病毒与“囚犯两难困境”

八十一子

“囚犯两难困境” 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“囚犯两难困境”。

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 Zao，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。

2006.2.25

最近有篇论文用试验指出，当陷入‘囚犯困境’时，人们根据常识，很多人会首先选择合作，但如果事后发现对方不合作，选择合作的人数就越来越少，几轮之后下降到百分之二十以下。但如果选择不合作的人事后会受到惩罚，则选择合作的人会越来越多，最后会高达百分之九十以上。看来大同社会还是有指望地。