主题：【25个科学问题征文】合作行为是如何进化的? -- 三丰子
家园 【25个科学问题征文】合作行为是如何进化的? [摘要]
科学家们正在尝试用进化游戏理论(注1: 进化游戏理论来源于于数学游戏理论在生物行为中的应用) 来量化合作行为, 以及来预测在不同环境下的行为结果. 由游戏理论建立起来的模型现在还都不完善, 但随着游戏理论本身逐渐完善和加深, 研究人员希望能够对支配复杂社会的规则有一个更为清楚的认知. （注2；这个摘要写得不全面，可能不是作者所写，进化游戏理论是提到的几个解决途径之一）
[正文]
达尔文在构思他最重大的理论 “物种起源” 的时候, 一个事实困扰着他, 这就是为什么在社会群体中, 无论是蚂蚁还是人, 大多数的个体是为群体的共同利益而工作的.这个事实和他的提议似乎相左, 他认为个体的适应能力是自己长久生存的关键.
然而在他写<<人类的由来>>之前, 达尔文已经想出了几种解释. 他提议自然选择的规则可以鼓励在家族内部的损己利人的行为来提高整个家族的繁衍能力. 他还引进了一个 “互惠” 的概念, 既不相关的但亲近的个体可以互助, 如果两者都是利人的话. 虽然一个世纪以来有成打的社会概念多多少少是从这个概念中衍生出的, 但为什么进化合作行为以及是如何进化的在细节仍未被解决.
动物在许多方面是相互帮助的. 在社会性种类中, 从蜜蜂到无毛鼹鼠, 家族的形式孕育了合作行为: 一些雌性放弃自己的生育去帮助地位更为主宰的雌性抚育后代; 相同的工作安排让不相关的个体共同工作; 还比如，黑猩猩会团结起来去抗击来猎食的天敌, 互相保护甚至以自己个体利益为代价.
慷慨大度在人类中是普遍的. 的确, 一些人类学家甚至认为人们对自己亲戚和周围人的信任是进化而来的, 这种倾向的进化使得人类成为地球的主宰脊椎动物. 因为合作使得人类的祖先得到更多的食物, 更安全, 更好的育儿环境, 这些又反过来提高了生殖的成功率.
同样是合作, 但合作的程度可以是千差万别的. 虽然“骗子” 是能踩着众人而获利的, 至少这在短期来看往往是如此，但合作在许多生物种类中普遍存在, 这说明它是一个有利于生存的好的谋略, 特别是从长远的角度来看. 当然摩擦是永远存在的, 存在于不同的种族, 政治, 宗教团体间, 甚至是一个家庭中.
外链图片需谨慎，可能会被源头改
外链图片需谨慎，可能会被源头改进化生物学家和动物行为研究人员正在寻找合作行为的基因基础和分子层面的驱动源, 以及从生理, 环境, 和行为等方面对社会性的推动力. 比如研究哺乳动物的神经学家从田鼠和鬣狗身上发现了脑中的化学元素和社会行为谋略有着紧密的关连.
另外一种研究途径是用更多的数学的思维将进化游戏理论用来量化合作行为, 以及来预测在不同环境下的行为结果. 这种研究方法最初是为经济学而发展的 (注3: 进化游戏理论越来越大被经济学家, 社会学家, 人类学家, 以及哲学家, 所关注. 比如，在应用到社会科学中时,进化游戏理论中的“进化”一词并不一定是生物进化，而是文化的进化。) 游戏理论揭示了一个看似与生俱来的对公平的渴求：游戏者会花时间和精力来惩罚不公平的行为， 即便这对施罚者不会带来任何好处的情况下。类似的研究还表明， 即使对于两个初次见面的人，双方也有相互公平的自然倾向：。这些行为是很难解释， 因为显然它们和一个基本的信条相左， 即合作从根本上是出于寻求最大的自我利益。
从游戏理论中建立起的模型还不完美。 比如，它们没有充分地考虑到情绪对合作的影响。虽然如此，随着游戏理论本身逐渐完善和加深, 研究人员希望能够对支配复杂社会的规则有一个更为清楚的认知.
综上所说， 这些所有的解决途径的努力正帮助社会学家和其他学科的人员加深对达尔文所观察到的合作行为的理解。就象达尔文预测所说，互惠是个强大的生存方略。
现在的研究人员发现一个好的记忆是十分必要的：实践互惠行为的生物看起来只能是那些能记住谁是乐与助人的和谁不是。人类记住脸谱的能力是具大的，因此这能帮助维持对一个人一生的感觉， 无论是好的坏的， 即便是很长时间见不到那个人。相比较而言， 其他的生物对互惠的实施，如果有的话， 也是在很短时间尺度内。
由于个人观察的局限性，达尔文只想出对合作行为几条泛泛的理论基础。由于当代的游戏理论以及其他试验方法带来了一些独特的视角，生物学家正在一点点的让达尔文的理论更完善，并希望在某一天能理解我们需要如何行动才能把合作的精神激发出来。
所有蓝字为丰子所加的注释, 与原文无关.
