이타적 인간과 이기적 인간 · 9주차 수요일 게임 · 사전 설명

공간 게임 한눈에

남을 돕는 사람의 수가 똑같아도, 흩어져 있으면 사라지고 뭉쳐 있으면 살아남습니다. 이 게임은 누구 옆에 있느냐가 협력의 운명을 어떻게 바꾸는지 눈으로 보여 줍니다.

원형은 노왁과 메이가 1992년에 발표한 공간 죄수의 딜레마입니다. 『초협력자』 3장 「공간 게임: 생명의 체스판」이 이 게임을 다룹니다. 9주차 본게임은 이 원형을 학생이 직접 조작하게 만든 것입니다.

어떤 게임인가

바둑판처럼 생긴 판 위에 사람들이 한 칸에 한 명씩 앉아 있습니다. 파란 사람은 협력자로, 만나는 상대를 돕습니다. 주황 사람은 배신자로, 도움은 받되 돕지는 않습니다.

사람들은 자기 둘레의 이웃 여덟 명과만 만나 점수를 얻습니다. 그리고 다음 세대에는 이웃 가운데 점수가 가장 높은 사람의 방식을 따라 합니다. 이 단순한 규칙을 반복하면 판 위에서 파랑과 주황의 무늬가 바뀌어 갑니다.

규칙의 뼈대는 콘웨이의 「생명게임」과 같습니다. 각 칸이 주변 8칸만 보고, 모든 칸이 동시에 바뀝니다. 다만 생명게임의 "살아남기" 규칙 자리에 "점수 얻기와 따라하기" 규칙이 들어갑니다. 그래서 책은 이 게임을 "생명의 체스판"이라고 부릅니다.

규칙은 네 가지뿐입니다

규칙 1

한 칸에 한 명, 두 종류의 사람

협력자는 만나는 상대를 돕습니다. 배신자는 돕지 않고 받기만 합니다. 각자 자기 방식이 있고, 스스로 마음을 바꾸지는 않습니다.

규칙 2

이웃 여덟 명과만 만난다

위아래, 양옆, 대각선의 여덟 명과 한 번씩 만납니다. 멀리 있는 사람과는 만나지 않습니다. 이것이 이 게임에 "공간"이 들어 있다는 뜻입니다.

규칙 3

만날 때마다 점수

협력자끼리 만나면 둘 다 1점. 배신자가 협력자를 만나면 배신자만 1.5점, 협력자는 0점. 배신자끼리는 0점. 여덟 번 만난 점수를 합칩니다. 이 1.5점을 배신의 유혹이라고 부릅니다. 이 점수표는 아래 시뮬레이터에서 직접 바꿀 수 있습니다.

규칙 4

잘 되는 이웃 따라하기

자기와 이웃 여덟 명 가운데 점수가 가장 높은 사람의 방식을 다음 세대에 따라 합니다. 모두가 동시에 바꿉니다. 여기까지가 한 세대입니다.

무슨 일이 벌어지나

협력자 9명과 배신자 72명이 있습니다. 왼쪽 판에는 9명을 흩어 놓았고, 오른쪽 판에는 3×3으로 모아 놓았습니다. 사람도, 규칙도, 유혹 점수(1.5)도 같습니다. 다른 것은 자리뿐입니다.

시작1세대 뒤2세대 뒤4세대 뒤
협력자배신자
왼쪽의 흩어진 협력자 9명은 한 세대 만에 모두 배신자가 됩니다. 오른쪽의 뭉친 협력자 9명은 살아남을 뿐 아니라 점점 퍼져, 네 세대 뒤에는 판의 대부분이 협력자가 됩니다.

왜 그런가

혼자 있는 협력자는 0점

혼자 있는 협력자는 여덟 번 모두 배신자를 만나 0점입니다. 옆의 배신자들은 이 협력자를 이용해 1.5점을 얻습니다. 다음 세대에 협력자는 점수가 더 높은 배신자를 따라 합니다.

뭉친 협력자의 경계에서는 협력자가 이긴다

안쪽 협력자는 여덟 명의 협력자를 만나 8점, 가장자리 협력자는 5점입니다. 바로 옆의 배신자는 협력자 세 명을 이용해 4.5점입니다. 5점이 더 높으므로 이 배신자는 다음 세대에 협력자를 따라 합니다. 경계가 바깥으로 밀려납니다.

