人生也是一场游戏？

时间：2022-07-14  来源：  作者：[db:作者]  浏览次数：

乍一看你会觉得很奇怪，用来描述商业竞争、打击恐怖分子、打扑克的数学理论也能和生命起源有关？你不知道。

博弈论——，用来描述策略交互的数学分支，一般被认为是解释室内博弈的微积分。最初，这个概念被用来分析两人博弈(零和博弈)，在这个博弈中，输的一方输给赢的一方。约翰冯诺依曼是一位数学家、物理学家和计算机科学家，他喜欢玩扑克。他在20世纪20年代发明了博弈论来量化不同选择的利弊，例如决定是加注还是跟注。到了1940年代，冯诺依曼和经济学家奥斯卡摩根斯坦写了《博弈论与经济行为》，打算用博弈论彻底改变经济。

博弈论在经济学中普及的速度相对较慢，但在其他地方却大展身手，比如分析冷战战略。博弈论是在约翰纳什的努力下于20世纪50年代发展起来的。困难数学家纳什是《美丽心灵》这本书和同名电影的原型。

纳什博弈理论适用于像博弈这样的复杂情况：参与者很多，每个人都有多种策略。纳什指出，总有一种策略组合，可以在每个人都做出最佳选择的情况下，使每个人都获得最大利润。这个时候大家都不愿意改变策略。这意味着游戏(无论是经济体系还是国际局势)已经达到了一个稳定的状态，或者说均衡。

“纳什均衡”已经成为博弈论的核心概念，它将博弈论扩展到许多研究人类行为的学科，包括心理学、社会学、政治学和经济学。20世纪70年代，乔治普莱斯(George Price)和约翰梅纳德史密斯(John Maynard Smith)对纳什均衡的概念进行了微调，并将其应用于物种间的生存竞争，于是博弈论进入了生物学领域。在一个生态系统中，所有的小生境都能给予其成员最大的生存机会，这意味着这些物种共同建立了“稳定的进化策略”。

换句话说，动物和人类一样，可以从许多不同的策略中进行选择。例如，猫可以选择抓老鼠或向你发牢骚，乞求你给它猫粮。但是对于大多数生物来说，没有那么多策略可以选择。在一个全是鹰和鸽子的岛上，鹰采取攻击性的战术，而鸽子只能是被动的战术，原因很简单，这是这两种鸟的行为方式。当鹰和鸽子的相对数量可以使其他鸟类在加入后得不到任何好处时，就成为一种稳定的进化策略。

正如一些科学家所说，如果动物可以凭借与生俱来的行为来玩游戏，那么就不难想象博弈论可以扩展到生物分子。

KatrinBohl和他的合作者去年在《分子生物系统》上发表的一篇文章中提到：“一般来说，除了整个有机体之外，影响(间接影响)其繁殖的大分子也可以被视为玩家。他们的很多特征都可以看作是策略，成为博弈论模型中的玩家不一定要有认知能力和理性。”

其实很多时候，你真的会觉得化学反应是分子之间的一种竞争，它的目标是把它安排在某种最优状态。就像经济学领域的竞争者都希望个人利益最大化一样，一堆分子都希望达到最稳定的能量——，这是通过达到一个最小能量状态来实现的。将纳什博弈论中的稳定状态称为“均衡”并非偶然。他显然把博弈的均衡点，比作化学反应的均衡状态。在学习数学之前，纳什的专业是化学和化工。)

生物体中的分子有不同的策略(特征)来帮助它们的活生物体生存。例如，基因是生物体生存和繁殖的主要贡献者。有些基因显然有有利于生物的合作策略。但有时候基因的特性(策略)对生物并不是那么有利，而是它利用了其他基因之间的合作，“搭便车”传递给下一代。Bohl和他的同事称他们为“基因组寄生虫”，就像那些依靠社会保障却想尽办法逃税的人一样。

也有一些分子作为玩家的例子。一些蛋白质折叠成刚性结构，而另一些则更灵活。一些蛋白质的刚性或柔性取决于与之相互作用的蛋白质。刚性和柔性可以看作是策略，所以这些蛋白质之间的相互作用可以用博弈论来分析。同样的博弈论分析也可以适用于生物界和非生物界之间的——病毒的遗传物质。在这里，博弈论的思想是非常有价值的，为生物医学领域的玩家(称为医生)提供更好的抗感染策略。

理解了病毒存在的博弈论，那么就不难想象：在地球形成的早期，在生命出现之前，分子之间就有了可以用博弈论来分析的相互作用。Bohl和他的同事指出，核酶(一种具有催化活性的RNA)可以自组装成网络，这可能为生命的诞生提供足够的复杂性。2012年，波特兰州立大学的Nilesh Vaidya和他的同事通过实验展示了这是如何发生的。他们在《自然》杂志上发表了研究结果：核酶可以催化第一个反应