集体感知的进化价值

我们提出了一个在随机变化环境中生长的种群中集体感知的数学模型。在该种群中，个体利用一个信息通道感知环境，并利用两个通道分别进行信号产生与理解以实现彼此间的通信。我们表明，此类系统的存在对种群增长有正向作用，因而可具有正向的进化效应。我们表明，由集体感知带来的增长增益与信息论实体相关，这些实体可被视为该系统从环境中获取的信息内容。我们进一步表明，由网络或空间结构导致的通信异质性会提高增长。我们计算了位于晶格上的种群的增长率，并表明在观测或通信的最大噪声水平附近，增长率随噪声减小而呈指数增长。这一指数效应使得集体观测在进化过程中易于涌现。此外，我们能够量化一些有趣效应，如由通信的信息放大导致的加速增长与决策简化。最后，我们表明，表征形成中的一定量的噪声比信号产生中的同等噪声具有更不利的影响。