Лучше сотрудничать или обманывать?
Этот вопрос лежит в основе так называемой дилеммы заключённого, одной из самых известных идей в теории игр. Предположим, есть двое подозреваемых, задержанных за одно и то же преступление; их разделили и предложили сделку со следствием. Они могут или «сотрудничать», не выдав напарника, или «обмануть», предав его и согласившись на сделку. Если оба из них будут молчать, то оба получат короткие сроки. Если один промолчит, а другой его сдаст, то один получит максимальный срок, а второй выйдет на свободу. Но часто бывает так, что обманет и тот, и другой. Опасаясь предательства, каждый подозреваемый действует в собственных интересах, соглашается на сделку и потом долгие годы сидит в тюрьме. (Такой исход называется равновесием Нэша в честь Нобелевского лауреата, математика Джона Нэша).
Дилемму заключённого уже давно используют для понимания множества различных процессов, от взаимодействия конкурирующих микробов в чашке Петри до поведения человеческих обществ, стремящихся развязать ядерную войну. Эта модель всегда озадачивала учёных: сотрудничество необходимо для выживания биологической жизни, но как оно может возникнуть, если обман всегда обеспечивает наибольший выигрыш?
Новое исследование, проведённое физиком Ратгерского университета Александром Морозовым, показало, что кооперация может возникнуть естественным образом, если считать людей не героями и не злодеями, а кем-то средним: они сотрудничают с одними и обманывают других, меняя своё поведение в зависимости от того, кто их оппоненты. Новые открытия, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, дают основание предполагать, что кооперация не обязана полагаться ни на какие определённые правила или даже генетические узы. Она просто требует определённой степени узнавания, понимания, с кем имеешь дело, и наличия предпочтений.
Я расспросил Морозова и его коллегу Александера Фейгеля из Еврейского университета в Иерусалиме о том, как им удалось разбить оковы дилеммы заключённого, в каком случае ломается модель и что это всё значит для современной политики.
Что вдохновило вас взяться за вопрос дилеммы заключённого и почему кооперация существует в мире, где естественный отбор, казалось бы, должен вознаграждать за себялюбие?
Я биофизик, поэтому меня уже давно интересовало моделирование эволюции. Однако о теории игр я узнал относительно недавно, в 2021 году, когда получил стипендию научного сотрудника на кафедре физики Еврейского университета с моим старым другом и соавтором статьи, физиком Алексом Хагелем. Он уже долгое время работал над эволюционной теорией игр и создал маленькие цифровые популяции нейронных сетей. Когда он моделировал их эволюцию, они всегда становились сотрудничающими, и он не мог понять, почему это происходит. Мы начали размышлять об этом, и остальная часть нашей работы заключалась в попытках обнаружения эффектов или принципов, благодаря которым возникает такое поведение.
Сначала это было наблюдением, которое превратилось в теорию; точно так же, как это происходит и в физике: ты что-то видишь и пытаешься объяснить это очень простой системой, передающей суть самого явления.
Что не так с дилеммой заключённого?
Дилемма заключённого была сформулирована в 1960-х исследователями из центра политических исследований RAND Corporation с целью моделирования человеческих конфликтов в контексте Холодной войны. И только позже учёные начали применять её к эволюции и к животным. Именно поэтому она довольно странная. В ней говорится о тюремных сроках, но сегодня её применяют в контексте выигрышей, обмана и сотрудничества.
В стандартной модели дилеммы при сотрудничестве первого и второго человека они оба получают плюс десять очков. Но если первый человек сотрудничает, а второй обманывает, то первый получит минус десять очков, а обманщик — плюс двадцать. У первого серьёзные проблемы. Если обманут оба, то выигрыш будет нулевым. То есть ситуация очень плоха: если бы они оба сотрудничали, то получали бы по плюс десять очков за раунд.
Если реализовать точно такую же модель в эволюционных симуляциях, то спустя примерно пятьсот поколений всё схлопнется к нулевым выигрышам. Все начинают обманывать. Пятьсот поколений — это очень быстро. Людей это всегда заводило в тупик, ведь на самом деле жизнь требует сотрудничества. Без кооперации ничего не работает. Даже организмы — это многоклеточные кооперации. Если бы наши клетки пошли по своему собственному пути, то не сформировали человека. Они бы от чего-то отказались. Наверно, вы слышали выражение «трагедия общих ресурсов». Представьте деревню или просто популяцию клеток. Каждая вносит вклад в некий общий ресурс. Использующей этот ресурс клетке было бы очень соблазнительно не делать вклад, потому что для восстановления требуется энергия. Но можно представить, что будет, если победят обманщики. Никто не станет пополнять ресурс, и все погибнут.
Люди разработали множество решения этой проблемы, например, репутацию: метки, которые носят члены общества, сообщающие о том, честны ли они. У этой метки может быть широкий спектр значений. В таких моделях обходных решений нет ничего плохого, просто они требуют дополнительных допущений. В старых моделях нужно было присваивать каждому человеку одно число (вероятность сотрудничества). Эта вероятность применялась одинаково ко всем, с кем они встречались. Если мы не модифицируем выигрыш в соответствии с величиной репутации человека, симуляция развалится. Все станут обманщиками, а потом популяция вымрет.
