病毒与“囚犯困境”
八十一子
“囚犯困境” 是有关人类行为的一个很有意思的命题。它的大意是说，两个囚犯计划合作越狱，如果完全成功，两人都享受自由；如果完全失败，两人都被加重刑期。但是，如果越狱不完全成功，有可能同伙逃出去了，自己却被逮住加了刑。并且，根据监狱的规定，出卖同伙可以得奖，减轻刑期。自己如果被同伙出卖，偷鸡不成倒蚀一把米不说，还成全了别人得奖。既如此，还不如先下手为强，自己先出卖同伙。在紧要关头是选择出卖同伙而较好地自保，还是为了一个诱人的目标选择合作而冒牺牲自己利益的危险，这就是“囚犯困境”。
俗话说“人不为己，天诛地灭”。在关键时刻先为自己着想是人之常情。人有头脑，会思考判断，权衡轻重，趋利避害，是可以理解的。但“囚犯困境” 并不是人类社会的特产，而是生物的本能。不久前美国马里兰州立大学的两位科学家(Turner 和赵林，英国《自然》杂志，1999) 用实验证明，就连“噬菌体” 这样的最基本的生命存在形式，在进化过程中也遵循着“囚犯困境” 的损人利己原则。
噬菌体是一种病毒。病毒是一种结构极其简单的微生物，没有自己的细胞结构，必须在侵入别的生物的细胞后，依赖于宿主细胞来自我复制。病毒的结构基本上是一个蛋白质外壳包裹着一个很小的基因组。这个基因组仅够为几个功能极为重要的蛋白质编码。噬菌体在侵入细菌后，会借用宿主的一整套维持细胞生命代谢的功能来复制自己的遗传物质，同时利用这些遗传物质来指导生产自己的外壳，包装新的病毒。新复制的病毒在成熟时会破坏宿主细胞而逃逸，寻找并感染新的宿主细胞。
病毒还会根据宿主细胞的来源丰富与否来调整自己的行为。在“粥多僧少”时，也就是说，在宿主细胞来源丰富时，每个病毒侵犯一个宿主细胞，病毒之间相安无事。而在“粥少僧多”时，几个病毒同时侵犯一个宿主细胞，进化的压力就出现了。病毒们面临一个生死攸关的选择：在资源有限的情况下怎样最大限度地自我复制。简单地说，这时候会出现两种情况：或是大家合作，分享劳动产品，或是掠夺公共产品为自己所用。因为每个病毒制造出来的产品实际上往往超过自己的需求，合作的结果导致总体上更多更快的病毒复制，对大家都有好处。但是，由于劳动产品共享，有些病毒可以在复制好自己的遗传物质后，不再努力合成自己需要的蛋白质，而是利用共享的外壳蛋白质将自己的遗传物质包装妥当，从而率先把自己复制成为有活性的病毒。
我们姑且把参与合作的病毒叫做“合作者”，把不参与合作但分享劳动产品的病毒叫做“痞子”。科学家们发现，“粥少僧多”的情形如果短暂，这个选择压力会促进病毒合作，使得病毒总体增多。但是，如果宿主细胞来源缺乏的情形长期延续，选择的压力会造成一种“负进化”。也就是说，病毒大致分化为合作者和痞子两个品种，但是合作者越来越少，痞子越来越多。为什么说这样的变化是负进化呢？因为选择不合作的痞子病毒虽然一时得逞，但它们逐渐失去了独立生活能力，当环境改善、宿主细胞重新变得丰富、每个病毒自食其力时，这样的病毒因为独立生存能力很弱，反倒被淘汰。这个痞子病毒群体也就因此被淘汰了，而合作者在资源优化时则可以更好地存活。
有趣的是，仅管痞子病毒缺乏单独生活能力，但当它们跟合作者病毒在一起时，却表现出异常的活力，在合作者群体中游刃有余。如果我们把分离出来的痞子病毒再跟合作者病毒以一比一的比例放在一起，并把它们置于资源困乏的条件下，很快地，痞子病毒的数量会增大将近一倍，而合作者病毒的数量则降到原来的六成左右。这个现象真正是“饥寒出盗贼”!
