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(guò)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(huì)學(xué)家以及經(jīng)濟(jì)學(xué)家試圖解決的重要范疇之一?；诰?、對(duì)稱性思想而發(fā)展起來(lái)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(jìng)爭(zhēng)，選擇合作策略將是參與雙方的優(yōu)勢(shì)策略。克拉夫獎(jiǎng)獲得者（諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)授予生態(tài)與環(huán)境科學(xué)zui高獎(jiǎng)）John Maynard Smith證明了上述理論事實(shí)就是證明了合作雙方將形成一個(gè)嚴(yán)優(yōu)的納什均衡或進(jìn)化穩(wěn)定策略。而統(tǒng)計(jì)學(xué)家、2002年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)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(shù)--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(gè)非對(duì)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(shì)方--榕樹(shù)通過(guò)控制其苞片關(guān)閉，“設(shè)定規(guī)則”致使系統(tǒng)中弱勢(shì)方--小蜂發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：如果小蜂之間存在競(jìng)爭(zhēng)，則小蜂與優(yōu)勢(shì)的榕樹(shù)更容易表現(xiàn)為合作關(guān)系，而小蜂之間沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，則小蜂與優(yōu)勢(shì)的榕樹(shù)方則容易表現(xiàn)為沖突關(guān)系。通過(guò)系統(tǒng)的非對(duì)性相互作用，合作雙方可實(shí)現(xiàn)合作的局域穩(wěn)定性，但合作雙方的個(gè)體之間因不同的空間、時(shí)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(shí)上處于非均衡狀態(tài)（混沌系統(tǒng)）。在非對(duì)稱系統(tǒng)中，合作優(yōu)勢(shì)方將對(duì)消極合作者或欺騙者實(shí)施懲罰，而對(duì)合作個(gè)體給予獎(jiǎng)賞。合作系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)方通過(guò)“胡蘿卜加大棒”的策略提高弱勢(shì)方對(duì)優(yōu)勢(shì)方的貢獻(xiàn)率。合作優(yōu)勢(shì)方通過(guò)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(gè)比較穩(wěn)定的波動(dòng)。

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

這個(gè)結(jié)果同時(shí)揭示一個(gè)新的混沌或波動(dòng)產(chǎn)生機(jī)制。經(jīng)濟(jì)學(xué)家、1994年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者澤爾騰認(rèn)為納什均衡的概念過(guò)于嚴(yán)格，他認(rèn)為系統(tǒng)應(yīng)該存在波動(dòng)或擾動(dòng)，即系統(tǒng)將存在“顫抖手”效應(yīng)。英國(guó)*學(xué)會(huì)主席Robert May等認(rèn)為合作系統(tǒng)中的波動(dòng)或擾動(dòng)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(shí)驗(yàn)顯示：合作系統(tǒng)的波動(dòng)或擾動(dòng)源于合作雙方的非對(duì)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(duì)稱性將可能導(dǎo)致不確定性或混沌，系統(tǒng)通過(guò)控制初始值的大小而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定擾動(dòng)，上述理論在原子物理學(xué)、熱力學(xué)得到了驗(yàn)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(guò)所謂的吸引子，而生命系統(tǒng)的初始值控制是通過(guò)“胡蘿卜加大棒”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)結(jié)果將可能對(duì)人類(lèi)中心主義的哲學(xué)觀給予打擊：上帝造一個(gè)人跟造一個(gè)石頭事實(shí)上使用了*相同的手法。

英國(guó)*學(xué)會(huì)主席、克拉夫獎(jiǎng)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(gè)十分有意義的、重要發(fā)現(xiàn)。

該結(jié)果已在英國(guó)*學(xué)會(huì)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(cái)經(jīng)大學(xué)、香港浸會(huì)大學(xué)統(tǒng)計(jì)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(duì)稱性可能是一把“雙刃劍”：盡管該課題組前期理論以及實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明非對(duì)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(shí)顯示：合作系統(tǒng)非對(duì)稱性的提高將同時(shí)會(huì)導(dǎo)致該系統(tǒng)內(nèi)的突變率或創(chuàng)新能力的下降，將會(huì)減少合作系統(tǒng)內(nèi)遺傳、行為等方面的多樣性。