文摘

在微程序级组织或宏观的社会,个人获得利益或回报,形成相互依赖团体联系在一起的共同利益。进行研究的进化相关性的影响组织合作可以更好的理解社会两难问题。在本文中,我们研究了空间公共物品与外地互相依赖团体游戏,每个参与者位于二维方形格子或Watts-Strogatz小世界网络的成果获得与最近的邻居。的增强因子,进化合作组织密度的影响可能非常不同。为低增强因子,合作水平是一个非单调函数的不同密度的相互依存组织系统中,这意味着一个适当的密度相互依存组最能促进合作水平。为中度增强因子,更高密度的相互依存组可以对应于一个更高的合作水平。然而,如果增强因子太高,相互依存的高密度群体可以阻碍进化合作。我们给的解释不同角色的组织密度相关性使用过渡的可能性C球员进D球员以及反向。我们的发现非常有用的理解出现合作以及合作监管的自私的人。

1。介绍

合作是一种无处不在的现象在生物社会,指个人或团体的过程一起工作,共同或互惠互利,如婚姻关系和联盟。然而,这仍然是一个挑战理解的出现和维护合作。进化博弈理论提供了一个丰富的框架来解决这个问题和吸引注意力从许多研究人员,包括物理学家,生物学家,经济学家(1- - - - - -3]。这项研究的结果能促进认识合作出现,意味着互相依赖的机制是一个重要的机制,加强合作。“囚徒困境”游戏 被用来进行广泛探索的特点和不同利益偏好,不同群体之间的冲突,它可以用来解释两人之间的交互的团体间的合作行为(4,5]。

考虑到大量的玩家互动,同样的冲突也可以被公共物品的游戏 (6- - - - - -11]。基于经典的 ,N玩家能够确定一个数量c应该投资到一个共同的池(合作)或不同时(缺陷),分别。乘以一个改进的水平r与 ,获得的投资可以被视为组织生产和管理学位或协作的协同影响。获得投资又均匀分布在所有的参与者中,不管他们的实际策略。基于这些流程,整个团队能够获得最大的收益,当所有玩家把他们所有的财产到公共游泳池。然而,叛逃者不需要任何成本,当他们得到相同的收益作为合作伙伴。因此,背叛是经常第一个选择,似乎是自然的策略选择对自私的球员 。

诺瓦克和可能表明,空间结构能够促进合作的进展的基础上,知名企业 模型代表网络互惠(12]。随后,基于开创性的工作,进化游戏已经被研究者扩展不同的拓扑结构,发现可以引入代理商的异质性异构交互网络的形式(13- - - - - -21),这也是证明中发挥重要作用,在合作的顺利进化15,22- - - - - -31日]。然后,其他核心机制负责刺激合作,包括迁移(32),时间尺度异质性(33,34),多层网络(35,36)或团体(37,38],愿望[39- - - - - -43],惩罚[44],团队智能[45],宽容[46),和动态分组(47),已被证明在许多创新的研究。此外,共同进化的游戏,,通信或几个特定属性的玩家也受进化论的影响,帮助我们理解系统属性的出现促进进化合作更深入地(48]。

应该注意的是,当谈到费米函数,萨博和Tőke介绍了噪音的策略采用(49)代表球员的有限理性,发现适当的噪声程度(50,51)或球员的有限理性策略限制(28)能够促进合作。此外,Perc探讨了由随机收益变化影响合作的发展空间 ,发现高斯噪声能够促进共鸣地合作,这是类似于经典相干共振(52]。后, 框架之间的相关性调查“动力”回报噪声引起的相干共振和所谓的“进化”相干共振引起的噪音的策略应用程序(53]。然而,在由多个玩家互动方面,目前尚不清楚的影响group-payoff强加的变异进化合作或准确的机制。

很多已经注意进化合作互惠的相互依存网络(35,54- - - - - -56),玩家可以获得回报每一层的交互的网络或共享信息之间的战略选择玩家驻留在不同的网络层。此外,张、杨研究随机的发展合作伙伴关系的影响在一个正方形晶格空间博弈理论,用 (57]。Poncela等人探讨的影响限制交互的数量,一个节点可以建立每一轮“囚徒困境”游戏(58]。已经表明,不同工具的球员保持健康公共合作即使面临不利条件下(54),在网络层和一个合适的相互依存程度,合作是提升最好的(35]。同样,信息共享跨层加强合作水平也明显(55]。在真正的人类或动物社会,个人不仅共享信息,也分享回报或物质福利的相互依存关系(如婚姻或其他与共同利益的关系)。在这种情况下,收益,个人在社会或经济活动与其他相关的组。这里,我们探索的密度payoff-sharing组使用公共物品的进化合作游戏。我们发现的密度payoff-sharing组可以进化合作发挥正面和负面的作用取决于增强游戏的水平。我们给解释的不同角色群密度的相关性通过过渡的可能性C球员进D球员以及反向。