用病毒做的这些实验的结果表明，在一个生物群体里，“囚犯困境” 的存在条件会加速“负进化”，使得对群体有利的基因被淘汰，对群体不利的基因反而得到强化，最终的结果是该群体的基因组的劣化，表现为其中的不合作者个体的独立生存能力的下降。这个实验还表明，一个生物群体面临的长期资源困乏是造成“囚犯困境”的必要条件。
跟病毒一样，人类是一种群居生物，每个人的生存或多或少都要依赖于别人的生存。在通常情况下，人们为了自保往往需要跟别人合作，而良好的合作会带来每人更好的生存，也就是所谓的 “双赢"。但在一些紧要关头，尤其是生死攸关时，人们往往必须选择合作还是自保。在生活中，我们都有可能面对“囚犯困境” 。以大事为例，当外族入侵、战争降临自己的村庄时，是和大家一起奋勇抗争，还是自己偷偷逃走。奋起抗争的结果可能打败入侵者，换来亲人、家族、民族的存活，但很可能自己牺牲。逃走后自己有可能活下来，但是自己的亲人、家族，甚至自己的种族却有可能被消灭，自己所属的基因库也就随之消失了。以小事为例，商场中做一笔生意，合作可能带来双赢，大家赚钱，但是风险大时弄不好自己可能受损；如果利用奸猾手段损人利己，可能暂时获利，但也有可能真相败露后自己从此失去信誉，在商场里再也混不下去。
人类社会有很多避免“囚犯困境”危害的规则，例如血亲关系，道德和宗教规范，纪律，法律等。“打虎要靠亲兄弟，上阵还得父子兵”的说法表明血亲关系往往可以把人从“囚犯困境”中解救出来，选择无私的合作。儿童从小接受的道德养成教育，包括对 “好人、坏人”、“英雄与叛徒”的分辨力，因无私行为而获奖的荣誉感，坏事败露后“无脸面对江东父老”的羞愧，对“头顶三尺有神明”的敬畏，对“天网恢恢”的信任，和对“地狱”的畏惧，使得很多人在必要时有能力判断“对”与“错”，选择合作，做出对个人或许不利但对群体有利的决定。在一些社会组织里，如在军队和黑帮里，合作就是生命。这样的组织依靠严厉的纪律，如严惩叛徒和逃兵，来保证组织成员之间的合作。在商场上，信誉、契约和保证契约得以执行的法律则是促进合作的要素。
从这些病毒的行为，我们可以学到很多。或者可以说，如果一个人群面临长时间的资源短缺，在制度上又鼓励自由竞争，同时再缺少道德规范和法律约束，这样的社会就有可能进入负进化，造成人群的基因组劣化。怎样避免把人们置于“囚犯困境”，是现代社会政治家，管理者，社会学家必须认真研究的课题。
- posted on 02/26/2006
妙文！
人类自高自大自诩为万物之灵，可是我越来越不这样认为了。低等动物的灵性常让我吃惊。我现在越来越喜欢看动物世界这样的节目了。
我的白狗狗的生物时钟赶得上钟表。每天晚上她陪我写字到12点。准12点的时候，她自己就下楼睡觉，我观察了几天，她的时间准确率在正负10分钟之间。
她的耳朵也超级敏感，在楼上就能分辨出邻居的汽车与我们自己的车的声音不同。
所以在将来的某一天，上帝将把负进化的人灭掉，让企鹅来当地球之王也是完全有可能的。
谢老八的科普，喜欢极了。请多写，让我这个科盲多懂点东西。另外，也想请搞科学的朋友们来写点科普的文章，这样就把专业与文学结合起来了，多好！
七格当年写的哲学科普比他现在写的所有文字都好。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘洶澧冣��posted on 02/26/2006
》》》有些病毒可以在复制好自己的遗传物质后，不再努力合成自己需要的蛋白质，而是利用共享的外壳蛋白质将自己的遗传物质包装妥当，从而率先把自己复制成为有活性的病毒。
怎么把这些病毒从别的病毒中分别出来？从最终的结果统计得出的，还是有什么分子指标？
- Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘洶澧冣��posted on 02/26/2006
guest wrote:
》》》有些病毒可以在复制好自己的遗传物质后，不再努力合成自己需要的蛋白质，而是利用共享的外壳蛋白质将自己的遗传物质包装妥当，从而率先把自己复制成为有活性的病毒。
怎么把这些病毒从别的病毒中分别出来？从最终的结果统计得出的，还是有什么分子指标？
实验起始时的病毒的基因顺序上带有明码标记，可以跟后来的突变株区分开来。 - posted on 02/26/2006
谢谢玛雅美言。病毒们当然是没有智力的。它们只是在遵循化学、物理学定律。为了避免懒人(lay people)打瞌睡，很多原理都省略了。话又说回来，人类的一切又何尝不是在遵循化学、物理学定律？
