“公共物品”博弈中通过惩罚实现的合作之达尔文演化

合作的演化一直是演化生物学中的一个长期问题，因为合作会被自私的欺骗者（或“搭便车者”）破坏，这些欺骗者从合作者那里获利，但自身不投入任何资源。在纯粹的“自私”演化观下，这些欺骗者应该受到青睐。演化博弈论已经证明，在某些条件下，合作仍然可以稳定地演化。其中一种情景利用了惩罚的力量来抑制搭便车者，但这仅当玩家在合作者可能被其他合作者包围的结构化群体中互动时才成立。本文表明，如果合作的协同效应足够高，即使在玩“公共物品”游戏的充分混合群体中，通过惩罚的合作也能演化。随着协同效应的增加，群体以类似于相变的方式从背叛转变为合作。如果关闭惩罚，临界协同效应会显著提高，这表明（如前所述）惩罚有助于建立合作。我们还表明，临界点取决于突变率，因此更高的突变率不利于合作，正如之前在囚徒困境中观察到的那样。