作って動かすALife ―実装を通した人工生命モデル理論入門

4章生命としての群れ

個体が生まれ、自己複製ができるようになると、その集団は群れを形成しますが、今度は群れそのものがひとつの個体のように振る舞います。ALifeの分野では、自律的に動いている個体同士が協調しながら動作する時、集団そのものの行動のパターンや構造が「創発」するメカニズムが追究されてきました。

この章では、鳥の群れのシミュレーションであるボイドモデルを動かしながら「群れ」の本質に迫り、集団の創発現象という観点がインターネットにおける集団知の生成、ひいては社会システム全般におけるコミュニケーションの問題にもつながる流れを見ていきましょう。

4.1　創発現象

歴史家デヴィッド・クリスチャンはそのエッセイの中で、「創発」が最も美しい科学的なアイデアであると述べています。

創発現象とは、自律的に動く個体間の協同現象の結果、自己組織的にパターンや構造が現れる現象を指します。例えば、生物の形や模様の形成といった自己組織化から、鳥や昆虫の群れのように、個体間の局所的な相互作用を通じて、集団として高度な動きを見せる現象など、自然界の生命には創発現象が多く存在します。

ALifeの研究の歴史の中でも、創発を生み出すメカニズムについての研究は多くあります。

これまでの章で見てきたフォン・ノイマンのセルラー・オートマトンや、アラン・チューリングに端を発する反応拡散系モデルも、そのミクロな相互作用の結果、パターンや構造として創発現象が現れる例です。その他にも、アリの群れが巣からエサのある場所までの最短経路を見つけ出す創発現象を模倣した計算方法（アリコロニー最適化）や、魚や鳥の群れの中で、1匹がよさそうな経路を発見すると、群れの残りはどこにいてもすばやくそれにならうことができる創発現象を模倣した計算方法（粒子群最適化）といった応用があります。 ...