玛雅 wrote:
妙文！
人类自高自大自诩为万物之灵，可是我越来越不这样认为了。低等动物的灵性常让我吃惊。我现在越来越喜欢看动物世界这样的节目了。
我的白狗狗的生物时钟赶得上钟表。每天晚上她陪我写字到12点。准12点的时候，她自己就下楼睡觉，我观察了几天，她的时间准确率在正负10分钟之间。
她的耳朵也超级敏感，在楼上就能分辨出邻居的汽车与我们自己的车的声音不同。
所以在将来的某一天，上帝将把负进化的人灭掉，让企鹅来当地球之王也是完全有可能的。
谢老八的科普，喜欢极了。请多写，让我这个科盲多懂点东西。另外，也想请搞科学的朋友们来写点科普的文章，这样就把专业与文学结合起来了，多好！
七格当年写的哲学科普比他现在写的所有文字都好。 - posted on 03/01/2006
我们姑且把参与合作的病毒叫做“合作者”，把不参与合作但分享劳动产品的病毒叫做“痞子”。科学家们发现，“粥少僧多”的情形如果短暂，这个选择压力会促进病毒合作，使得病毒总体增多。但是，如果宿主细胞来源缺乏的情形长期延续，选择的压力会造成一种“负进化”。
以我观物 ， 自然界不该划分道德
话又说回来，人类的一切又何尝不是在遵循化学、物理学定律？
人择理论认为，因为世界有我们存在所以它才表现出我们看到的样子：）
个人观点：把博弈论与自然现象联系起来应属后现代症群之一。也许二者之间有某种必然联系——但绝非是以单纯类比关系能表达出来的~~虽然这里只是举例而已~~但用一种模式去应套另一种模式未免有削足试履之嫌。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘倴璁衡��posted on 03/01/2006
离朱 wrote:
我们姑且把参与合作的病毒叫做“合作者”，把不参与合作但分享劳动产品的病毒叫做“痞子”。科学家们发现，“粥少僧多”的情形如果短暂，这个选择压力会促进病毒合作，使得病毒总体增多。但是，如果宿主细胞来源缺乏的情形长期延续，选择的压力会造成一种“负进化”。
以我观物 ， 自然界不该划分道德
有理。原文是defector. 哪位帮忙找个合适的中性词？
中文名词多带褒贬，缺少中性词，大概是孔夫子春秋笔法的流毒，也可能是国人思维多偏颇的内在原因。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘倴璁衡��posted on 03/01/2006
What is 春秋笔法?
八十一子 wrote:
中文名词多带褒贬，缺少中性词，大概是孔夫子春秋笔法的流毒，也可能是国人思维多偏颇的内在原因。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘倴璁衡��posted on 03/01/2006
Susan wrote:
What is 春秋笔法?
八十一子 wrote:
中文名词多带褒贬，缺少中性词，大概是孔夫子春秋笔法的流毒，也可能是国人思维多偏颇的内在原因。
指孔子修《春秋》，不是简单地叙事，而是笔下带褒贬，‘微言大义’，‘隐恶扬善’。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘倴璁衡��posted on 03/01/2006
我觉得还要添上：“为尊者讳，为长者讳，为贤者讳”。
孔子是立，故而带上了戏剧性的东西。司马迁修的史带有普遍的同情
，现在看来，更是良史。
孔子和司马迁都是年代列表的行家。
- posted on 03/01/2006
老八这篇文章很有意思。
前几年有本书叫《非零和：人类命运的逻辑》，里面也（在附录中）讨论了“囚犯悖论”。该书认为人类总体进化的矢量方向是（或者应该是）非零和，也就是说“囚犯悖论”的理想解是“共同出牢”而不是损人利己（零和解）。病毒的生存机制为人类社会的一些现在提供了新的理解与注解。但人类社会里还有一个很特殊也很奇怪的现象。那就是损人不利已、两败俱伤或玉石俱碎。我们中国就是这样一个例子，尽管有也一些民族（如日本、犹太人等）是属于追求正非零和甚至将这种解制度化（至少文化化）的相反例子。想中国这类负非零和的现象似乎只有人类社会才独有，在微生物或分子生物学这一个层次似乎还没有相应的反映。对它的研究应该也很有意思。 - posted on 03/01/2006
Thanks 81zi!