Чем отличается ваша модель?
Мы изменили только одно: человек не обязан быть постоянно обманывающим или постоянно сотрудничающим. Можно быть хорошим с одними и не таким хорошим с другими. В ретроспективе это кажется очень естественным, потому что это справедливо в отношении людей и, вероятно, в отношении животных. Я физик, а не эволюционный биолог, но эволюционные биологи много пишут о встречах с животными. Поведение животного сильно зависит от оппонента. Если оппонент большой и сильный, то, вероятно, животное будет сотрудничать. Стратегия постоянной борьбы со всеми была бы довольно глупой. Но если ослабить это ограничение, сделать обман и сотрудничество взаимными, то этого будет достаточно для распространения сотрудничества.
Насколько я понимаю, эта оценка фундаментальна для работы модели. Можете объяснить, почему?
Чтобы действовать так, кооперироваться с одними и обманывать других, нужно знать, с кем имеешь дело. В нашей модели участник узнаёт своего оппонента и решает: «Это член группы два, поэтому я обману его». Но по отношению к собственной группе я могу и вообще не обманывать. Я могу быть очень хорошим для членов собственной группы. Допустим, я хорошо отношусь и к группе три, но просто ненавижу группу два. Это проявляется в динамике без какого-либо дополнительного механизма. Модель никак не нужно менять.
Есть ли условия, при которых эта модель ломается?
Да, если есть человек, поддерживаемый различными частями населения. Он нравится всем. Примеры этого можно увидеть в политике. Так как подобные ему люди имеют широкую поддержку, группа этого человека распространяется в популяции, подобно пожару. Возникает вопрос: если они все одинаковы, то насколько члены этой группы нравятся друг другу?
Если они друг другу нравятся, то все довольны. И если новых мутантов или изменений в окружающей среде нет, то это, по сути, рай. Все выглядят одинаково и все любят друг друга. Но если члены доминантной группы не любят друг друга, то это общество в конечном итоге распадается. Даже если все они нравятся друг другу, система не остаётся стабильной навечно, возникает повторяющийся паттерн. Сначала одерживает верх доминантная группа, что приводит к плато. Затем появляется новый мутант, начинающий опережать доминантную группу, что приводит к хаотическому переходу. Кто-то побеждает, и эта группа становится доминантной, приводя к новому плато, после чего цикл повторяется снова.
Что же в этом контексте подразумевается под симпатией?
Это просто косвенное обозначение вероятности того, что один индивид будет сотрудничать с другим. Она определяется на основании внешнего вида, но в то же время и зависит от истории взаимодействий. В людях это уловить непросто. Но я физик и научен создавать простые модели. Можно представить до пяти признаков, которые будут продемонстрированы оппонентам, но в то же время можно попробовать их обмануть, скрыв эти узнаваемые признаки или добавив вокруг них шум; возможно таким образом вы выиграете. Такое поведение стоит исследовать в будущем.
Как бы вы вкратце изложили сделанное вами открытие?
Самое главное в нём — это то, что мы, так сказать, разбили оковы дилеммы заключённого. При её моделировании вне зависимости от частоты мутаций и размеров популяций всегда выигрывают обманщики. Это единственный исход. Всё всегда заканчивается разрушением общества или популяции. В этой модели недостаточно гибкости, она не реалистична, но её используют во всевозможных сценариях. Наша парадигма делает ещё один шаг: теперь индивид не становится ни абсолютным лжецом, ни идеальным кооператором. Он обладает свободой менять свою реакцию в зависимости от сущности оппонента. В этом и заключается новая идея.
Дилемма заключённого была фундаментом всевозможных видов моделей. Что необходимо пересмотреть в свете вашего открытия?
Эволюционная теория игр была перенесена в биологию и экономику в 1970-х и 1980-х, а дилемма заключённого стала фундаментальной для обеих этих наук. Многие труды в них необходимо переосмыслить, добавив в них допущение о том, что вероятность кооперации может зависеть от оппонента.
Позволяет ли ваша модель сделать какие-нибудь выводы о современной политически поляризованной среде?
Это простая модель, поэтому было бы натяжкой применять её к современной политике или даже к современным обществам. Я стараюсь ограничиться биологией. Однако есть определённые аналогии, потому что даже в простой модели если всё работает, то мы попадаем на плато стабильности, и люди могут стать немного беспокойными, неудовлетворёнными, желать изменений, после чего изменения происходят. К власти приходят другие люди, а старый порядок вещей сменяется. Изменения очень быстры. Нельзя полностью применить эту деталь к современной политике, но можно взглянуть на историю. Есть некая империя, и она функционирует, но внезапно потом всё ломается.
Как бы то ни было, ваше открытие несёт благие вести человеческому роду во времена, которые выглядят довольно мрачно.
Именно. Если позволить людям менять своё поведение в зависимости от того, с кем они взаимодействуют, то сотрудничество становится возможным.
