哈佛教授Martin Nowak：合作是人类进化的最大成功

注：被誉为“继达尔文之后为进化论作出突破性贡献第一人”的哈佛大学数学与生物学教授Martin Nowak，继基因突变和自然选择之后，他提出了人类进化的第三大原则——合作。他把数学、生物学和计算机巧妙地结合起来，对生命起源、人类进化以及癌症治疗等领域进行了跨学科的探索，用数学语言阐释了生命进化所遵循的原理。

我们一直以为竞争与合作是相互对立的，但Martin Nowak告诉我们，竞争与合作是同时出现的，没有竞争，就不会有合作。在一次性囚徒困境博弈中，“纳什均衡”告诉我们背叛是最好的选择。穿越历史长河，人类群体是如何在合作和背叛的本能抉择间生存下来的？借助计算机模拟，Nowak通过对人群及二十代后代繁衍的高等数学繁杂演算，发现“合作”是这道题的唯一答案。为了人类的美好未来，我们人类除了合作别无选择。

以下为Martin Nowak在腾讯WE大会上的演讲内容整理：

大家好，非常荣幸来到这里。今天，我想跟大家讨论一个最有趣的问题——生物学中的合作和合作进化问题。

一、没有竞争，就不会有合作

根据达尔文的进化论，进化的实质就是竞争，竞争意味着斗争，那就是“适者生存”；然而同时我们也观察到进化中也存在着合作，细胞、动物以及人类都会互相帮助。在最近几年我们认识到：合作是进化中的根本动力。进化不光是竞争，只有竞争的话，世界就不会进化到今天的样子。合作是进化过程的架构师。合作驱动着我们的创新，驱动着复杂性，而且会给我们带来更高的生物组织。合作是人类社会的最大成功，是人之为人的因素，是语言产生的因素，也是我今天想跟大家讨论的主题。

在这一页幻灯片上，大家可看见三个合作的例子。30亿年前的细菌间就已经有合作。细菌组成丝状，一个细胞死后可以给另一个提供氮。这样的进化系统里，个体牺牲自己，让竞争对手能够繁衍后代。为什么会有这样的系统呢？

中间那幅图是另一个合作的例子，讲的是社会制度的进化。这是1.25亿年前出现的社会性昆虫，我们观察到工蚁并不繁衍后代，但负责帮助蚁后繁衍后代。同样，为何进化中会衍生出你不繁衍自己的后代却帮助同胞繁衍后代的系统呢？

最后是梵高的画作《好撒玛利亚人》，画的是一个著名的寓言，一个人帮另一个人。人类社会正是建立在人帮人的理念之上。

二、纳什均衡：背叛与合租的理性选择

那什么是合作？我的领域是数学生物学，所以我喜欢用数学语言来描述事情。不过这里的意思很简单：合作就是我支付一定的成本，而你则有所受益。这里有两种角色，一人是施方，一人是受方。施方付出成本，受方受益。如果我们天生是彼此的竞争对手，那我们为什么还会这么做？假如你是我的竞争对手，我还为什么要帮你？假如我是你的竞争对手，你还为什么要帮我？这些便是合作的根本问题。

这些思考带我们来玩一个博弈游戏，这是博弈论里的博弈游戏。冯·诺依曼发明了名为“博弈论”的数学分支，约翰·纳什作了很多贡献。博弈论里有个“支付矩阵”，矩阵里写明了可以收到什么好处，我们可以把好处看作点数，那么就可以有两个变量，b 为收益 c 为代价。游戏的规则就是：收益大于代价，代价大于零。若两人合作，那么你的收益就是 b – c；但若我合作而你背叛，你不会付出代价，但会收到我合作带来的好处；但若我背叛而你合作，你不会得到任何收益，反而会付出合作的成本–c；若双方都背叛，结果就为 0，谁也得不到什么。