I read an article somewhere about the “Darwinism” in bacteria or virus (don’t remember which). Maybe you can add it into your Prisoner theory.
It says that when the hosts are plenty, the virus evloves to be more and more malicious --- because it doesn’t care if the host is dead since it can always find another host; while when the hosts are scarce, the virus tends to become milder by nature, because it wants the host to be alive as long as possible. That is why the epidemics are most deadly in big cities where the population densities are high.
八十一子 wrote:
指孔子修《春秋》，不是简单地叙事，而是笔下带褒贬，‘微言大义’，‘隐恶扬善’。 - posted on 03/01/2006
xw wrote:
我觉得还要添上：“为尊者讳，为长者讳，为贤者讳”。
孔子是立，故而带上了戏剧性的东西。司马迁修的史带有普遍的同情
，现在看来，更是良史。
孔子和司马迁都是年代列表的行家。
XW说得是。
谢谢苏珊、风子点评。
Susan, this is not my theory. It is just an interesting study that I thought people might want to know about.
风子关于日本、犹太文化追求‘正非零和’的说法很有意思。日本不了解。犹太文化好像是有你说的特点。 - posted on 03/03/2006
八十一子 wrote:
从这些病毒的行为，我们可以学到很多。或者可以说，如果一个人群面临长时间的资源短缺，在制度上又鼓励自由竞争，同时再缺少道德规范和法律约束，这样的社会就有可能进入负进化，造成人群的基因组劣化。怎样避免把人们置于“囚犯困境”，是现代社会政治家，管理者，社会学家必须认真研究的课题。
郎咸平超越邓氏理论，提出让一部分人先富起来的条件，应是其他人不能变得更贫穷。但这只是一个愿望结果，而不是实际的致富过程，可行的口号应是让一部分人合情合理地先富起来（在缺省合法的前提下），而不是通过国有资产假评估，伪劣股市圈大钱，虚幻楼市大圈地的原始掠夺方式。可惜假设囚徒拥有平等资源的博弈论，移植到中国亚优化的经济环境，首先得调零巨大的初始值，如何与既得利益的痞子实现双赢，实际上造就了劣势群体中良民的多重困境。
- posted on 03/03/2006
风子 wrote:
老八这篇文章很有意思。
前几年有本书叫《非零和：人类命运的逻辑》，里面也（在附录中）讨论了“囚犯悖论”。该书认为人类总体进化的矢量方向是（或者应该是）非零和，也就是说“囚犯悖论”的理想解是“共同出牢”而不是损人利己（零和解）。病毒的生存机制为人类社会的一些现在提供了新的理解与注解。但人类社会里还有一个很特殊也很奇怪的现象。那就是损人不利已、两败俱伤或玉石俱碎。我们中国就是这样一个例子，尽管有也一些民族（如日本、犹太人等）是属于追求正非零和甚至将这种解制度化（至少文化化）的相反例子。想中国这类负非零和的现象似乎只有人类社会才独有，在微生物或分子生物学这一个层次似乎还没有相应的反映。对它的研究应该也很有意思。
又：日本人的基因同源性很高，犹太人也是。我想他们文化里的altruism是否可以用inclusive fitness（kinship, 也就是’打虎要靠亲兄弟’）来解释。容我另外撰文。
- posted on 03/03/2006
WOA wrote:
