13:22 

Дилемма заключенного: теперь бактерии!

worldsheet
Для ответа, который не может быть выражен словами, не может быть высказан вопрос

Вот дом, который построил Джек колония бактерий сенной палочки, Bacillus subtilis.


Вот Альберт Такер, американский математик, с чьей легкой руки исследованная М. Флодом и М. Дрешером в 1950 г. дилемма стала известна на весь мир как дилемма заключенного. Это одна из основ теории игр, которая гласит: игроки не всегда сотрудничают друг с другом, даже если это в их интересах. Гораздо важнее максимизировать собственный выигрыш, чужая выгода - дело десятое.

Классическая формулировка дилеммы: двое преступников, А и Б, попались примерно в одно и то же время на сходных преступлениях. Есть основания полагать, что они действовали по сговору, и полиция, изолировав их друг от друга, предлагает им одну и ту же сделку: если один свидетельствует против другого, а тот хранит молчание, то первый освобождается за помощь следствию, а второй получает максимальный срок лишения свободы (10 лет). Если оба молчат, их деяние проходит по более лёгкой статье, и они приговариваются к 6 месяцам. Если оба свидетельствуют против друг друга, они получают минимальный срок (по 2 года). Каждый заключённый выбирает, молчать или свидетельствовать против другого. Однако ни один из них не знает точно, что сделает другой. Что произойдёт?

Предполагаем, что оба заключенных заботятся о минимизации срока заключения.

Если А молчит и Б молчит - оба получают полгода (минимальный общий проигрыш/максимальный выигрыш).
Если А молчит, а Б дает показания - Б выходит, А садится на 10 лет (максимальный выигрыш Б, максимальный проигрыш А).
Если Б молчит, А дает показания - А выходит, Б садится на 10 лет (максимальный выигрыш А, максимальный проигрыш Б).
Если А дает показания и Б дает показания - оба садятся на 2 года.

Представим рассуждения одного из заключённых. Если партнёр молчит, то лучше его предать и выйти на свободу (иначе — полгода тюрьмы). Если партнёр свидетельствует, то лучше тоже свидетельствовать против него, чтобы получить 2 года (иначе — 10 лет). Стратегия "свидетельствовать" строго доминирует над стратегией "молчать". Аналогично другой заключённый приходит к тому же выводу. Таким образом предательство строго доминирует над сотрудничеством. Хотя с точки зрения группы (этих двух заключённых) лучше всего сотрудничать друг с другом, хранить молчание и получить по полгода, так как это уменьшит суммарный срок заключения. Любое другое решение будет менее выгодным. Это и есть дилемма заключенных.

В реальной жизни это проявляется на всех уровнях социальных взаимодействий. Дилемма заключенного - основа гонки вооружений. Сделка о признании вины во многих странах сделка о признании вины запрещена: в интересах всех подозреваемых сознаться и свидетельствовать против другого подозреваемого, даже если оба невиновны. В Новой Зеландии вместо газетных киосков - открытые ящики, где каждый может не заплатить, однако большинство платит.

Так вот о Джеке бациллус субтилис. Каждая бактерия стоит перед дилеммой, следует ли ей стать спорой, то есть законсервировать свое ДНК и ждать благоприятных условий для возрождения (= сотрудничать), или уйти в так называемое "компетентное" состояние, в котором клеточные стенки и мембрана становятся легко проницаемы для ДНК и белков, поступающих из внешней среды - в том числе и от разрушенных в ходе спорообразования бактерий. Таким образом бактерия продолжает выживать за счет других.

С другой стороны, если обстановка продолжит ухудшаться, такая клетка погибнет куда скорей, чем ее соседи, решившие перейти в состояние споры.

Весь этот сложный процесс взаимодействия бактерий друг с другом и принятия ими "решения" об использовании той или иной стратегии выживания, вовлекающий множество генов и белков, описали математически. И оказалось, что 1 триллион клеток с той же настойчивостью режется в дилемму заключенного, как и два наших сферических заключенных в вакууме.

URL
Комментарии
2012-04-05 в 23:57 

the virgin
it's nothing new; birds do pretty much the same thing when dealing with nesting competition. it seems logical to cooperate, but they prefer to compete.

2012-04-06 в 01:01 

worldsheet
Для ответа, который не может быть выражен словами, не может быть высказан вопрос
the virgin, мне тоже кажется, что на людях просто быстрее просчитали закономерность, а дальше будут последовательно выявлять ее в простейших остальных.

URL
     

The faster you go, the shorter you become

главная