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为探究合作行为动机的演变，研究人员构建理论框架研究合作行为动机（包括慈善动机和抱负动机）的进化。结果表明，合作收益成本比超临界阈值时动机转变可促进合作，且临界值受社会网络结构影响。该研究揭示了合作行为动机的进化机制。
在人类社会中，合作行为随处可见，但理解其背后的动机却并非易事。以往研究发现，合作行为的产生存在多种机制，如互惠、社会规范、社会网络结构、群体竞争和亲属关系等 。然而，当我们观察现实世界中的合作行为时，很难确定究竟是哪种潜在因素在起作用。而且，合作行为容易受到作弊者和搭便车者的影响而消失，要减少这些不良行为对合作水平的影响，就需要深入了解愿意合作的人的潜在动机。此外，合作动机还会随着环境和个体认知复杂性的变化而演变。在这样的背景下，为了深入探究合作行为动机的演变机制，上海交通大学的研究人员 Qi Su 和印第安纳大学布卢明顿分校的 Alexander J. Stewart 开展了相关研究，研究成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员用到的主要关键技术方法有：构建模型，通过构建合作动机模型，刻画社交网络中个体间互动产生的合作短期动态，以及合作行为和动机策略的长期共同进化；数学分析，推导全球合作丰度和行为动机受青睐的临界条件，分析不同参数对合作行为和动机进化的影响；计算机模拟，使用 Julia 1.5.3 和 MATLAB 2023b 进行数值计算和模拟，验证理论分析结果。
固定行为动机下合作的进化动力学
研究人员假设个体具有固定的行为动机，通过推导得出合作行为在种群中的丰度公式。从个体角度看，低需求的慈善行为动机更有利于合作，而高需求的慈善动机可能导致合作破裂。但从全局视角，个体行为取决于需求阈值与从邻居互动获得的收益之间的比较，种群结构会使个体行为动机与合作行为产生复杂耦合，增加了预测全球合作水平的难度。在多行动捐赠博弈中，研究发现低需求的慈善和高需求的抱负行为动机能促进合作。增加行动选项对合作丰度的影响因个体需求阈值和收益因子而异，对于高需求阈值的个体，增加行动选项可能使合作更有利；对于低需求阈值的个体，则可能降低合作丰度。
行为动机的进化动力学
研究人员探究了行为动机的进化情况。当存在两种不同的行为动机 A 和 B 时，推导出了动机 A 受青睐的条件公式。研究发现，当合作的收益成本比超过某个临界值时，低需求的慈善家更受青睐；当收益成本比低于临界值时，高需求的慈善家更受青睐。而且，收益成本比与行为动机的进化命运并非单调关系，小的和大的收益成本比可能支持某种动机，而中间值可能使该动机不受青睐。当考虑探索新动机时，若收益成本比低于临界值，进化会导致采用抑制合作的行为动机，合作丰度持续下降；若收益成本比超过临界值，进化会使个体逐渐转变为低需求的慈善家或高需求的抱负家，合作丰度不断增加 。
扩展
研究人员对模型进行了多种扩展，包括适用于任意行动数量和一般收益结构的游戏、不同的需求阈值设置和行动切换函数、状态依赖的行动更新以及个体特定的需求阈值和行动更新函数等。研究表明，在固定行为动机时，种群结构对合作丰度无影响；但当行为动机进化时，种群结构对进化方向起关键作用。同时，研究还验证了在动机强度增加到 1 时，研究结果在定性上是一致的，且多个个体同时更新行动时结果依然稳健。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了合作行为的潜在动机对合作水平有重大影响，低需求的慈善家和高需求的抱负家更易维持高水平合作。需求强度倾向于进化为高正值或高负值，对应一种类似开关的行为模式，这与个体基于内部参考点决定是否合作的行为相符。研究还发现种群结构在行为动机进化时对进化方向至关重要，且存在一个受种群结构影响的临界收益成本比，它决定了行为动机的进化轨迹和结果 。此外，该研究与以往研究不同，考虑了个体的个性化行为动机、动机的进化以及种群结构的影响。未来研究可以将该建模框架与社会规范下的声誉管理模型相结合，进一步探索合作行为动机的进化。同时，研究也存在局限性，如人类动机启发式比研究中考虑的因素更复杂多样，且需要实证验证。但总体而言，该研究为理解人类合作行为动机的进化提供了新的视角和理论框架，对研究人类在不同社会经济背景下的决策策略进化具有重要意义 。
