合作的進化與懲罰的消亡——基于有成本懲罰的直接互惠模型的研究.pdf

1、在生物進化論發(fā)展的歷史長河中，進化生物學(xué)家查爾斯·達爾文和馬丁·諾瓦克為其作出了不朽的貢獻。查爾斯·達爾文提出的由競爭和沖突所支配的自然選擇理論奠定了此前人們公認的基本進化原則——突變和選擇，突變產(chǎn)生了基因的多樣性，選擇篩選出對環(huán)境最適應(yīng)的個體。然而，自然選擇理論卻無法解釋從低等生物到人類社會所普遍存在的合作現(xiàn)象，似乎競爭與合作總是以對立的方式存在著。而當(dāng)馬丁·諾瓦克意識到競爭與合作猶如事物的正反兩面總是處于形影不離的狀態(tài)時，他提出了物

2、種進化過程的第三個原則——合作。馬丁·諾瓦克認為，在一貫冰冷的競爭環(huán)境下，合作可以跟無情的生存邏輯很好地相融共處，合作實現(xiàn)了從基因到有機體、從語言到復(fù)雜的社會行為的進化。
　　近幾十年來，對合作進化機制的探索讓無數(shù)進化生物學(xué)家著迷，馬丁·諾瓦克在吸收和發(fā)展了眾多學(xué)者的研究成果之后，提出了促使合作進化的五種機制，分別是親緣選擇，直接互惠，間接互惠，網(wǎng)絡(luò)互惠和群體選擇，并把合作進化的條件歸結(jié)于一個統(tǒng)一而且簡單的不等式。
　　本文

3、在經(jīng)典直接互惠的理論基礎(chǔ)上對直接互惠模型進行擴展，著重考察有成本懲罰的直接互惠模型，并且結(jié)合理論分析和文獻綜述建立起了一個“三位一體”的研究模式，這個研究模式包括對該模型進行的合作性納什均衡理論分析，在有限種群中對該模型進行的計算機模擬和真人互動實驗。
　　首先，通過對進化博弈基礎(chǔ)理論和相關(guān)文獻的梳理深入地掌握經(jīng)典直接互惠中合作行為和懲罰行為的循環(huán)進化過程，并利用相應(yīng)的理論方法分析有成本懲罰的直接互惠模型的合作性納什均衡。結(jié)果表明

4、，當(dāng)有成本懲罰策略的成本不大于合作策略的成本時，存在使用有成本懲罰策略的合作性納什均衡；當(dāng)有成本懲罰策略的成本大于合作策略的成本時，有成本懲罰策略不能得到進化，合作性納什均衡是寬容的以牙還牙策略。
　　其次，本文介紹Randetal.（2009）對該模型進行的有限種群中的計算機模擬進化。計算機模擬結(jié)果與納什均衡理論分析一致，再現(xiàn)了有限種群隨機特征下合作進化的狀態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)當(dāng)有成本懲罰策略的成本不大于合作策略的成本時，有成本懲罰策略

5、在某些參數(shù)范圍內(nèi)不能得到進化，否定了部分納什均衡分析的相關(guān)結(jié)論。
　　最后，本文針對該模型，參考Dreberetal.（2008）和Wuetal.（2009）進行的實驗，設(shè)計了相應(yīng)的真人互動實驗，并對收集到的實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計檢驗和統(tǒng)計建模分析。實驗數(shù)據(jù)再次充分驗證了納什均衡理論分析和有限種群中計算機模擬的結(jié)果：合作種群能夠在有成本懲罰的直接互惠模型中得到進化，懲罰種群最終會被消亡。而真人互動實驗體現(xiàn)出了寬容的隨機特性，它左右著真人