كفاءته في البحث عن طريق تغيير أنماط حركتها بناء على تفاعلات فردية عندما تلتقي نملتان تتحسس إحداهما الأخرى عن طريق قرون الاستشعار ويحدث هذا بوتيرة أكبر عند وجود العديد من النملات في المنطقة ما يجعلها تستجيب بالتحرك في مسارات أكثر التواءً وعشوائية كي تبحث بدقة أكبر لكن في المناطق الأوسع والتي تحدث فيها اللقاءت بوتيرة أقل يكون بوسعها السير في خطوط مستقيمة لتغطية مساحات أوسع عندما تستكشف بيئتها بهذه الطريقة تمر النملة بأشياء مختلفة بدء من التهديدات أو الأعداء، إلى مواقع بديلة للتعشيش لدى بعض الأنواع مقدرة أخرى تسمى التجنيد فعندما تجد إحدى النملات الطعام تعود به وتضع علامة على مسارها برائحة كيميائية فتتبع النملات الأخرى أثر الفيرمونات وتجدده في كل مرة تجد فيه الطعام وعندما ينفد الطعام في تلك البقعة تتوقف النملات عن وضع علامة على مسار عودتها فتتلاشى الرائحة ولا تنجذب النملات إلى ذلك المسار طرق البحث والاسترجاع تلك تبدو بسيطة إلاّ أنّها في الواقع مفيدة لدرجة أنّه جرى تطبيقها في نماذج حاسوبية من أجل الحصول على الحلول المثلى لعناصر لامركزية تعمل عشوائيًا وتتبادل معلومات بسيطة ولهذا تطبيقات نظرية وعملية عديدة بدء من حل (مشكلة البائع المتجول) الشهيرة مرورًا بجدولة مهام الحاسوب وتحسين عمليات البحث على الإنترنت وصولًا إلى تمكين مجموعة من الروبوتات من البحث ضمن حق ألغام أو مبنى مشتعل، بشكل جماعي ودون تحكم مركزي ويمكنكم أن تروا تلك العمليات المدهشة رغم بساطتها إلا أنّها فعالة مباشرة من خلال بعض التجارب البسيطة عبر السماح للنملات بالدخول إلى أماكن خالية من مختلف المساحات والانتباه إلى سلوكها ربما لا يستطيع النمل التصويت أو عقد الاجتماعات أو حتى وضع الخطط لكننا مايزال بوسعنا نحن البشر أن نتعلّم شيئًا من الطريقة التي تجعل مثل تلك المخلوقات البسيطة قادرة على العمل بفعالية على ذلك النحو المعقد
Think about all the things that need to happen for a human settlement to thrive: obtaining food, building shelter, raising children and more. There needs to be a way to divide resources, organize major efforts and distribute labor efficiently. Now imagine having to do this without any sort of planning or higher level communication. Welcome to the ant colony. Ants have some of the most complex social organization in the animal kingdom, living in structured colonies containing different types of members who perform specific roles. But although this may sound similar to some human societies, this organization doesn't arise from any higher level decisions, but is part of a biologically programmed cycle. In many species, all the winged males and winged virgin queens from all the nearby colonies in the population each leave from their different nests and meet at a central place to mate, using pheromones to guide each other to a breeding ground. After mating, the males die off, while females try to establish a new colony. The few that are successful settle down in a suitable spot, lose their wings, and begin laying eggs, selectively fertilizing some using stored sperm they've saved up from mating. Fertilized eggs grow into female workers who care for the queen and her eggs. They will then defend the colony and forage for food, while unfertilized eggs grow into males whose only job is to wait until they are ready to leave the nest and reproduce, beginning the cycle again. So how do worker ants decide what to do and when? Well, they don't really. Although they have no methods of intentional communication, individual ants do interact with one another through touch, sound and chemical signals. These stimuli accomplish many things from serving as an alarm to other ants if one is killed, to signaling when a queen is nearing the end of her reproductive life. But one of the most impressive collective capabilities of an ant colony is to thoroughly and efficiently explore large areas without any predetermined plan. Most species of ants have little or no sense of sight and can only smell things in their vicinity. Combined with their lack of high level coordination, this would seem to make them terrible explorers, but there is an amazingly simple way that ants maximize their searching efficiency; by changing their movement patterns based on individual interactions. When two ants meet, they sense each other by touching antennae. If there are many ants in a small area this will happen more often causing them to respond by moving in more convoluted, random paths in order to search more thoroughly. But in a larger area, with less ants, where such meetings happen less often, they can walk in straight lines to cover more ground. While exploring their environment in this way, an ant may come across any number of things, from threats or enemies, to alternate nesting sites. And some species have another capability known as recruitment. When one of these ants happens to find food, it will return with it, marking its path with a chemical scent. Other ants will then follow this pheromone trail, renewing it each time they manage to find food and return. Once the food in that spot is depleted, the ants stop marking their return. The scent dissipates and ants are no longer attracted to that path. These seemingly crude methods of search and retrieval are, in fact, so useful that they are applied in computer models to obtain optimal solutions from decentralized elements, working randomly and exchanging simple information. This has many theoretical and practical applications, from solving the famous traveling salesman problem, to scheduling computing tasks and optimizing Internet searches, to enabling groups of robots to search a minefield or a burning building collectively, without any central control. But you can observe these fascinatingly simple, yet effective, processes directly through some simple experiments, by allowing ants to enter empty spaces of various sizes and paying attention to their behavior. Ants may not be able to vote, hold meetings or even make any plans, but we humans may still be able to learn something from the way that such simple creatures are able to function so effectively in such complex ways.