由對螞蟻溝通方式的研究來看歸納與綜合

把一個現象分解成元素（在此是把細胞分解成細胞器和分子），是經由歸納法而達成的融通。重新組合元素，則是經由綜合法達成的融通，尤其是再利用由歸納法獲得的知識來預測自然界當初是如何構成的。這兩個步驟組成的程序，是自然科學家做研究時一般采用的運作方法：由上而下用分析法跨越兩三個組織層次，之后再由下而上用綜合法跨越相同的層次。

以我自己研究中的一個普通例子來看，就可以簡單說明這種運作程序。相隔一段距離的螞蟻，會互相通告彼此的危急狀況。當一只工蟻受到攻擊，被壓在地上或受到威脅時，離它幾英寸遠的同窩螞蟻會感受到她的危機（我用“她”是因為所有的工蟻都是雌性的）而匆匆跑過去幫忙。這種緊急的求救信號可借由視線溝通，但是很少見，因為這類沖突經常在暗處發生，而且許多種螞蟻都是盲目的。求救信號也可以經由聲音傳遞；受攻擊的工蟻會用腰部摩擦身體尾部，制造出尖銳的聲音，或者上下反復搖擺身體來擊地發聲。不過，只有某些種類的螞蟻會發出聲音傳遞信號，而且只在特殊的情況下才采用。

1950年代，剛成為昆蟲學家的我得知這些事實后，就猜想工蟻發出的緊急信號可能是化學性的。當時的研究人員把這種化學傳信物質稱為“化學釋放物”（chemical releaser），也就是今日的費洛蒙（pheromone，亦稱信息素）。為了測試自己的想法，我收集了紅收獲蟻（red harvest ant）和其他一些我對其有深入了解的蟻種。隨后，我把這些螞蟻放在一個人工蟻巢中，就好像兒童在建立螞蟻窩那樣，再利用立體顯微鏡和制造手表用的鑷子，解剖剛受到迫害而死亡的工蟻，從中取出可能含有緊急求救信號的費洛蒙的器官。我拿一根細棒，利用棒尖把這些肉眼勉強能見的白色小塊組織一個一個壓碎，然后把棒尖伸入休息的螞蟻群中。采用這種方法，我獲知至少有兩種腺體能夠產生功效。其中一種位于工蟻下顎基部，另一種則在肛門附近。這些腺體所釋放的物質會使螞蟻像充電般繞著棒尖團團旋轉，只有偶爾會暫停下來檢查并撲咬壓碎的組織。

我確實找到了費洛蒙的來源，但它們又是什么樣的物質呢？我接著求助于化學家雷尼爾（Fred Regnier）。雷尼爾和我年紀相仿，剛開始專業生涯。他能夠分析極小的有機樣本，而對于推動螞蟻溝通方式的研究而言，他這項專門技術是當時最需要的。雷尼爾利用當時最新的科技，包括氣體色層分析法和質譜儀，確認出其中產生效用的物質是由簡單的烷烴（alkane）和萜類化合物（terpenoid）混合而成。他接著在實驗室內合成了高純度的相同化合物，并把少量樣品放入蟻群中，我們觀察螞蟻的反應和我在初步實驗中觀察到的相同。因此，雷尼爾辨認出的腺體化合物，的確就是傳遞緊急信號的費洛蒙。

這個發現是了解更廣泛、更基本的費洛蒙效應的第一步。我接著請一位年輕的數學家伯塞特（William Bossert）幫忙。（我們那時候都很年輕；年輕的科學家有最好的想法，更重要的是，有最多的時間。）這個問題的新奇感以及我所提供的微薄薪水吸引了伯塞特，他同意為費洛蒙的擴散過程建立物理模型。我們知道化學物質會由腺體的開口處蒸散出來，所以靠近開口處的分子密度，足以讓螞蟻直接聞到。產生這個現象的三維空間范圍稱為“活化空間”（active space）。活化空間的大小形狀，可以通過已知分子的物理性質來加以預測，而且可以通過分子云從擴散到引起螞蟻警覺所需的時間來加以驗證。我們同時采用模型和實驗來測量分子擴散的速度，以及螞蟻對分子的敏感度，并由此合理地肯定了工蟻會散發費洛蒙來達成溝通的目的。

我們采取的分析步驟，正是科學研究中普遍使用的方法。這些步驟的依據，是幾世代的早期科學家融通了各學科后所建立起來的學識。為了解答螞蟻緊急傳信的問題，我們采用歸納法，把生物體這個特殊的組織層次，化簡為更一般的分子層次。我們嘗試使用物理學和化學來解釋生物現象。很幸運，這次我們成功了。

采用相同方法進行的費洛蒙研究，在之后數十年中繼續帶來成效。分別獨立作業的許多生物學家共同指出，螞蟻采用許多類似于緊急傳信的化學系統來組織群體。我們發現，螞蟻的身體是由腺體構成的行動電池，充滿了帶有信號的化合物。當螞蟻發出單一或一組含有不同成分的費洛蒙時，實際上是在告知其他螞蟻：有危險，快過來；有危險，快散開；有食物，跟我來；有一個較好的筑巢場所，跟我走；我是和你同窩的螞蟻，不是外來者；我是幼蟻。螞蟻能發出的信號有10到20種不等，其中差異是根據螞蟻的地位（例如兵蟻或次要的工蟻）和種類而定。這些味覺和嗅覺上的密碼無所不在又極具威力，當它們一并發揮作用時，可以將整個蟻群結合成單一的運作單位。因此，每個蟻群可以視為一個超生物體（superorganism），也就是一群傳統的生物體聚集在一起，并如單一的大型生物體一樣地行動。這樣的群體有如原始的信號網，大致上和神經網絡雷同，擴大來看更好比百頭海怪。只要碰觸其中一只螞蟻、碰觸網絡內的一條線，影響就會向外散發開來，波及群體所共有的智能。