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約翰·梅納德·史密斯
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約翰·梅納德·史密斯(1920年1月6日-2004年4月19日),英國理論和數(shù)學(xué)進化生物學(xué)家、遺傳學(xué)家,被譽為“進化博弈理論之父”。他原為二戰(zhàn)時期的航空工程師,后在著名生物學(xué)家J.B.S.哈爾丁的指導(dǎo)下獲得遺傳學(xué)學(xué)位。史密斯與喬治·R·普萊斯共同將博弈論應(yīng)用于進化,并研究性別進化和信號理論等問題。他的著作既具有科學(xué)性,又面向大眾。

人物生平

約翰·梅納德·史密斯于1920年出生于英國倫敦的一個醫(yī)生家庭,童年時期就對博物學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣。

1938年,年輕的梅納德·史密斯畢業(yè)于英國著名私立男校——伊頓公學(xué),在就讀期間,他受到英國科學(xué)家J. B. S. 霍爾丹的著作的影響,沉迷于查爾斯·達爾文生物演化理論和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。但畢業(yè)后,命運并沒有讓他直接走上生物學(xué)研究的道路。

1939年,第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā),梅納德·史密斯積極參加志愿兵役,但由于視力原因而屢遭拒絕。于是,他決定在劍橋大學(xué)三一學(xué)院攻讀工程學(xué)專業(yè)并于1941年獲得了工程學(xué)學(xué)位。出乎意料的是,工程技術(shù),特別是應(yīng)用數(shù)學(xué)的系統(tǒng)訓(xùn)練對他日后生物學(xué)的研究產(chǎn)生了深遠的影響。

1942年到1947年間,他投身于軍事飛機設(shè)計。但最終,飛機的噪音讓他失去了原有的興趣。梅納德·史密斯旋即轉(zhuǎn)入倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)學(xué)習(xí)動物界動物學(xué)),并師從遺傳學(xué)大師J. B. S. 霍爾丹致力于研究果蠅的遺傳問題,實現(xiàn)了職業(yè)生涯的重大轉(zhuǎn)變。

從1958年畢業(yè)到1965年,梅納德·史密斯一直擔(dān)任倫敦大學(xué)學(xué)院的動物學(xué)講師,期間他主辦了果蠅實驗室并致力于實驗遺傳學(xué)的研究。

1965年,梅納德·史密斯和許多志士仁人一起創(chuàng)建了英國蘇賽克斯大學(xué)(University of Sussex),并開始擔(dān)任該校生物科學(xué)學(xué)院院長一職,從此他開始轉(zhuǎn)向?qū)ι飳W(xué)理論問題的思考,特別致力于對生物演化理論和群體遺傳學(xué)的研究。1973年,他和喬治·普瑞斯一起在著名的《自然》雜志上發(fā)表題為《動物沖突的邏輯》一文,這篇開創(chuàng)性的論文從博弈論的角度闡釋了為什么本質(zhì)上是自私的個體能夠和平共處甚至相互合作,并用數(shù)學(xué)嚴(yán)格刻畫了演化穩(wěn)定策略 (Evolutionarily Stable Strategy,ESS)這一基礎(chǔ)性的概念,還通過計算機模擬進行實證分析。1982年,梅納德·史密斯系統(tǒng)地整理并論述了該領(lǐng)域的研究成果并出版了著作《演化與博弈論》(Evolution and the Theory of Games),奠定了演化博弈論的理論基礎(chǔ),于是他被公認(rèn)為演化博弈論之父。

1985年退休后,著作等身的梅納德·史密斯仍作為榮譽教授從事研究工作,并發(fā)表了一百多篇論文。

2003年,梅納德·史密斯出版了他最后一本著作——《動物信號發(fā)射》(動物界 Signals,與大衛(wèi)·哈珀爾合著),為其學(xué)術(shù)生涯畫上了一個圓滿的句號。

2004年4月19日,梅納德·史密斯在他的書桌前然長逝。

研究貢獻

在梅納德·史密斯一生的學(xué)術(shù)研究中,其最突出的貢獻正是在于將博弈論的分析方法引入到生物演化過程中的競爭行為和選擇問題,并分析了群體行為變化的動力學(xué)機制。梅納德·史密斯認(rèn)為,可以把演化博弈論視作演化生物學(xué)中最優(yōu)化理論的推廣。最優(yōu)化理論解釋了個體具備何種特性才能使其適應(yīng)度達到最大,這一理論適合解釋頻率獨立的選擇行為,即個體適應(yīng)度只依賴于“自然環(huán)境”的選擇過程。演化博弈論則專門用來分析頻率依賴的選擇行為,即個體適應(yīng)不僅依賴于它們所處的自然環(huán)境,同時也依賴于它們所處的“社會環(huán)境”,因此,種群中特定表型的適應(yīng)度依賴于它們在群體中的頻率分布。

