当人类生活在一起时，他们会一起工作——无论是建造城市还是只是试图为晚餐找些食物。但是，如果你可以在不自己动手的情况下仍然获得对公共利益的贡献的好处，你为什么不选择这个选项呢？你很可能因为害怕受到惩罚而遵守规则。
“惩罚的问题——为什么它对进化生物学家和人类学家来说是一个有趣的问题——是（因为）这种行为如何进化尚不清楚，”哈佛大学进化动力学研究员，也是《科学》杂志最新一期关于惩罚的研究的主要作者克里斯托夫·豪尔特说。
豪尔特和合著者，奥地利拉克森堡国际应用系统分析研究所的数学家卡尔·西格蒙德，设计了一个数学模型，该模型确定了群体在合作进行一项活动时的表现。他们认为，在任何这样的社区中，都会有三种类型的个体：合作者，他们尽自己的一份力量并因其努力而获得回报；背叛者，他们逃避责任但仍然从其他人的工作中获益；以及惩罚者，他们惩罚背叛者。
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在运行多个版本的算法后，并在每次试验中调整不同的变量，研究人员发现，惩罚者必须占主导地位才能维持集体活动的成功。但是，具有讽刺意味的是，他们发现，如果惩罚者要占据主导地位，那么这项努力——无论是减少碳排放还是狩猎野牛——都必须是自愿的。
豪尔特和西格蒙德通过引用狩猎采集社区中发生的事情来解释他们令人费解的发现。最初，每个社区成员都会照顾自己的需求，比如靠在地上找到的蘑菇生存。最终，引入了武器，此时成员转向狩猎以求生存。但是在合作和分享猎物几周后，部落中的一名成员发现，他可以通过在其他人都在工作时躲在树后而不参与狩猎来获得好处。
在研究人员的第一次模拟中，参与狩猎是强制性的。豪尔特和西格蒙德说，在这些条件下，社区的其他成员开始注意到搭便车的人，并意识到，付出最少的努力却获得最大的回报来自于也成为一名背叛者。很快，所谓的背叛者开始主导这个群体，在这种情况下，这很可能导致狩猎作为一种生存手段的失败，并迫使每个人恢复到靠蘑菇生存。
当将第四种个体引入模型时，情况并非如此：非参与者，在狩猎采集者的例子中，他们既不狩猎也不允许吃猎物。根据该模型，集体将随后由惩罚者主导，他们将使每个人都遵守规则；惩罚背叛者，并通过这样做阻止其他人采用他们的懒惰方式，从而维持狩猎的成功。
本质上，研究人员详细描述了一个振荡周期：一些合作者可能会从一群非参与者中出现，他们相对于群体增加自己的收获，并使其合作实践成为规范。然后，合作者群体可能会被背叛者主导，他们会破坏所有人的利益。当背叛者接管时，惩罚者将不受欢迎，因为他们将不得不监督整个群体——这会给自己带来高昂的代价。但是，该算法已经指出，如果惩罚者在背叛者接管一个群体之前占据主导地位，他们可以确保长期的合作……至少直到新的创新出现——比如加工食品——并且周期重新开始。
在同一期《科学》杂志的一篇社论中，加州大学洛杉矶分校的人类学家罗伯特·博伊德和萨拉·马修写道，这项新研究“提供了第一个可以启动惩罚进化的令人信服的机制”。
“本质上，我们在这里看到的是警察和强盗之间的游戏，”西格蒙德说。他解释说，当活动是强制性的时候，强盗获胜；当活动是可选择的时候，警察获胜。“如果有可能成为非参与者，那么每个人都会成为警察，”他说。西格蒙德现在正在努力看看这些理论结果是否可以在实际的人类试验中复制，在这些试验中，学生参与公共物品博弈。