编辑推荐：
为探究情感表达对合作进化的影响，研究人员构建基于进化博弈论的间接互惠（IR）模型，发现其可促进合作，为情感社交规范提供依据。
在人类社会中，合作行为广泛存在，却面临着合作成本带来的 “合作困境”，从数学和进化的角度来看，合作似乎是不合理的行为。进化博弈论（Evolutionary Game Theory，EGT）致力于解释这一现象，其中间接互惠（Indirect Reciprocity，IR）作为一种互惠利他形式，为合作提供了可能，即合作能为个体带来良好声誉，进而促进合作。然而，尽管社交规范和声誉在合作研究中备受关注，且有实验表明情感表达对决策和合作有影响，也有相关进化文献探讨情感对合作的作用，但至今仍缺乏关于合作者或背叛者的情感表达在基于声誉的合作进化中所起作用的理论研究。
为了解开这一谜团，来自葡萄牙里斯本大学（INESC-ID 和 Instituto Superior Técnico）、美国陆军研究实验室、日本岐阜大学、美国南加州大学的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员基于 EGT 构建了一个计算模型，以探究情感表达与策略在不同噪声误差水平下的相互作用。他们考虑了一个由 z 个个体组成的有限种群，这些个体在经典的囚徒困境经济博弈中相互作用。在这个博弈中，个体追求自身利益的行为往往与集体利益相冲突。研究中设定了四种策略：始终合作（Always Cooperate，AllC）、始终背叛（Always Defect，AllD）、根据对方声誉进行决策的歧视策略（Discriminate，Disc，即与 “好” 个体合作，与 “坏” 个体背叛）和矛盾歧视策略（paradoxical Discriminate，pDisc，即与 “坏” 个体合作，与 “好” 个体背叛）。同时，个体还会根据其情感特征（Emotional Profile，EP）表达一系列情感，例如具有合作 EP 的个体在相互合作时表达喜悦，在利用对方合作（背叛且对方合作）时表达后悔；具有竞争 EP 的个体则相反。
研究中考虑了三种类型的误差：行动执行误差（ε），模拟个体无法按策略行事的情况；声誉评估误差（α），导致个体对对方声誉的错误认知；声誉分配误差（χ），表示观察者可能无法准确为捐赠者分配声誉。此外，研究引入了一个参数 γ，用于控制基于情感的社会规范在判断行为时的使用概率。当 γ 值较低时，情感表达在社会规范中常被忽视，主要依据捐赠者的行动和声誉进行判断；当 γ 值较高时，情感表达在道德评估中被更多考虑。
研究结果表明，与不考虑情感的基线规范（Image Scoring，IS）相比，基于情感的社会规范（Emotion - Based Image Scoring，EBIS）在考虑情感表达的概率越高时，合作水平越高。在存在误差的环境中，EBIS 尤其有效，对高声誉评估误差的抵御能力更强。通过分析模型的进化动态，发现合作 EP 的频率与 γ 值近似线性增长，同时 Disc 策略更受欢迎，AllD 策略频率降低，群体中良好声誉的频率与合作策略的频率密切相关。然而，当 γ = 1 时，合作水平骤降，这是因为此时社会规范无法有效谴责那些表达合作情感但实际背叛的行为，导致声誉和情感特征失去意义，合作无法有效进化。
该研究首次构建了基于 IR 的进化博弈论模型，揭示了情感表达对合作进化的积极影响，为达尔文关于情感表达进化以促进交流的假设提供了进化支持，也为情感社交规范的存在提供了依据。这一研究成果不仅有助于理解人类合作行为的进化机制，还为设计复杂系统如自主智能体、社交机器人等提供了指导，可引导这些系统促进人类的合作与亲社会行为，增强信任。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：构建基于进化博弈论的计算模型，模拟个体在囚徒困境中的行为和互动；设定不同的策略和情感表达模式，观察种群在进化过程中的动态变化；通过引入多种误差类型和控制参数 γ，研究不同条件下情感表达对合作的影响；利用蒙特卡罗模拟方法，让个体在每一代中进行多次互动并更新策略。
在结果部分，研究人员通过对比 EBIS 和 IS 在不同 γ 值下的合作指数（η），发现 EBIS 在考虑情感表达概率较高时合作水平更高。通过绘制误差对合作水平影响的等高线图，发现 EBIS 在存在误差的情况下，尤其在误差概率为 1/z = 0.02 时表现出更高的合作优势，且对声誉评估误差的抵御能力相对较强。通过分析策略、声誉和情感特征的平均频率随 γ 值的变化，揭示了合作策略和合作 EP 之间的同步进化关系，以及 γ = 1 时系统出现的异常情况。
研究结论和讨论部分强调，情感表达在道德评估中具有重要作用，将其纳入考虑可显著提高合作水平。然而，过度依赖情感表达可能导致合作无法有效进化，这表明在实际社会中，人们需要在利用情感信息和避免被虚假情感误导之间找到平衡。该研究为未来研究情感表达在 IR 中的作用开辟了新途径，后续可进一步研究复杂的情感社交规范，并结合用户研究深入探讨相关问题。