협력자가 벽을 쌓아 배신자를 막는 것이 아닙니다. 서로 도운 점수가 안쪽에 쌓이고, 배신자는 이용할 협력자가 없는 곳에서는 0점이기 때문입니다. 기억도, 보복도, 평판도 없이 자리만으로 협력이 유지됩니다.

직접 눌러 보기

장면을 고르고 재생을 누르세요. 유혹 점수를 바꾸면 같은 장면의 결과가 달라집니다. 점수표 네 칸을 직접 고칠 수도 있습니다.

협력자배신자이번 세대에 마음을 바꾼 사람
장면
배신의 유혹 T (배신자가 협력자를 만날 때 얻는 점수)
점수표 직접 설정
세대
0
협력자 비율
0%
유혹 작음 1.3보통 1.5아슬아슬 1.63큼 3.0
흩어진 협력자 9명모두 사라짐모두 사라짐모두 사라짐모두 사라짐
뭉친 협력자 9명협력자가 판 전체를 차지대부분이 협력자로협력자와 배신자가 요동치며 공존두 세대 만에 사라짐
배신자 한 명작은 섬이 커졌다 작아졌다 반복3×3 섬으로 굳음만화경 무늬가 자란 뒤 공존배신자가 판 전체를 차지
뒤섞인 사회협력자가 다수협력자가 다수협력자 3분의 1쯤으로 공존협력자 사라짐

"아슬아슬 1.63"이 바로 노왁과 메이가 주목한 구간입니다. 배신자 한 명이 만드는 대칭 무늬가 책에 나오는 만화경이고, 뒤섞인 사회에서 협력자가 3분의 1쯤으로 살아남는 것이 원 논문의 대표 결과입니다.

수업에서 학생은 무엇을 하나

학생은 무늬를 구경만 하지 않습니다. 월요일 이론 수업에서 배운 "공간과 네트워크가 협력을 지킨다"는 주장을 수요일에 직접 실험합니다. 순서는 다른 주차의 게임과 같습니다.

1

예측

결과를 보기 전에 "협력자가 늘까, 줄까"를 이유와 함께 적습니다.

2

한 가지만 바꾸기

협력자의 배치, 유혹 점수, 이웃 수 가운데 하나만 바꿉니다. 협력자의 수는 그대로 둡니다.

3

결과 비교

협력자 비율이 어떻게 달라졌는지 조건별로 비교하고 기록합니다.

4

한 문장 결론

"이 결과가 보여 주는 것"과 "보여 주지 못하는 것"을 한 문장씩 씁니다.

9주차는 관계를 고정해 두고 봅니다. 학생이 마음에 들지 않는 이웃을 끊고 새 이웃을 고르는 것은 10주차 「유유상종·파트너 선택」의 주제입니다.

조심해서 말해야 할 점

  • 공간이 협력을 보장하지는 않습니다. 유혹이 크면 뭉쳐도 사라집니다. 게임이 보여 주는 것은 "조건이 맞으면 자리만으로도 협력이 살아남을 수 있다"는 가능성입니다.
  • 판 위의 칸은 사람이 아니라 행동 방식입니다. 기억도, 보복도, 평판도 없습니다. 실제 사람을 격자에 앉힌 실험에서는 결과가 엇갈렸습니다.
  • 협력자가 뭉친다고 사회에 좋다는 뜻은 아닙니다. 담합이나 범죄조직도 내부에서는 협력적입니다. 게임은 협력이 유지되는 조건을 설명할 뿐 그 협력의 가치를 판단하지 않습니다.

출처

  • Nowak, M. A., & May, R. M. (1992). Evolutionary games and spatial chaos. Nature, 359, 826–829.
  • 마틴 노왁·로저 하이필드, 『초협력자』(허준석 옮김, 사이언스북스, 2012), 3장 「공간 게임: 생명의 체스판」, 123–140쪽.
  • 최정규, 『이타적 인간의 출현』(뿌리와이파리, 2009), 17장 「당신의 이웃은 누구인가?: 수수께끼의 일곱 번째 열쇠, 공간구조 효과」.