从今以后,我们继续详细描述公共物品与payoff-sharing团体游戏,其次是演讲的主要结果。我们讨论与结论。

2。模型

我们应用的简化版本 ,,社会困境的核心因素,保留的力量,然而,是增强程度决定的9]。我们把这一段简化版的 的考虑,四个邻居的球员是在一个二维晶格周期性边界条件,与个别球员和他们的最近邻形成 组。起初,同样可爱的随机选择,合作者或叛逃者占用每个位置。在每一个时间步,一个焦点球员的回报我是由其策略 和性伙伴的数量 在附近。因此,玩家我的回报

如果玩家是1我是一个合作者。否则,它是0。在我们的研究中,方便简单,投资c合作者的设置为1,参数r表示程度增强。有缺陷的策略,而协作策略,将获得更多的好处 ,描述的社会困境。然而,对于 ,这将是一个更好的选择对于所有个人使用协作策略。

在这里,我们介绍payoff-sharing组公共物品的游戏。我们随机选择一个分数p球员和匹配他们一个接一个的成对相互依存的组织,因此,参数p系统中控制payoff-sharing组织的密度。在每一轮的比赛,我们重置玩家的回报每个相互依存组群的平均回报由于相互依赖关系,即, 两个相互依赖的球员我和j。

每个球员都有可能模仿策略的自由选择的邻居更新策略,和一个同步概率是由收益差距,即。,一个球员的可能性我使用你的邻居j策略可以表示为 在哪里κ功能一个人的有限理性(49),表示不确定或错误的策略应用程序。(在 抑制,随机的影响可以被忽略,人们优秀的理性,而为 抑制,特性转化是最大的,人们把非理性全面。)

应该指出的是,参数p作为核心参数在这个模型中,我们将系统地讨论其影响进化合作在下一节。我们执行模拟常规平方晶格和Watts-Strogatz (WS)小世界网络重连概率为0.1。模拟是进行人口 人。合作伙伴的核心数量浓度 研究了在稳定的条件。均衡的频率合作者获得超过20000蒙特卡罗总平均120000步的时间步骤,每个数据点平均结果来自200多个实现。

3所示。模拟和分析

首先,合作的进化受到payoff-sharing组织的密度进行了研究。很明显,它可以在结果显示在右边的面板图1频率的平衡 作为payoff-sharing密度的函数组p为多元化r当 。无论怎样的价值p是,合作者的浓度 增加不断从0到1,我们可以发现一个更大的价值p总是对应于一个更高的合作者浓度 对于一些较低的值r和一个更大的价值p能对应浓度较低的合作伙伴吗 对于一些高的值r。这个结果意味着payoff-sharing组织的密度可以发挥正面和负面作用持久的合作。为了更清楚地解释这一现象,我们有情节的合作者的浓度 的函数p对不同增强水平r在图2。对于一些小型的值r(例如, ),合作者的浓度 与p是一个非单调函数,存在一个最优密度payoff-sharing团体能够最好地支持合作的出现。对于一些适度的值r,合作者的浓度 增加单调增加p和合作者的浓度 的增加而单调减小p对于一些高的值p。类似的结果为小世界网络也可以发现在图2 (b)。这些结果表明,密度的影响payoff-sharing团体的合作水平取决于系统的增强水平定期平方晶格和WS小世界网络。

(一)
(一)
(b)
(b)
图1
的合作水平 的函数r对不同群体密度p玩家在常规平方晶格(a)和WS小世界网络(b),分别。
(一)
(一)
(b)
(b)
图2
集团的合作水平,功能密度p对于不同的增强的水平r在常规平方晶格(a)和WS小世界网络(b),分别。

我们的目标是探索底层机制的非单调的现象 与p对于一些小型的值r。我们研究了转移概率 的C球员进D球员和逆向概率 的函数p在图3。较低的价值p,是效益的变化D球员进C球员,从而导致出现的合作;但是,它也提供了可能性C球员换上D的球员。因此,系统维护了一个低水平的合作时的数量D玩家从C玩家的数量C玩家从D玩家达到平衡。的增加p,过渡概率 和 增加集体和合作时达到最高水平 = 。