(题外话: 能否我们在彻底理解为什么合作的进化起源之前,就自觉多培养合作精神呢?在这里虽然鼓励个人独创精神,更注重的TEAM WORK.)
元宝推荐：ArKrXe,
本帖一共被 4 帖 引用 (帖内工具实现)家园 好文章，谢谢。 家园 game theory = 博弈论 也有翻成竞局或赛局理论的, 国内一般翻为博弈论.
建议改下关键词.
家园 花你~
家园 进化游戏理论是不是进化博弈论？ evolutionary game theory?
在我所知，进化博弈论在模拟无意识的活动时比较成功，如解释生物演化方面，而对于社会活动如经济活动的模拟不太成功。这是由其模型建立的基础所决定的。
传统的博弈论（game theory)有个致命的假设，即完全理性(rationality)。而进化博弈论，我认为更接近于完全无理性假设(non-rationality)。
简单说一下我的理解：
进化博弈可以说是生物进化过程的一种策略化描述。假设物种有不同的策略，持有这种策略的生物个体在环境中（包括同种和不同种的生物个体）生存，换句话说，叫参加博弈。持有比较成功的策略的个体将成功生存并繁衍后代，而失败者个体消失，无法繁衍后代，其持有的策略也消失。而这种成功的策略也得以保留并参加下一次博弈。决定策略成功与否的因素是成功的策略会在博弈中取得高于平均水平的收益（payoff).（这是模仿者动态，另外还有学习者动态，混合动态等等）.那些稳定的策略，犹如进化成功的物种，叫进化稳定策略（Evolutionary stable Strategy)。
所以在这样的博弈的过程中，理性并没有参与作用。生物个体，被动参与博弈（甚至不能叫参与博弈）。起作用的是生物的遗传，变异等因素。但是，从观察中，我们能看到，没有理性，思维，意识参与的生物进化，却更像是具有完全理性的博弈者的活动结果；换句话说，具有完全理性的博弈者参与与生物进化同样的博弈，得到的结果与完全无理性的物种进化结果一致。所以，把生物进化与博弈结合来看，看起来是有理由的。
进化博弈的另外一个特点是，他能模拟动态活动。
此外，制度（institution)或组织也可能被考虑进去。
但是，我以为进化博弈论的缺陷也在于其关于理性的假设。
因为人类活动是不完全理性的（bounded rationality)。所以在社会活动中，进化博弈论还需要refine.人类的cognitive活动，reasoning 等很多需要解释。
以上是自己的理解。请方家指点一下。：）
家园 高手 模仿者动态和学习者动态分别是什么意思？字面上听着差不多嘛。
这方面有没有好的入门文章和综述文章？
- 复 高手
家园 相关的介绍 高手就不是了。我也在学习中，即希望有高人能指点一二。 ：）
http://plato.stanford.edu/entries/game-evolutionary/
http://www.holycross.edu/departments/biology/kprestwi/behavior/ESS/ESS_index_frmset.html
相关的介绍可以参见上面的网址。第二个网址是John Maynard Smith 的网页，他是ess的提出者之一。可惜已经过世了。
Jörgen Weibull的《evolutionary game theory〉一书是对这个理论的介绍，有兴趣的话，可以一读。
学习者动态应该是reinforcement dynamics吧。好像确切的翻译应该是强化（学习）动态。
家园 多谢提醒. 原来有这么好的一个对应词. 一年前ORDERED一篇专业中文文献,都得有几个词因为不是直译,而不确定是哪个英文翻的, 琢磨半天
.
家园 我想，一个是被动的合作，一个是主动的合作 在自然界当中，可以说是因为进化中的选择导致“被动”的组织合作。具有合作能力的群体容易得以保存，而那些只能单打独斗的，则在进化过程中容易被淘汰。因为单体获取食物和抵抗风险的能力相对要比群体的弱。
两性的出现，大概也和这个有关系。最早的时候，繁殖是不需要性的。也许是因为这种组织合作形式的优势，最后才以两性繁殖为主。
不过，人应该可以聪明到主动“合作”了。
家园 不懂也花 家园 写的什么乱七八糟的，看不懂！ 挺悬呼的，送个花吧！
家园 Ok,I can summarize something in debate on altruism/cooperation if i have time someday.
I think it is a pity that this paper did not mention enough an important concept of altruism in cooperatin.
家园 对对对，互惠，合作是很重要的。比如我给你加个精，你给我 送几朵花。你好，我好，咱们大家好，哈哈哈哈...就像香港电影里黑老大的那句口头禅“有钱大家赚，大家发！”.
Am I Right？
家园 Flower~