八十一子 wrote:郎咸平超越邓氏理论，提出让一部分人先富起来的条件，应是其他人不能变得更贫穷。但这只是一个愿望结果，而不是实际的致富过程，可行的口号应是让一部分人合情合理地先富起来（在缺省合法的前提下），而不是通过国有资产假评估，伪劣股市圈大钱，虚幻楼市大圈地的原始掠夺方式。可惜假设囚徒拥有平等资源的博弈论，移植到中国亚优化的经济环境，首先得调零巨大的初始值，如何与既得利益的痞子实现双赢，实际上造就了劣势群体中良民的多重困境。
从这些病毒的行为，我们可以学到很多。或者可以说，如果一个人群面临长时间的资源短缺，在制度上又鼓励自由竞争，同时再缺少道德规范和法律约束，这样的社会就有可能进入负进化，造成人群的基因组劣化。怎样避免把人们置于“囚犯困境”，是现代社会政治家，管理者，社会学家必须认真研究的课题。
有意思。还望详细指点一二。 - posted on 03/03/2006
文章写得不错。
PD（囚犯困境）的研究已经有很多新的进展。囚犯困境的一个基本假设是“经济
人”，即人是理性的，自私的。但现实中有很多非理性或不那么理性的情况和人
事（bounded rationality)，而且还有一些条件会参与到决策过程中来。换句话
说，现实社会中的人并不是按照一个简单的理性／自私模式来行为的。不敢说病
毒没有如人类社会那么复杂，但可能性似乎不大。
Science一月六号卷311有一篇Review文章“When Does "Economic Man”dominate
Social Behavkor？可以参观。虽然涉及到的一些理论和概念高度概括，但讲得
比较清楚。
八十一子 wrote:
病毒与“囚犯困境”
八十一子
“囚犯困境” 是有关人类行为的一个很有意思的命题。它的大意是说，两个囚犯计划合作越狱，如果完全成功，两人都享受自由；如果完全失败，两人都被加重刑期。但是，如果越狱不完全成功，有可能同伙逃出去了，自己却被逮住加了刑。并且，根据监狱的规定，出卖同伙可以得奖，减轻刑期。自己如果被同伙出卖，偷鸡不成倒蚀一把米不说，还成全了别人得奖。既如此，还不如先下手为强，自己先出卖同伙。在紧要关头是选择出卖同伙而较好地自保，还是为了一个诱人的目标选择合作而冒牺牲自己利益的危险，这就是“囚犯困境”。 - Re: 鐥呮瘨涓庘�滃洑鐘洶澧冣��posted on 03/03/2006
Science一月六号卷311有一篇Review文章“When Does "Economic Man”dominateSocial Behavkor？可以参观。虽然涉及到的一些理论和概念高度概括，但讲得
比较清楚。
谢谢。
今天的美国〈科学〉杂志有一篇关于altruism的文章，很有趣味，风子不妨看看。
作为生命存在形式，人比病毒高级很多，当然不能简单地把对病毒的观察推到人类社会。 - posted on 03/04/2006
文写得好 wrote:
Science一月六号卷311有一篇Review文章“When Does "Economic Man”dominate
Social Behavkor？可以参观。虽然涉及到的一些理论和概念高度概括，但讲得
比较清楚。
浏览了一下这篇。觉得这张关于PD的图特别有意思 － 当每个人对别人的行为只能干瞪眼时，合作率随时间变化越来越低（红线），低到10%；而当每个人都知道并可以有权责罚别人时（当然要付一定代价），合作率随时间变化越来越高（蓝线），高到90％以上。
要么在军队里，要么在一个透明、稳定的团体或社会里（拥有知情权和民主），可以满足这个条件。
再有就是该实验证明了我们都知道的一个道理：当出租车驾驶员都开始谈论股票时，就是抛售的时候了。:-) - posted on 03/04/2006
Altruism理论里面一个核心的概念就是strong reciprocator。而这类人的一个
特点就是会对违背群体规则的任何行为和人作出punishment（另一半就是给于
遵守行为以rewarding），尽管这种强有力的互动行为不会给自身带来利益甚至
损害自身利益。知道自己有权并愿意惩罚别人的违规行为就属于这个范畴。而这
些人和行为当然也是具有进化的合理性的。
从这个角度来看，社会规则的维持必须有相当一部分strong reciprocator存在，
尤其是其不计自身利益用惩罚来维护群体规则的行为。这是中国社会目前普遍缺
