作者:王瑞武 来源:《中国科学C辑》 发布时间:2010-3-23 11:30:00
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合作行为的非对称性演化
 
近日,中国科学院昆明动物研究所生态与环境保护中心王瑞武副研究员和云南财经大学石磊教授合作发现基于均衡思想而发展的亲选择理论,即Hamilton定理、互惠选择理论,“多次重复的囚徒困境原理”和和群选择等经典合作演化理论本质,就是证明合作双方初始关系系数可以维持合作关系的稳定,也就是证明了合作系统存在严格的合作Nash均衡或进化稳定对策(ESS)。不同选择理论其实质就是证明这些不同选择机制是怎样产生合作双方的初始关系系数的,并如何形成一个合作的Nash均衡。虽然文献对这部分事实从不同角度做过证明,但这些经典的合作演化理论从本质可以概括为:合作系统的合作双方的初始亲缘或互惠系数将形成一个稳定的合作的Nash均衡。
 
但是,王瑞武和石磊进一步分析表明,合作双方存在高度的亲缘或互惠关系,合作系统仍然不能维持稳定。这是因为如果合作双方存在一个稳定的合作关系,任何其它的不合作行为在一个已经形成的合作系统中将会有更高的适合度或利益。因此合作系统可能不存在稳定性,亲缘或互惠系数本身不能维持合作关系的稳定。王瑞武和石磊通过设计模型认为合作系统本质上是一个非对称的系统,通过系统的非对性相互作用,合作双方可实现局域性合作关系的稳定。也就是说合作方的个体之间不同的空间、时间状态将可能导致合作方与合作接受方不同的相互关系(即合作或冲突关系)。合作系统可能处于非均衡状态(混沌系统)。在非对称系统中,合作接受方对消极合作者或欺骗者的惩罚而对合作个体的奖赏将提高合作方对合作接受方的贡献率,即提高了类似于亲缘系数或互惠系数初始关系系数。该初始相关系数将为合作行为的演化提供一个支点,但该系数不能决定合作行为演化的方向。因此该模型也有效地解释了为什么几乎所有的合作系统都存在直接的冲突。由于任何一个个体的基因型或表现型在适合度或利益的实现上存在不确性,也就是说任何一个绝对选择自私的基因并不一定获得更高的适合度或利益,因而无私的基因反过来也有存在的可能性了。
 
非对称性和非均衡状态在原子物理学(见宇不守恒定理)、热力学(见耗散结构理论)、有机化学以及信息经济学已到广泛证明,而且被证明了可能是物质存在的一种基本形式之一。从本质上说,合作问题就是部分与整体的关系。物理学或化学将解决的个体不同粒子/分子如何形成有序的整体,而经济、社会或生命科学的合作问题事实上就是不同个体如何形成一个有机的整体机体或系统。该模型似乎暗示了生命系统的演化极可能与物理学和化学等无生命/无机体的演化遵循了相同的运转规律。
 
该研究成果由中国科学院昆明动物研究所张亚平院士向《中国科学》推荐,发表在2010第一期的《中国科学C辑》。(来源:中科院昆明动物研究所)
 
 
 
 
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