Pour réécrire les règles de compréhension de l'évolution de la coopération, il a suffi d'une série de rencontres fortuites entre Martin Nowak, Krishnendu Chatterjee et Christian Hilbe.

Chatterjee, professeur d'informatique à l'IST Autriche, a mentionné l'idée de jeux stochastiques - des jeux qui peuvent changer en fonction des actions des joueurs - lors de sa première visite à Harvard en 2008, et l'idée a envoyé Nowak sur un chemin de plusieurs années pour fusionner le concept avec la dynamique évolutive.

"Les personnes qui étudient l'évolution de la coopération n'utilisent pas de jeux stochastiques, " dit Nowak, qui a développé le nouveau framework en collaboration avec Chatterjee, Hilbe, un post-doctorant dans le groupe de Chatterjee à l'IST, et Stepan Simsa de l'Université Charles de Prague. "Au lieu d'une séquence de rencontres répétées, on suppose que le même jeu avec la même matrice de gains est joué encore et encore. Dans un jeu stochastique, le jeu lui-même peut changer de manière probabiliste en fonction des actions du joueur."

Cette nouvelle approche, décrit dans un article du 4 juillet publié dans La nature , décrit un système capable de modéliser l'évolution de la coopération à partir de jeux stochastiques répétés. Dans la forme la plus simple, seule une paire de jeux est utilisée - l'un avec une plus grande récompense et l'autre avec une plus petite récompense - dans lesquels les joueurs choisissent de coopérer ou de faire défection.

Les deux jeux fonctionnent de la même manière :si un joueur fait défaut tandis que l'autre coopère, le transfuge reçoit une récompense plus importante, tandis que l'autre personne n'obtient rien. Si les deux défauts, reçoivent tous les deux une récompense, quoique inférieur à la récompense de la coopération. Sous des conditions normales, la coopération émerge rarement dans de tels jeux, parce que la réponse la plus logique est que les joueurs fassent défection dans le but de maximiser leur récompense.

L'innovation est que le fait que les joueurs coopèrent ou non affecte le jeu auquel ils jouent par la suite.

Au début, les joueurs commencent par le jeu de plus grande valeur. Tant que les deux joueurs coopèrent, ils continuent à jouer à ce jeu, mais une défection de l'un ou l'autre des joueurs les fait passer au jeu de valeur inférieure. Une fois que les deux joueurs coopèrent à nouveau, ils pourraient revenir au jeu de plus grande valeur.

"Étonnamment même si les deux jeux sont mis en place pour que la coopération n'évolue pas, quand on les met ensemble, nous obtenons la coopération, " Nowak a déclaré. "C'est presque comme un paradoxe."

La clé pour faire fonctionner le système, Nowak a dit, est la différence de valeur entre les deux jeux.

"Si nous faisons défection, nous détruisons quelque chose, mais si nous coopérons, nous construisons quelque chose, " dit-il. " Alors, quand nous coopérons, nous jouons par la suite pour quelque chose de plus précieux, et si nous faisons défection, nous jouons ensuite pour quelque chose qui a moins de valeur.

"C'est ce qui rend la nouvelle approche passionnante, " Nowak a ajouté. " L'idée est si simple et pourtant elle change tout. Si vous faites défaut au premier jeu, tu perds deux fois, parce que votre adversaire ripostera et vous devrez jouer un jeu moins précieux."

Le cadre stochastique peut également être appliqué aux jeux multi-joueurs, y compris les jeux de biens publics et y résolvent ce que l'on appelle la « Tragédie des biens communs ».

"Les humains exploitent l'environnement dans un jeu de biens publics, " Nowak a dit. " Dans l'ancien cadre, nous décidons de coopérer ou de faire défaut, mais le lendemain on rejoue au même jeu, et l'état de l'environnement est toujours le même. Mais dans notre nouvelle théorie, si on exploite mal l'environnement, au tour suivant, il peut se détériorer, et puis nous sommes confrontés à un bien public de moindre valeur, " il ajouta.

Si l'environnement se détériore fortement en réponse à une défection, alors il y a une forte incitation à maintenir la coopération. Si l'environnement se dégrade lentement ou pas du tout, alors parvenir à une coopération est, paradoxalement, plus difficile.

"Cela a des implications intéressantes pour certains des problèmes majeurs auxquels les humains sont confrontés, comme le changement climatique, la destruction de l'environnement et la migration", a déclaré Nowak. "Si les gens comprennent que la défection aujourd'hui signifie que nous jouerons demain à un jeu moins rentable, alors la coopération devient une stratégie gagnante."

Si nous nous rendons compte que nous sommes à un point de rupture, il y a une forte raison de coopérer.

Le concept peut également être utilisé par les fonctionnaires et les décideurs politiques pour concevoir des programmes qui renforcent la coopération. Si les joueurs coopèrent, ils ont la possibilité de passer à des jeux plus intéressants.