乏的。把这些复杂的东西笼统称作“公德心”也许不错，但不说明和解决问题。
所谓heterogeneous groups。也只有不同才能“和”。
八十一子 wrote:
文写得好 wrote:浏览了一下这篇。觉得这张关于PD的图特别有意思 － 当每个人对别人的行为只能干瞪眼时，合作率随时间变化越来越低（红线），低到10%；而当每个人都知道并可以有权责罚别人时（当然要付一定代价），合作率随时间变化越来越高（蓝线），高到90％以上。
Science一月六号卷311有一篇Review文章“When Does "Economic Man”dominate
Social Behavkor？可以参观。虽然涉及到的一些理论和概念高度概括，但讲得
比较清楚。
要么在军队里，要么在一个透明、稳定的团体或社会里（拥有知情权和民主），可以满足这个条件。
再有就是该实验证明了我们都知道的一个道理：当出租车驾驶员都开始谈论股票时，就是抛售的时候了。:-) - posted on 03/04/2006
八十一子 wrote:
Science一月六号卷311有一篇Review文章“When Does "Economic Man”dominateSocial Behavkor？可以参观。虽然涉及到的一些理论和概念高度概括，但讲得
比较清楚。
谢谢。
今天的美国〈科学〉杂志有一篇关于altruism的文章，很有趣味，风子不妨看看。
作为生命存在形式，人比病毒高级很多，当然不能简单地把对病毒的观察推到人类社会。
谢谢81推荐，我的这期《科学》好象还没收到（估计还在路上）。确实，在研究方法上，不论我们是用病毒，还是用果蝇或白鼠甚至猿来作模型进行生命某类行为的研究，它们的外推均是有许多局限的。这些科学模型在许多方面实际同古代的寓言（如伊索或耶酥故事）在同一个层面上：它们都是通过对一些变量控制来凸现或支持某一特定的、强烈依赖于那些被控变量的结论。换言之科学模型其实只是现代版的寓言故事。:)
- posted on 03/04/2006
八十一子 wrote:
风子 wrote:又：日本人的基因同源性很高，犹太人也是。我想他们文化里的altruism是否可以用inclusive fitness（kinship, 也就是’打虎要靠亲兄弟’）来解释。容我另外撰文。
老八这篇文章很有意思。
前几年有本书叫《非零和：人类命运的逻辑》，里面也（在附录中）讨论了“囚犯悖论”。该书认为人类总体进化的矢量方向是（或者应该是）非零和，也就是说“囚犯悖论”的理想解是“共同出牢”而不是损人利己（零和解）。病毒的生存机制为人类社会的一些现在提供了新的理解与注解。但人类社会里还有一个很特殊也很奇怪的现象。那就是损人不利已、两败俱伤或玉石俱碎。我们中国就是这样一个例子，尽管有也一些民族（如日本、犹太人等）是属于追求正非零和甚至将这种解制度化（至少文化化）的相反例子。想中国这类负非零和的现象似乎只有人类社会才独有，在微生物或分子生物学这一个层次似乎还没有相应的反映。对它的研究应该也很有意思。
“打虎亲兄弟，上阵父子兵”可以很好解释某一类合作现象，但仍无法避免在“分虎”及论上阵之功时的夺虎抢功之争。这类对kinship的考虑虽为历代统治者所注重（如用皇室成员或任人唯亲来管理国家），但皇室及大家族内部的争夺厮杀却仍起伏不绝。我觉得正如你文中所指出的，这里的问题仍源于资源（如皇位、爵衔等）的有限性。
从Chaos Theory的角度来看，许多现象对起初条件有极端的敏感性。自然资源（生物品种的多样性即分布）即是这类（或许还是主要）条件的之一，所以（按Jerad Diamond的历史观)人的许多社会形态甚至最终的文化性格都与之有关。比如（用Robert Wright的思路），中原地势平坦，需兴修水利等大型工程，这就要求高度组织化的活动，这就促使合作及复杂政府形态的产生。远古时自然资源的相对丰裕及中央帝国的不断扩张，在中国产生了许多（如今已不复存在）道德观（如礼仪谦让等）；而许多时下让人羡慕的美国人的心胸的宽广也同样与其资源及机会的极大丰富有关。
基因的因素肯定也很重要。遗传学等在历史及文化现象的研究中所起的作用已经愈来愈显著了。期待81的下文。
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