Анализ теории игр показывает, как эволюция способствует краху кооперации

Исследователи из Пенсильванского университета Александр Дж. Стюарт и Джошуа Б. Плоткин представили новый анализ «Дилеммы заключённого» в большой эволюционирующей популяции. Они обнаружили, что добавление гибкости в игру может позволить эгоистичным стратегиям стать более успешными, рисуя менее радужную, но, вероятно, более реалистичную картину баланса кооперации и эгоизма в природе.

Ключевые выводы:

• Предыдущая работа (2022): В итеративной, эволюционной версии «Дилеммы заключённого» побеждали кооперативные и даже прощающие стратегии.
• Новое исследование: Учёные добавили возможность игрокам не только менять стратегию (сотрудничать или нет), но и варьировать выигрыш (payoff), получаемый за кооперацию. Это лучше отражает баланс риска и вознаграждения в природе.
• Механизм краха: Изначально кооперативные стратегии преуспевают, и общие выигрыши растут. Однако с ростом потенциального вознаграждения возрастает и искушение «предать» (defect). Кооператоры невольно прокладывают путь к собственному краху. Популяция достигает переломного момента, после которого доминирующей становится стратегия отказа от сотрудничества.
• Эволюция самой игры: Когда учёные позволили выигрышам выходить за рамки классической «Дилеммы заключённого», они обнаружили, что эволюция заменяет её другими играми, такими как «Охота на оленя» (Stag Hunt) или «Снежная буря» (Snowdrift/Hawk-Dove). «Дилемма заключённого» оказалась эволюционно нестабильной.
• Потенциальная проверка: Теорию можно проверить на примере морских бактерий Vibrionaceae, которые кооперируются, выделяя белок для метаболизма железа. Мутации могут влиять как на производство белка (кооперацию), так и на его усвоение (выигрыш), создавая естественную модель для проверки.

Цитата исследователей:

«Это несколько удручающий эволюционный исход, но он интуитивно понятен... У нас была красивая картина того, как эволюция может способствовать кооперации даже среди эгоистичных агентов, и иногда это так, но когда мы допускаем мутации, меняющие природу игры, возникает безудержный эволюционный процесс, и внезапно отказ от сотрудничества становится более устойчивым результатом», — Джошуа Плоткин.

«После этого исследования мы получаем менее солнечный взгляд на эволюцию кооперации. Но правдоподобно звучит, что эволюция не всегда стремится к "долго и счастливо"», — Александр Стюарт.

Исследование будет опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.