现在我想和大家玩这个游戏，我们各自选合作或背叛。游戏的规则我已经说了，谁会选与我合作，请举手；谁选背叛，请举手。在中国没人选背叛吗？大家不可以什么都不选，博弈论中是有一种“可选游戏”，你可以选择不参与，但我们现在玩的是“必选游戏”，你或者合作或者背叛，没有其他的选择。请问，谁愿意跟我玩这个游戏？打算背叛的请举手？没有几个人。这是博弈论，我在世界上很多地方都玩过这个游戏，中国是最合作的一个社会。

接下来我给大家介绍一下博弈论对这个问题的理性分析。

你并不知道我会选哪个，姑且假设我选合作，若你已知我合作，你可以在 b-c 和 b 中选，哪个更好，b 比 b-c 大，因此如果我合作，你背叛对你最好；若我背叛，你可以在 0 和 -c 中选，0 比 -c 大，因此如果我背叛，背叛对你而言也是上策。因此无论我选什么，对于你，选背叛都是最好的。这就是纳什均衡。

博弈论的分析得到是，背叛是最理性的选择。如果双方都选背叛，大家收益都为 0，那就不如双方都选合作，b-c 大于 0。因此理性推导的结果是背叛，但只有选合作才能得到社会效益最优。所以这就是一个“囚徒困境”：两个理性的玩家都会选择背叛最后得到了较低的0回报。实际上，两个人合作有更好的结果，这个社会是怎样合作起来的呢？

在我们解决这个“困境”之前我要讲另外一个问题，就是自然选择也会选择背叛的。假设整个社会既有一些合作者也有一些背叛者，获得的较高回报的是背叛者，那自然选择合作者会灭绝，只剩下背叛者。

然而自然界中存在着许许多多的合作，对于“自然选择倾向于背叛”我们就无法解释了。世界上之所以存在这么多的合作，一定是需要一些帮助才能实现，这就是我们所说的“合作进化的五大机制”。在这五个机制中，“直接互惠”和“间接互惠”是最重要的。我们也可以思考一下，当前哪种机制在中国社会中最盛行。这里有的机制由来已久，有的机制是因网络而产生的，这些机制分别为：直接互惠、间接互惠、空间选择、群体选择、亲属选择。

三、“脸”和“名声”：合作的促进剂

第一种机制“直接互惠”。直接互惠的理念就是我帮助你，你也帮助我，我们互相帮助。假设我们不停地进行这个博弈游戏：如果我今天帮你，你可能明天就会帮我；如果今天你帮我，我明天就会帮你，这个是“重复囚徒困境”。在这个游戏里，双方同时作出选择，一个回合接着一个回合地玩，那他们就会出现这种合作了。

究竟玩这个游戏最好的策略是什么呢？人们通过电脑模拟发现，“以牙还牙”战略是最好的：我先跟你合作，如果你跟我合作我会继续合作，如果你接下来背叛我也会背叛，所以你上一轮怎么做我下一轮就会跟你做得一模一样。这样的“以牙还牙”战略是解决囚徒困境的最好方法。

但是，这种“以牙还牙”是不能纠正错误的。如果在这一轮选择了背叛，一旦有人选了背叛，其他人便跟着选背叛，那么大家便再也回不到合作上来了。“以牙还牙”策略不原谅犯错，因此进化就得找到一种能修正错误的策略。

因此，我的研究项目实际上就是关于这一点，让自然选择自己来设计一个战略，首先我选择一个随机的样本，在这个样本里第一个出现的致胜策略是“绝不合作”，这不奇怪。但当很多人不合作时，便出现新的致胜策略，这便是“以牙还牙”。如果有一小群人使用这策略，他们可以在一个大多数人背叛的群体里诱导出合作。但令人吃惊的是“以牙还牙”十分脆弱，因为这种策略会容易因错误而失效。在“以牙还牙”之后，还有“宽宏版以牙还牙”：就是以合作开局，你合作我也合作，但是如果你背叛的话，那我会有选择地背叛。就是说，在这样的原则和规则当中，存在着对他人的宽宏和原谅。