(一)
(一)
(b)
(b)
图3
的合作水平 ,转移概率 的C球员进D球员和转移概率 的D球员进C球员定期平方晶格,分别和WS小世界网络。

图4显示了合作的进化频率、合作者的收益优势(合作者的收益减去叛逃者的回报),和从事相互依存的玩家回报组织研究。在进化的早期阶段,合作者和叛逃者均匀分布在每一个球员,和叛逃者是高利润的。相互依存组织系统的问世以来,叛逃者和合作者可以形成一个相互依存的组织和合作伙伴可以从有缺陷的伴侣分享一些回报,避免被淘汰的合作者的早期评估。之后,连接在一起的合作者能够获得更高的回报比叛逃者。然而叛逃者的回报会逐渐减少,因为相互背叛,和合作的收益优势将会增加。合作伙伴和合作伙伴与概率形成一个相互依存的组织 ,叛逃者和合作者形成一个相互依赖组与一个概率 。因此,大多数合作伙伴利用叛逃者,回报减少当合作水平增加。从轻处罚的形式 依赖组织稳定的回报。 和 不稳定的进化。因此,在早期进化的早期阶段,合作水平低和相互依存组将导致一个相对稳定的合作形成的集群 相互依存的组织。后来, 相互依存的集团将减少合作收益的稳定性,加快合作的集群的崩溃,它总是有一个负面影响合作的形成集群。参见图4和5。这是非常原因合作频率不单调r很小。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图4
时间的演变 , ,和 为不同的值p所示面板(a), (b)和(c)。
(一)
(一)
(b)
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(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
(f)
(f)
(g)
(g)
(h)
(h)
(我)
(我)
(j)
(j)
(k)
(k)
(左)
(左)
图5
特征的快照C和D球员在 平方晶格演变从一个随机的初始状态。在这里,C(D)表示为白(黑)。(一)——(d)显示结果与设置 为 , t= 10,t= 50, ,分别。(e) - (h)与设置显示结果 为 , t= 10,t= 100, ,分别。(我)- (l)显示设置的结果 为 , t= 10,t= 100, ,分别。

的增加r,比如关闭,合作者之间的收益差距和叛逃者减少合作系统中成为主导战略。在这种情况下, 相互依存组对回报合作者的稳定性没有影响。因此,早期带头促进合作。时的值r大于5,系统中的最佳策略是合作,但的影响呢 相互依存组不稳定的合作者的收益仍然存在,但影响很小。

来验证上述研究结果对各种密度相互依存组织战略的应用程序,求出 根据不同的p和r定期平方晶格和WS小世界网络上固定 在图6。发现存在一个最优值p导致一些小的值最高的合作水平r。此外,我们还可以发现合作水平可以增加连续介质的值r可以影响,表明合作p以不同的方式取决于特定的价值r。

(一)
(一)
(b)
(b)
图6
合作水平 对参数空间(p,r随机网络(顶面板)和WS小世界网络重连概率0.1(底板),分别。

此外,我们探讨噪声水平的影响κ在合作层面上 在图7。在图7,尽管具体的细微差异曲线,增加的噪音水平κ,合作水平 nonmonotonically相同变化凸模式 在常规的平方晶格(a)和WS小世界网络(c)。此外,合作水平 和噪音水平κ减少单调 在常规的平方晶格(b)和WS小世界网络(d)。此外,从图7,我们也可以发现组密度p玩家影响合作的水平 突出的 和无关紧要的 。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图7
的合作水平 噪音水平的功能κ常规平方晶格的情况下 (一)和 (b)和WS小世界网络的情况下 (c)和 分别(d)。

4所示。讨论

在本文中,我们研究了影响进化上的互相依赖团体协作的公共物品的游戏。基于广泛的模拟常规平方晶格,Watts-Strogatz (WS)小世界网络,我们可以发现,互相依赖的影响组织进化合作可以为不同的增强值完全不同的水平。为低增强因子,合作水平是一个非单调函数的不同密度的相互依存组织系统中,这意味着一个适当的密度相互依存组最能促进合作水平。为中度增强因子,更高密度的相互依存组可以对应于一个更高的合作水平。然而,如果增强因子太高,相互依存的高密度群体可以阻碍进化合作。我们给解释的不同角色群密度的相关性通过过渡的可能性C球员进D球员以及反向。我们的发现非常有用的理解出现合作以及合作监管的自私的人。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这部分工作是由中国国家自然科学基金(61602048和61602048号)。