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反省型空间公共品博弈的合作涌现与演化研究

冯瑞雪  
【摘要】:合作行为在动物界以及社会系统中广泛存在,研究自私群体中合作的涌现和演化是进化生物理论和进化社会理论的重要课题之一。博弈论,尤其是演化博弈理论,为人们研究这一问题提供了有效的理论框架。根据达尔文原理,个体为了使自身收益最大化会选择背叛,这显然无法解释现实世界中无处不在的合作现象。自私群体中合作行为的涌现和维持成为许多领域学者关注的热点问题。 本文针对实际社会系统中多个个体之间的交互及演化更新规则等情况,研究了公共品博弈的合作涌现和演化特征。主要工作如下: 1.在实际社会系统中,代理人不仅仅去学习和模仿别人的优秀成果,有时也会反思自己的行为。之前,有研究者在雪堆博弈中提出了反省机制的更新策略。而本文在公共品博弈中,重点研究了公共品博弈在反省机制下的合作行为,发现反省机制在增益因子r较小时能较好地促进合作行为,并且合作水平与r的函数关系具有中心对称性。反省自身的机制在处理实际问题时往往是必不可少的,因此该机制有助于理解和解释自然界中的合作涌现行为。 2.在现实中,通过提前完成工作节省时间而得到的贴现效应可以促进社会系统更好地合作。有研究者在雪堆博弈中构建了时间收益函数表达式,而本文在经典公共品博弈模型中也借用该收益函数以表示时间价值的贴现效应,进而构造出变异的公共品博弈模型,并在反省机制下进行演化。结果表明,时间效益在r的一个较宽的范围内能明显地促进合作,且存在一个“冰冻区间”使得系统的合作水平持续在最低值。公民医疗保险、公共交通、环境问题等都属于这类问题。实验表明,引入收益的公共品博弈模型在社会推理评判决策上更接近于人的判断,对优化社会环境和控制气候变暖的效用方面具有理论和实际的指导意义,可以避免原始模型中搭便车者最终占据整个网络的悲剧局面。 3.在非强制公共品博弈中研究增益因子的贬值效应对合作演化的影响。之前,有研究者在原始公共品博弈中考虑周围的环境会对公共货品的价值有所影响。而本文研究该增益因子的动态贬值效应在非强制性公共品博弈模型中的演化现象。结果表明,动态贬值效应在自愿的公共品博弈中可以有效地促进合作,并且存在适中的参数a值区间使系统达到最高合作水平。


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