自然选择“选”的是宽恕，我在此领域的研究告诉我，这种致胜策略的特点是慷慨大方、怀有希望、宽以待人，意思就是你能原谅他人犯错，心里抱有与他人建立合作的愿望，并且容得下别人比你拥有多一点。但还没完，假设现在人人都实行“宽宏版以牙还牙”的策略，而我则实行“无条件合作”策略，在现在的条件下实行“无条件合作”并不会吃任何亏，此时自然选择就从“宽宏版以牙还牙”转移至“无条件合作”。当大家都“无条件合作”时，你或许能猜到接下来会发生什么，那就是回到“绝不合作”。

这项研究的根本发现就是：合作不可能永远存在。世界上并没有“合作的乌托邦”，剥削总是有的，合作总会崩盘，崩盘后又要重建，金融危机总会卷土重来。你无法防止，但你可以准备好机制，在危机后迅速重建合作，这就是第一种机制。

第二种机制可以说是一种现代的机制，“间接互惠”主旨就是我帮你，别人帮我。间接互惠机制通过“名誉”运作。如果我帮了你，我的名誉便会增长；如果我不帮你，我的名誉便减少。名誉在社交网络、社交媒体及互联网中非常重要，互联网是分发名誉的最佳机制。从试验可知，大家会向帮助他人的人伸出援手，而且善于帮助他人的人最终所获收益最多。八卦会传播一个人的名誉，我们看到别人之间发生了事情就会拿来谈论，我们也喜欢通过和别人聊天打听自己的名誉。这样的间接互惠对认知的要求很高，在进化史中，这种机制催生了“社交情报”，也就是谁对谁做了什么事、为什么做，也催生了人类的语言。因为如果想要“间接互惠”，人得先能彼此交流。我的好友David Haig是这么说的：直接互惠要张脸，间接互惠要个名”。社交网便给个人、企业提供了“名”，间接互惠就由此盛行了。

接下来我简单地讲讲剩下的三种机制。“空间选择”就是说，当合作者集群时，他们便不怕背叛者的欺凌。这个机制是说，我们的邻居互相帮助，或者是社交网络上的朋友们互相帮助，或者是我们看到的人以群分，人们与自己相似的人聚在一起。

第四种机制为“群体选择”。达尔文1871年著作《人类的由来》曾说过，“如果一个部落里很多成员都乐善好施，愿意为共同的福祉而作出牺牲，这个部落便能胜过其他部落，这就是自然选择”。因此我们知道竞争是群体之间的，而群体之内应该是，合作的群体更有可能战胜背叛的群体。

第五种“亲属选择”是遗传亲属之间发生的互动。“如果掉河里的是我的两个兄弟或是我的八个堂兄弟，我会奋不顾身地跳进去救他们”，这句话出自群体遗传学奠基人之一J.B.S. Haldane，他信仰共产主义。

四、与未来合作

我给大家讨论了五种合作的进化机制：直接互惠——我帮你你帮我，

间接互惠——我帮你别人帮我，空间选择——邻里互助，群体选择——合作者多的群体胜出，亲属选择——与遗传亲属合作。但我们人之所以为人，是由于其中的间接互惠这种机制，因为这种机制促使了“社交情报”和人类语言的诞生。我们目前面临的挑战则是，如何使人类的有智生活能稳定地存在于地球上。这需要与未来合作，请注意，是与未来合作！我们经常讨论怎么跟朋友合作、跟邻居合作、跟同事合作，但现在为了拯救全球气候我们需要另一种合作，我们需要在当下付出代价，让未来的世代受益，这是最最复杂的合作任务。但我们决不能失败，因为这是一场全球的博弈游戏，我们必须致胜！问题就在于，我们如何能与未来合作？

因此我会为大家放一段视频，那是我们今年在《自然》杂志所发表的一篇文章，《自然》杂志经概括做了这样一段视频，我们来看一下。

我今天为大家介绍的很多理念和思想，在我的《Super Cooperators》一书中有详细介绍，这本书的中文版《超级合作者》已经由湛庐文化出版，感兴趣的朋友可以看看这本书。谢谢大家！