Interface：生命系統(tǒng)合作行為的演化與物理原子、分子的形成存在驚人的相似性

解釋合作行為的演化過程或合作系統(tǒng)穩(wěn)定性維持機(jī)制一直是生物學(xué)家、社會學(xué)家以及經(jīng)濟(jì)學(xué)家試圖解決的重要范疇之一?；诰狻ΨQ性思想而發(fā)展起來的親選擇理論、互惠選擇理論以及群選擇等經(jīng)典理論認(rèn)為合作雙方由于親緣關(guān)系、利益互惠或群體間的競爭，選擇合作策略將是參與雙方的優(yōu)勢策略?？死颡劔@得者（諾貝爾獎委員會授予生態(tài)與環(huán)境科學(xué)zui高獎）John Maynard Smith證明了上述理論事實就是證明了合作雙方將形成一個嚴(yán)優(yōu)的納什均衡或進(jìn)化穩(wěn)定策略。而統(tǒng)計學(xué)家、2002年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎獲得者Robert Aumann則證明了:如果合作雙方存在均衡狀態(tài)，合作雙方一定是理性的，合作的雙方的利益或適合度將存在正相關(guān)。

然而，王瑞武等以榕樹--榕小蜂這一種間合作系統(tǒng)為模式系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)合作系統(tǒng)本質(zhì)上是一個非對稱的系統(tǒng)，系統(tǒng)并不存在均衡狀態(tài)。合作系統(tǒng)的優(yōu)勢方--榕樹通過控制其苞片關(guān)閉，“設(shè)定規(guī)則”致使系統(tǒng)中弱勢方--小蜂發(fā)生競爭。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：如果小蜂之間存在競爭，則小蜂與優(yōu)勢的榕樹更容易表現(xiàn)為合作關(guān)系，而小蜂之間沒有競爭時，則小蜂與優(yōu)勢的榕樹方則容易表現(xiàn)為沖突關(guān)系。通過系統(tǒng)的非對性相互作用，合作雙方可實現(xiàn)合作的局域穩(wěn)定性，但合作雙方的個體之間因不同的空間、時間狀態(tài)將可能導(dǎo)致合作雙方不同的相互關(guān)系（即合作或沖突關(guān)系）。合作系統(tǒng)中合作雙方因而將表現(xiàn)為不確定性的相互關(guān)系，合作系統(tǒng)事實上處于非均衡狀態(tài)（混沌系統(tǒng)）。在非對稱系統(tǒng)中，合作優(yōu)勢方將對消極合作者或欺騙者實施懲罰，而對合作個體給予獎賞。合作系統(tǒng)中的優(yōu)勢方通過“胡蘿卜加大棒”的策略提高弱勢方對優(yōu)勢方的貢獻(xiàn)率。合作優(yōu)勢方通過上述機(jī)制控制該系統(tǒng)的初始值，使合作系統(tǒng)維持一個比較穩(wěn)定的波動。

上述合作系統(tǒng)的演化動力機(jī)制將顯然可以解釋包括人類社會在內(nèi)的種內(nèi)合作系統(tǒng)的演化動力與系統(tǒng)維持機(jī)制。

這個結(jié)果同時揭示一個新的混沌或波動產(chǎn)生機(jī)制。經(jīng)濟(jì)學(xué)家、1994年諾貝爾獎獲得者澤爾騰認(rèn)為納什均衡的概念過于嚴(yán)格，他認(rèn)為系統(tǒng)應(yīng)該存在波動或擾動，即系統(tǒng)將存在“顫抖手”效應(yīng)。英國*學(xué)會主席Robert May等認(rèn)為合作系統(tǒng)中的波動或擾動將可能源于“顫抖手”和空間異質(zhì)性這兩種機(jī)制。而王瑞武等實驗顯示：合作系統(tǒng)的波動或擾動源于合作雙方的非對稱性相互作用，而非“顫抖手”和空間異質(zhì)性效應(yīng)。

楊政寧、李政道的宇不守恒定理、普利高津的耗散結(jié)構(gòu)理論在物理學(xué)里論證了：非對稱性將可能導(dǎo)致不確定性或混沌，系統(tǒng)通過控制初始值的大小而實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定擾動，上述理論在原子物理學(xué)、熱力學(xué)得到了驗證。而生命系統(tǒng)與原子物理系統(tǒng)表現(xiàn)了出驚人的相似性，只是物理學(xué)初始值控制是通過所謂的吸引子，而生命系統(tǒng)的初始值控制是通過“胡蘿卜加大棒”來實現(xiàn)的。這個結(jié)果將可能對人類中心主義的哲學(xué)觀給予打擊：上帝造一個人跟造一個石頭事實上使用了*相同的手法。

英國*學(xué)會主席、克拉夫獎獲得者，理論生態(tài)與物理學(xué)家Robert May在看了該論文的初稿后給作者的郵件稱：這是一個十分有意義的、重要發(fā)現(xiàn)。

該結(jié)果已在英國*學(xué)會旗下的物理與生物交叉雜志《Interface》在線發(fā)表。該論文由王瑞武與云南財經(jīng)大學(xué)、香港浸會大學(xué)統(tǒng)計學(xué)教授石磊、朱力行，以及兩名碩士研究生孫寶發(fā)、鄭琪合作完成。

有趣的是，非對稱性可能是一把“雙刃劍”：盡管該課題組前期理論以及實驗證據(jù)表明非對稱性將有利于合作行為的演化，而該課題組還未發(fā)表的模型同時顯示：合作系統(tǒng)非對稱性的提高將同時會導(dǎo)致該系統(tǒng)內(nèi)的突變率或創(chuàng)新能力的下降，將會減少合作系統(tǒng)內(nèi)遺傳、行為等方面的多樣性。