Per riscrivere le regole di comprensione dell'evoluzione della cooperazione è bastata una serie di incontri casuali tra Martin Nowak, Krishnendu Chatterjee e Christian Hilbe.

Chatterjee, un professore di informatica presso IST Austria, ha menzionato l'idea di giochi stocastici, giochi che possono cambiare in base alle azioni dei giocatori, durante la sua prima visita ad Harvard nel 2008, e l'idea ha inviato Nowak lungo un percorso lungo anni per fondere il concetto con le dinamiche evolutive.

"Le persone che studiano l'evoluzione della cooperazione non usano giochi stocastici, " disse Nowak, che ha sviluppato il nuovo framework in collaborazione con Chatterjee, Hilbe, un borsista post-dottorato nel gruppo di Chatterjee all'IST, e Stepan Simsa dell'Università Carlo di Praga. "Invece in una sequenza di ripetuti incontri, si assume che lo stesso gioco con la stessa matrice di payoff venga giocato più e più volte. In un gioco stocastico, il gioco stesso può cambiare probabilisticamente a seconda delle azioni del giocatore."

Quel nuovo approccio, descritto in un articolo del 4 luglio pubblicato su Natura , descrive un sistema in grado di modellare l'evoluzione della cooperazione basata su giochi stocastici ripetuti. Nella forma più semplice viene utilizzata solo una coppia di giochi, uno con una ricompensa maggiore e l'altro con una ricompensa minore, in cui i giocatori scelgono se cooperare o disertare.

Entrambi i giochi funzionano allo stesso modo:se un giocatore fallisce mentre l'altro collabora, il disertore incassa una ricompensa maggiore, mentre l'altra persona non ottiene nulla. Se entrambi difettosi, entrambi ricevono una ricompensa, sebbene uno che è più piccolo della ricompensa per la cooperazione. In condizioni normali, la cooperazione emerge raramente in tali giochi, perché la risposta più logica è che i giocatori disertino nel tentativo di massimizzare la loro ricompensa.

L'innovazione è che il fatto che i giocatori cooperino o meno influisce sul gioco a cui giocano successivamente.

All'inizio, i giocatori iniziano con il gioco di valore più alto. Finché entrambi i giocatori cooperano, continuano a giocare a quel gioco, ma una defezione da uno dei due giocatori fa sì che passino al gioco di valore inferiore. Una volta che entrambi i giocatori cooperano nuovamente, potrebbero tornare al gioco di maggior valore.

"Sorprendentemente anche se entrambi i giochi sono impostati in modo che la cooperazione non si evolva, quando li mettiamo insieme, otteniamo cooperazione, " ha detto Nowak. "E 'quasi come un paradosso."

La chiave per far funzionare il sistema, Nowak ha detto, è la differenza di valore tra i due giochi.

"Se difettiamo, stiamo distruggendo qualcosa, ma se collaboriamo stiamo costruendo qualcosa, " ha detto. "Quindi quando collaboriamo, giochiamo successivamente per qualcosa che è più prezioso, e se difettiamo, giochiamo successivamente per qualcosa che è meno prezioso.

"Questo è ciò che rende entusiasmante il nuovo approccio, " Nowak ha aggiunto. "L'idea è così semplice eppure cambia tutto. Se diserti nel primo gioco, perdi due volte, perché il tuo avversario reagirà e tu dovrai giocare una partita di minor valore".

Il framework stocastico può essere applicato anche ai giochi multigiocatore, compresi i giochi di beni pubblici e risolvono quella che è conosciuta come la "Tragedia dei beni comuni".

"Gli esseri umani stanno sfruttando l'ambiente in un gioco di beni pubblici, " ha detto Nowak. "Nel vecchio quadro, decidiamo di collaborare o di disertare, ma il giorno dopo giochiamo di nuovo allo stesso gioco, e lo stato dell'ambiente è sempre lo stesso. Ma nella nostra nuova teoria, se sfruttiamo male l'ambiente, nel turno successivo potrebbe deteriorarsi, e poi ci troviamo di fronte a un bene pubblico meno prezioso, " Ha aggiunto.

Se l'ambiente si deteriora bruscamente in risposta alla defezione, poi c'è un forte incentivo a mantenere la cooperazione. Se l'ambiente si deteriora lentamente o non si deteriora affatto, allora raggiungere la cooperazione è, paradossalmente, più difficile.

"Questo ha implicazioni interessanti per alcuni dei principali problemi che gli esseri umani stanno affrontando, come il cambiamento climatico, distruzione ambientale e migrazione" ha detto Nowak. "Se le persone capiscono che la defezione oggi significa che giocheremo una partita con un profitto inferiore domani, allora la cooperazione diventa una strategia vincente."

Se ci rendiamo conto che siamo a un punto di rottura, c'è un forte razionale per cooperare.

Il concetto può essere utilizzato anche da funzionari pubblici e responsabili politici per progettare programmi che potenziano la cooperazione. Se i giocatori collaborano, hanno la possibilità di passare a giochi di maggior valore.