Het enige dat nodig was om de regels voor het begrijpen van evolutie van samenwerking te herschrijven, was een reeks toevallige ontmoetingen tussen Martin Nowak, Krishnendu Chatterjee en Christian Hilbe.

Chatterjee, een professor computerwetenschappen aan IST Oostenrijk, noemde het idee van stochastische spellen - spellen die kunnen veranderen op basis van de acties van spelers - tijdens zijn eerste bezoek aan Harvard in 2008, en het idee stuurde Nowak op een jarenlang pad om het concept samen te voegen met evolutionaire dynamiek.

"Mensen die de evolutie van samenwerking bestuderen, gebruiken geen stochastische spellen, " zei Nowak, die het nieuwe raamwerk heeft ontwikkeld in samenwerking met Chatterjee, Hilbe, een postdoctoraal onderzoeker in Chatterjee's groep bij IST, en Stepan Simsa van de Charles Universiteit in Praag. "In plaats daarvan in een opeenvolging van herhaalde ontmoetingen, er wordt aangenomen dat hetzelfde spel met dezelfde uitbetalingsmatrix keer op keer wordt gespeeld. In een stochastisch spel, het spel zelf kan waarschijnlijk veranderen, afhankelijk van de acties van de speler."

Die nieuwe aanpak, beschreven in een artikel van 4 juli gepubliceerd in Natuur , beschrijft een systeem dat de evolutie van samenwerking kan modelleren op basis van herhaalde stochastische spellen. In de eenvoudigste vorm wordt alleen een paar spellen gebruikt - een met een grotere beloning en de andere met een kleinere beloning - waarin spelers een keuze maken tussen samenwerken of overlopen.

Beide spellen werken op dezelfde manier:als de ene speler defect raakt terwijl de andere meewerkt, de overloper ontvangt een grotere beloning, terwijl de ander niets krijgt. Als beide defect zijn, krijgen allebei een beloning, zij het een die kleiner is dan de beloning voor samenwerking. Onder normale omstandigheden, samenwerking komt zelden naar voren in dergelijke spellen, omdat de meest logische reactie is dat spelers overlopen in een poging om hun beloning te maximaliseren.

De innovatie is dat het al dan niet samenwerken van spelers van invloed is op welk spel ze vervolgens spelen.

Aan het begin, de spelers beginnen met het spel met een hogere waarde. Zolang beide spelers samenwerken, ze blijven dat spel spelen, maar een afvalligheid van een van beide spelers leidt ertoe dat ze naar het spel met een lagere waarde gaan. Zodra beide spelers weer samenwerken, ze kunnen terugkeren naar het spel met een hogere waarde.

"Verbazingwekkend, zelfs als beide games zo zijn opgezet dat de samenwerking niet evolueert, als we ze samenvoegen, we krijgen medewerking, ' zei Nowak. 'Het is bijna een paradox.'

De sleutel om het systeem te laten werken, Nowak zei, is het verschil in waarde tussen de twee spellen.

"Als we overlopen, we maken iets kapot, maar als we samenwerken, bouwen we iets op, "zei hij. "Dus als we samenwerken, we spelen vervolgens voor iets dat waardevoller is, en als we defect raken, we spelen vervolgens voor iets dat minder waardevol is.

"Dat maakt de nieuwe aanpak spannend, " Nowak toegevoegd. "Het idee is zo eenvoudig en toch verandert alles. Als je overloopt in het eerste spel, je verliest twee keer, omdat je tegenstander wraak zal nemen en je een minder waardevol spel moet spelen."

Het stochastische raamwerk kan ook worden toegepast op spellen voor meerdere spelers, inclusief games van openbare goederen en daar oplossen wat bekend staat als de "Tragedy of the commons".

"Mensen exploiteren het milieu in een spel van publieke goederen, " zei Nowak. "In het oude kader, we besluiten mee te werken of defect te raken, maar de volgende dag spelen we hetzelfde spel weer, en de toestand van het milieu is altijd hetzelfde. Maar in onze nieuwe theorie, als we het milieu slecht exploiteren, in de volgende ronde kan het verslechteren, en dan staan ​​we voor een minder waardevol publiek goed, " hij voegde toe.

Als de omgeving sterk verslechtert als reactie op afvalligheid, dan is er een sterke prikkel om de samenwerking voort te zetten. Als het milieu langzaam of helemaal niet verslechtert, dan is samenwerking - paradoxaal genoeg - moeilijker.

"Dit heeft interessante implicaties voor enkele van de grote problemen waarmee mensen worden geconfronteerd, zoals klimaatverandering, vernietiging van het milieu en migratie", zei Nowak. "Als mensen begrijpen dat afvalligheid vandaag betekent dat we morgen een spel spelen met een lagere uitbetaling, dan wordt samenwerking een winnende strategie."

Als we ons realiseren dat we op een breekpunt staan, er is een sterke rationale om samen te werken.

Het concept kan ook door ambtenaren en beleidsmakers worden gebruikt om programma's te ontwerpen die samenwerking mogelijk maken. Als spelers samenwerken, hebben ze de kans om naar waardevollere spellen te gaan.