用來玩撲克或者其他室內(nèi)游戲的數(shù)學理論也能為生命的起源提供線索。

        乍一看你會覺得奇怪：用來描述商業(yè)競爭，打擊恐怖分子以及玩撲克的數(shù)學理論竟然也能和生命起源有關系？你絕對想不到。

        博弈論——用來描述策略互動的一個數(shù)學分支——通常被認為是解釋室內(nèi)游戲的一種演算。起初，這個概念用于分析那種結果是失敗一方把東西輸給勝利一方 的雙人游戲（零和游戲）。約翰·馮·諾依曼是喜歡玩撲克的數(shù)學家、物理學家和計算機科學家，他在20世紀20年代發(fā)明了博弈論，用來量化不同選擇的優(yōu)劣， 比如決定要加注還是跟注。到了20世紀40年代馮·諾依曼和經(jīng)濟學家奧斯卡·摩根施特因共著《博弈論與經(jīng)濟行為》，打算用博弈論徹底改變經(jīng)濟。

        博弈論在經(jīng)濟學界流行的比較慢，但是它在其他地方一展身手，例如分析冷戰(zhàn)策略。20世紀50年代博弈論在約翰·納什的努力下發(fā)展起來。多難的數(shù)學家納什是《美麗心靈》一書和同名電影的原型。

        納什認為博弈論適合應用于類似游戲的復雜局面：其中有多名玩家，各自有多種策略。納什提出，總有一個策略組合，在每個人都盡全力做出最正確的選擇的 情況下，能夠讓每一位玩家獲得最多收益。這時，每個人都不愿意再改變策略。那意味著這個游戲（或者是經(jīng)濟體制，亦或國際局勢）已經(jīng)達到了一個穩(wěn)定狀態(tài)，或 者叫做均衡。

        “納什均衡”成為了博弈論的核心概念，它將博弈論推廣到多個研究人類行為的學科中，包括心理學、社會學、政治學和經(jīng)濟學。20世紀70年代，喬治· 普賴斯（George Price）和約翰·梅納德·史密斯（John Maynard Smith）將納什均衡的概念進行微調(diào)，并應用于物種之間的生存競爭，至此博弈論進入生物學領域。一個生態(tài)系統(tǒng)中，所有生態(tài)位都能讓其中成員擁有最大存活 機會，意味著這些物種共同建立了“穩(wěn)定進化策略”。

        換句話說，動物和人一樣，可以從多種不同的策略中選擇。比如貓可以選擇捉老鼠也可以朝你嗚嗚叫求你拿貓糧。不過對大多數(shù)生物來說，在行為上可選擇的 策略沒有這么多。在一個滿是鷹和鴿子的島上，鷹采取侵略策略，鴿子只能是被動策略，單純因為這就是這兩種鳥的行為方式。當鷹和鴿子的相對數(shù)量能讓其他鳥加 入后得不到任何好處，這就成了穩(wěn)定進化策略。

        正如某些科學家所說，如果動物能夠憑借他們先天的行為進行博弈，那不難想象博弈論可以延伸到生物分子中。

        KatrinBohl和其合作者去年在《分子生物系統(tǒng)》上發(fā)表的一篇文章提到：“總的來說，除了整個生物體，影響（間接影響）它們繁衍的大分子也可以被看做博弈者。它們的很多特性都可以被看做策略，成為博弈論模型中博弈者并非必需認知能力和理性?！?/p>

        事實上，很多時候你會真切地覺得化學反應就是分子間的一種競爭，其目標是排列成某種最佳狀態(tài)。就像經(jīng)濟學領域競爭者希望最大化個人利益，一堆分子希 望在能量上實現(xiàn)最穩(wěn)定——這是通過達到一個最低能量狀態(tài)實現(xiàn)的。納什把博弈論里面的穩(wěn)定狀態(tài)稱作“均衡”并非偶然，他顯然是將博弈的平衡點比作化學反應的 平衡狀態(tài)。（在學數(shù)學之前，納什是化學與化學工程專業(yè)的學生。）

        生物體中的分子有不同的策略（特性），以此幫助它們所處的生物體存活下來。例如，基因就是生物存活和繁殖的主要功臣。有些基因明顯有著對生物體有利 的合作策略。但是有時候基因的特性（策略）沒有那么有利于生物，但是它利用其它基因之間的合作，“搭著便車”就被傳遞到下一代。Bohl和同事稱它們是 “基因組寄生蟲”，就像那些依賴社保，但是又想盡辦法偷稅漏稅的人們。

        還有一些分子作為博弈者的例子。某些蛋白折疊成剛性結構，而其他蛋白結構更加靈活。還有一些蛋白的剛性還是靈活取決于與之相互作用的蛋白。而剛性和 靈活性可以看做策略，因此這些蛋白相互作用可以用博弈論分析。相同的博弈論分析還可以用于病毒——介于生物界和非生物界之間的遺傳物質。這里，博弈論的思 考很有價值，為生物醫(yī)學界的博弈者（被稱為醫(yī)生）提供更好的抗感染策略。

        理解了病毒存在博弈，那么就不難想象：在地球形成早期，生命出現(xiàn)以前，分子就發(fā)生著可以用博弈論分析的相互作用。Bohl和同事指出：核酶（一種有 催化活性的RNA）可以自組裝成網(wǎng)絡，這個過程可能為生命誕生提供了足夠的復雜性。2012年波特蘭州立大學的Nilesh Vaidya和同事用實驗展示了這是如何發(fā)生的。他們在Nature上發(fā)表了結果：一種核酶能夠催化第二種核酶的合成進而第二種合成第三種；然后第三種再 去催化第一種的合成。這種互相幫助的核酶是原始分子體系中的“合作者”；而其他“自私的”核酶只是自己合成自己?？磥砗献鞑呗砸茸运讲呗愿兄谛纬缮? 命誕生前的復雜性，為生命誕生提供更大可能。

        “我們的實驗強調(diào)了早期生命的分子階段中合作行為的重要性?！盫aidya和同事寫道。

        因此下次我寫博客帖子推測博弈論能夠解釋生命的起源，請不要笑。即使我在開玩笑。

（作者：湯姆·西格菲爾德；翻譯：馮薇）