若將生物的基因表型視為它們所實施的博弈策略,并假設(shè)這一策略可以遺傳獲得但不能主動選擇,那么生物獲得的適應(yīng)度不僅依賴于自己的策略,并且在更大程度上依賴于對手的行為。當(dāng)采取特定策略帶來的適應(yīng)度超過群體平均水平時,種群中采取該策略生物的頻率及其適應(yīng)度將上升,這一自然選擇過程可用復(fù)制動態(tài)方程來描述。那么種群何時才能達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)呢?梅納德·史密斯原創(chuàng)性地提出了演化穩(wěn)定策略這一精妙概念回答了上述問題。演化穩(wěn)定策略描述了生物種群在自然選擇下保持穩(wěn)定的必要條件:即如果整個種群的每一個成員都采取這個策略,那么在自然選擇的影響力下,不存在一個具有突變特征的策略能夠侵犯這個種群。換言之,在環(huán)境的一次大變動后,種群內(nèi)可能出現(xiàn)一個短暫的演化上的不穩(wěn)定階段,甚至出現(xiàn)較大的波動,但ESS一旦確立,整個種群就會趨于穩(wěn)定,此時偏離 ESS的行動就要受到自然選擇的懲罰。從博弈論的角度講,ESS是對納什均衡的特有精煉而且具有較大的穩(wěn)健性。

梅納德·史密斯使用復(fù)制動態(tài)的數(shù)學(xué)方程和演化穩(wěn)定策略的基礎(chǔ)概念重新闡釋了演化問題的兩大機制——選擇機制和變異機制,從而使生物學(xué)家對生物演化的看法產(chǎn)生了革命性的變化。在本書中,梅納德·史密斯反復(fù)使用上述方法和概念研究了“鷹—鴿博弈”模型、消耗戰(zhàn)模型以及性別選擇等問題,并得到了令人信服且極具啟發(fā)的結(jié)論。按照他的理論分析進路,上世紀(jì)80年代以來,以肖特、培頓·楊、薩格登、賓默爾以及青木昌彥等為代表的博弈論經(jīng)濟學(xué)家將其分析工具應(yīng)用于制度創(chuàng)生、演化和變遷的分析,并取得了突破性的進展,這里不再贅述。總之,演化思想在經(jīng)濟學(xué)中的運用可以說是對新古典主流經(jīng)濟學(xué)的一種挑戰(zhàn),也是對“凡勃倫—約瑟夫·熊彼特—哈耶克”演化分析范式的一種回歸,或許,我們正在逐漸接近一種正確認(rèn)識經(jīng)濟現(xiàn)象的立場和方法。

梅納德·史密斯還出版了一本名為《性別進化》的書,以數(shù)學(xué)方式探討了“性別成本加倍”的概念。在1980年代末,他還對個體性進化轉(zhuǎn)變(ETIs)產(chǎn)生了興趣,并與進化生物學(xué)家埃爾什·薩斯馬里合作。他們共同撰寫了一本有影響力的1995年著作《進化中的重大轉(zhuǎn)變》,這是一部開創(chuàng)性的作品,繼續(xù)為進化生物學(xué)中的持續(xù)問題做出貢獻。該書的通俗科學(xué)版本《生命的起源:從生命誕生到語言起源》于1999年出版。

榮譽獎項

爭議事件

另一位進化生物學(xué)家威廉·唐納德·漢密爾頓對梅納德·史密斯處理他在1963年提交給《理論生物學(xué)雜志》的一篇文章持怨恨之情,該文章最終于1964年7月發(fā)表為兩篇論文。梅納德·史密斯在另外兩位審稿人無法理解該文章后擔(dān)任了審稿人,并要求漢密爾頓將其修改為兩部分,因為擔(dān)心其可讀性,后來將其描述為“深奧難懂”。1964年3月,梅納德·史密斯在《自然》雜志上發(fā)表了題為“群體選擇和親緣選擇”的文章,涵蓋了漢密爾頓文章中的概念。盡管梅納德·史密斯引用了漢密爾頓在《美國自然家》發(fā)表的一篇早期文章,但漢密爾頓認(rèn)為梅納德·史密斯沒有給予他足夠的榮譽。漢密爾頓還對梅納德·史密斯在1976年發(fā)表在《新科學(xué)人》上的評論中包含的軼事提出了異議,暗示梅納德·史密斯的導(dǎo)師哈爾丹在1950年代就理解了漢密爾頓的包容性適應(yīng)性概念。漢密爾頓回復(fù)評論稱,這個軼事是虛假的,但后來向梅納德·史密斯道歉,因為懷疑了這一點。

外部鏈接

參考資料 >

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