合作行为广泛存在于包括人类社会在内的几乎所有的生命系统,而对合作问题的解释却一直未得到有效解决。虽然经济学鼻祖亚当·斯密及演化理论鼻祖达尔文分别从“理性人”和“适应性”的角度对人的合作行为以及动物的合作行为给出了解释。然而,这两个假说都面临着生命系统中利他行为的挑战。Hamilton和Trivers从“亲缘”和“互惠”的角度对该问题进行了探讨并形成“亲缘选择”和“互惠选择”理论。然而Boyd&Lorberbaum和Hauert&Doebel的研究表明上述理论可能都是不可信的。上述经典合作理论都是基于参与者是对称的前提假设所得。然而,越来越多的证据表明合作双方事实上处于一种非对称的相互关系。本文将非对称相互关系引入经典的博弈模型中,建立了非对称合作系统的数学模型,结合演化博弈与计算机模拟,探讨了非对称合作系统中合作行为的演化及其稳定性,从非对称的角度揭示了合作系统演化动力与系统维持机制。首先,应用纳什均衡理论,通过对建立的理性条件下“非对称鹰鸽博弈”模型分析发现非对称性有利于合作行为的演化,这一结果有效地解释了为什么在几乎所有著名的合作系统中都观测到了合作双方的冲突行为；通过对建立的理性条件下具关系系数的“非对称志愿者困境”博弈模型分析发现非对称度的增大会提高弱参与者的合作意愿但会降低强参与者的合作意愿；而当“非对称志愿者困境”博弈的参与者都采取超理性策略时,强／弱参与者的合作意愿将随种群大小的增大而增大／减小,这一模型为不具备谈判能力和识别能力合作系统的不同合作行为提供了一个解释。同时还在有限理性条件下利用复制动态方程研究了“非对称志愿者困境”博弈的进化稳定策略,给在一些合作系统内公共品由强参与者生产而在另一些系统却由弱参与者生产的现象提供了一个解释,完善了Selten关于公共品仅可能由强参与者生产的理论；另外还利用复制动态方程的差分形式分析了动物不同婚配制度形成的收益-成本条件,结果显示动物婚配制度演化的可塑性是生境变化的一个连续统。最后,根据已建立的非对称“鹰鸽博弈”建立了一个四策略类型的空间博弈模型,并利用计算机模拟发现合作系统的冲突成本越高系统的合作频率越高,模拟同时显示系统参数组合的变化使得合作系统具有空间混沌特性。本文研究结果为合作系统中合作模式的多样化提供了合理解释,对生命科学家、社会学家和经济学家理解合作行为有一定的借鉴意义,并可能对人类社会和企业市场行为具有一定的指导意义。