当细菌、昆虫、灵长类动物，甚至自动驾驶汽车在与其他个体的互动中做出富有成效的选择时，这些行为所体现的社会性究竟是从何而来？卡内基·梅隆大学及圣塔菲研究所外部教授 John H. Miller 的专著《Ex Machina: Coevolving Machines & the Origins of the Social Universe》，基于元胞自动机及博弈论，模拟进化过程，揭示了社会行为起源的普遍性。
生命进化中的重要一跃，来自单细胞生物经由社会行为的协作。而人类通过社会化，在进化的生存竞赛中获得了巨大的优势。如果我们能让地球的时钟倒转，社会行为会再次出现吗？我们能期望在宇宙的其他地方找到它吗？关于事物起源的研究是许多科学领域的基础，如物理学和生物学，在社会科学中则很少探讨起源。然而，对某些事物起源的了解往往会让我们对当下有新的认识。
理解社会行为的起源，并不是单一学科能够解决的问题，需要生物学、社会学、博弈论等多学科的协作。当跨学科工作时，即使是看似简单的事情ーー比如定义社会行为ーー也可能具有挑战性。不同学者对于社会行为是否可以跨物种发生，是否需要特殊形式的智力，等等，有着非常不同的看法。
《Ex machine》这本书中的模拟进化，如同一台时间机器，让我们能够观察和分析社会行为的出现ーー这个问题不能仅仅用一个领域的知识来回答，而这正是圣塔菲跨学科研究的魅力所在。
为了回答有关社会性出现的问题，书中使用元胞自动机作为进化的主体，元胞自动机可以响应其他自动机产生的输入，并在计算机内部进化。由元胞自动机组成的系统中如何涌现出进化，说明了一个系统产生社会化行为必须要包含何种程度的互动和思维能力，从而为社会行为的复杂性和多面性提供了丰富的见解。
费曼曾说，对于不能创造的事物，也就不能算是理解。该书正是试图在一个最简单的环境下，基于最少数量的假设去创造社会行为。30多年前，当该书作者米勒还是圣塔菲研究所的第一位博士后时，他就开始致力于圣塔菲在书中提出的核心理念。米勒在2007年与佩奇（Scott Page）合著的《复杂适应性系统》一书中也曾对此详述。但直到最近，在计算机技术的巨大进步的帮助下，他才实现了这个计划。
回到本文开始提出的问题。基于元胞自动机的实验，说明社会行为的起源来自于生存本身。无论生命如何开始，一旦它能够以一定的忠实度进行复制，就注定会产生社会行为。最早的有机体能够感应到环境，对环境作出反应，并存在持续进行的互动，这就已具备了促成社会行为涌现的必要条件。如此看来，如果生命在其它星球出现，或是进化再来一次，社会行为多半也会在早期就出现，并成为驱动进化的动力。
元胞自动机持续互动后可涌现出社会行为的示意图。图中上部分描述一开始单一状态的机器能够参与一个独立行动，两个元胞自动机两轮的互动，可以产生8种路径，在更多轮的博弈中，会产生26条路径。在这些路径中，元胞自动机通过随机翻转，改变自身的状态，经由进化涌现出社会行为。
该书指出，简单的适应性主体系统似乎被锁定在一个反社会的泥潭中。而当系统一旦跨越了某些门槛，可以从非社会性转变为社会性，或者反之亦然。作者米勒表示: “如果主体处理信息的能力ーー做出选择或‘考虑周到’的能力ーー或者他们彼此之间的互动程度非常有限，那么这个系统就会陷入非社交性。令人惊讶的是，尽管这些系统是由微小的进化变化驱动的，但从社会性到非社会性（再回到社会性）的转化可以非常迅速地发生。”这种意想不到的进化革命可能为社会生活的出现提供了重要线索。
理解这些社会行为的门槛不仅可以解释社会生活是如何形成的，还可以让我们洞察社会动荡，如政治运动和革命，新的社会规范如何被迅速接受，甚至整个社会秩序的出现或崩溃。这些事件可能导致深刻且高速的转变，最终决定我们共同的未来。
5. 共进化自动机模型（The Coevolving Automata Model, CAM）
本文编译自：https://santafe.edu/news-center/news/sfi-press-publishes-ex-machina-coevolving-machines-and-origins-social-universe
集智斑图顶刊论文速递栏目上线以来，持续收录来自Nature、Science等顶刊的最新论文，追踪复杂系统、网络科学、计算社会科学等领域的前沿进展。现在正式推出订阅功能，每周通过微信服务号「我的集智」推送论文信息。扫描下方二维码即可一键订阅：
