背叛的好處?「最適者生存」的穩定策略

一九八○年代,賽局理論轉變到一個甚至連馮紐曼也從未料過的方向。生物學和社會學成了賽局理論最活躍的應用領域。許多生物之間各種形式的合作和競爭在過去無法解釋,現在賽局理論提供了富有說服力的答案。

自然界經常十分殘酷和血腥,這是為生存而你死我活鬥爭的地方,是同類互相殺戮、只有最適者才能生存的地方。當有人談論獅子與羔羊共枕時,他談的不會是生態學的問題,而是超自然的事件。然而,大自然中確實有合作。燕千鳥會飛進鱷魚的嘴裡去吃寄生蟲,但鱷魚不會傷害這種鳥。鱷魚擺脫了寄生蟲,也可以從鳥的行為得知是否有敵人接近,燕千鳥則可以飽餐一頓。鱷魚可以輕易「背叛」,吃掉燕千鳥,但為什麼牠們不這樣做呢?

這類合作的例子曾經長期使生物學家困惑。誠然,這是相互有利的。如果每一頭鱷魚都把燕千鳥吃掉會怎麼樣呢?那就不會有燕千鳥留下來清除那些寄生蟲了。但這是一個知識份子式的論斷。大多數生物學家很驚奇鱷魚腦中也有類似的推理能力!同樣難以想像的是,鱷魚群體之中會有什麼道德準則禁止吃燕千鳥?是什麼使一隻鱷魚(牠不會關心「對整個物種的好處」)放棄送上門的美食呢?

圖/Pixabay
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穩定策略

「最適者生存」這句話很容易被誤解。聽起來似乎自然界有意識地選擇那些最強壯、最聰明、最多產或最凶殘的物種。

會落入這種誤解的陷阱,是因為人類正好屬於能力特出的稀有物種。我們是這個星球上最聰明、最會掌握各種技術的物種。這使我們可以自誇是進化的唯一目標。然而,今天仍然存在的每一個物種都有各自的族譜,跟人類一樣源遠流長,而牠們絕大多數不那麼明顯的聰明、強壯、多產或凶殘。

從最廣泛的意義上說,物競天擇法則意味著,我們觀察到的自然現象是傾向穩定的。我們能看到天空中的星辰,因為星辰久遠以來就一直在那兒。星辰是無所謂聰明與否的,也不會生殖,但是它們極為穩定地在那裡幾十億年,我們不能不承認這是一種自然現象。

在地球上,少有物理結構可以永久存在著。然而,大自然摧毀山脈、河流、白雲、海浪的同時,幾乎又以相同的速度產生新的山脈、河流、白雲和海浪。這些新的山、河、雲、海跟逝去的是如此相像,因此我們認定它們是同樣的。許多非生命的現象就是如此維持著。另一種維持現象的方式是複製自己,也就是生物在做的事。個體會死去,但同類的其他個體還在。我們今天看到的各種生物體,就是其基因一代接一代成功複製自己而維持下來的。

遺傳密碼允許了生物把物質特性連同行為特性傳下去。

擁有遺傳行為的個體存活得更久,或能產生更多的後代,因此其行為更能維持下去。

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在自然界中,我們最熟悉的一種合作是親子行為。這是顯而易見的。會築巢和餵食小鳥的鳥類,比沒有這種遺傳本能的鳥類,其後代生存下來的顯然更多。如果一隻鳥對自己的後代不管不顧,也就是「背叛」,牠自己也許更強壯,能活得更久,但這種背叛的基因傳給後代的可能性更少。如此一來,在長遠的過程中,哺育下一代的基因逐漸取代不顧下一代的基因。

但這只是特殊例子。一般來說,鳥類都會幫助直系後裔,讓基因一代一代傳下去。在毫無相關的個體之間的合作則是另一回事。很多時候,背叛自有好處。

假定有一個物種,由於本能而共享食物。他們只有一個固定數量的食物源,所以會很公平地分配,在食物匱乏的情況下還會留出一些供將來使用。這是一種集體的理性行為,用以滿足集體的需要。

在自然界中,偶爾發生的突變會改變遺傳密碼。在世代相傳中,偶爾會誕生一些沒有分享食物的本能基因的個體。我們把這樣的個體統稱為「貪吃鬼」。貪吃鬼總想吃個飽,不知道分享食物,也不會為了將來而節省一些食物。貪吃鬼不為共享者留下什麼食物。(在此物種中,任何剩餘食物都是公有財富,不是分給吃得少者。)

每隔幾年就發生一次旱災,使食物的供應大減。無情的旱災使該物種的許多個體餓死。只有貪吃鬼不會挨餓,因為牠們攫取了盡可能多的食物。因旱災而餓死的幾乎無一例外是共享者,所以每一次旱災之後,貪吃鬼在這個物種中的比例就提高一些。倖存者所生下的新一代中,有貪吃鬼基因的比例也高了一些。

在許許多多代之後,可以預期這個物種中幾乎所有成員都是貪吃鬼了,知道分享食物的反而絕種了。

你也許說貪吃鬼比共享者「更適於」生存。他們最終完全擴張了勢力,從這個狹窄的意義來看確實是「適者」。

但「適者」這個詞容易引起誤解。全是貪吃鬼的物種並不比原先全是共享者的物種更能度過旱災。相反的,更糟。分享並儲存食物是度過荒年的最好辦法。只有當貪吃鬼與共享者並存時,前者才比後者好;一旦共享者絕滅了,貪吃鬼就失去了優勢。有沒有可能透過突變又產生一些共享者,然後使該物種重新回到能共享食物的狀況呢?不可能。在貪吃鬼的世界裡,孤單的共享者沒有任何優勢。在貪吃鬼的一統天下中,任何突變誕生的共享者在第一次旱災中就會死掉。

貪吃鬼的例子可以大體說明生物學家所謂的「演化穩定策略」,也就是當物種中的幾乎所有成員都做出某種行為,沒有其他的突變行為可以取代,這種行為就可以遺傳而保持下來。

共享食物(在上述故事中)在演化上是不穩定的,因為少數幾隻貪吃鬼就能「接管」所有的共享者。我們在世界上能觀察到的行為都屬於演化穩定策略。

演化穩定策略不一定是「合理的」、「公平的」或「道德正確的」。它們只是穩定的,如此而已。

看更多 左岸文化《囚犯的兩難:賽局理論、數學天才馮紐曼,以及原子彈的謎題》

圖、文/左岸文化《囚犯的兩難:賽局理論、數學天才馮紐曼,以及原子彈的謎題》
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