合作行为的演化动力学研究——基于不同的社会困境强度

摘要

现实社会中，人们往往面临社会、经济、科技和军事等各种社会困境问题，如地区冲突、网络攻击、科技竞争、群体对抗等，这些问题往往很难找到合理有效的解决办法，给人们的生活带来许多困惑和无奈。然而，现实经验表明：个体通过相互合作可以解决这些困境问题。因此，如何在激烈的竞争环境中维持稳定的群体合作行为成为解决困境问题的关键所在。这引起国内外的学者从自然科学的不同领域来思考这一问题。卓有成效的是生物学家和经济学家从人的经济行为和决策行为以及物理学家基于非线性动力学从演化博弈的角度来探究群体合作行为的演化。 基于此，本文主要从两方面探究群体的合作行为。首先，在王震等学者提出的新的困境强度衡量方法的基础上，我们设计了困境强度行为实验，并招募本科生参与重复的囚徒困境博弈实验。结果表明：群体的合作行为与困境强度有关，且困境强度越小，群体的合作行为越强,反之亦然；困境强度相同，即使玩家面对不同的收益矩阵，他们的合作行为则表现出一致性；玩家的合作行为显示出了极大的情绪化，即玩家在本回合是否合作在很大程度上取决于对手上一回合是否合作；针锋相对策略虽是简单明了的思维方式，却可以有效的鼓励其他人同自己达成长期合作。进一步通过聚类分析，得出困境强度实验中玩家的行为方式主要分倾向合作，TFT策略（两种情况）和倾向不合作4类。 其次，基于自愿参与的囚徒困境模型，探讨了不同的策略更新机制对结构种群合作行为的影响。一方面关注Loner的更新策略的意愿，发现在传统情况下，系统产生了石头－剪刀－布的三态循环占优，使得合作行为可以持续。特别地，当Loner的参与意愿取适当值时，系统达到全合作的最佳状态。另一方面，考虑到现实生活中惰性普遍存在，将其引入到博弈机制中，发现较大的惰性抑制了群体的合作行为。

目录

声明

第一章 引言

第一节 研究背景及研究意义

一、研究背景

二、研究意义

第二节 国内外研究综述

一、演化博弈理论研究

二、经济学行为实验研究

第三节 研究内容及创新之处

一、研究内容

二、创新之处

第二章 研究方法

第一节 Mann-Whitney U检验

第二节 Spearman秩相关检验

第三节 聚类分析方法

一、聚类概念

二、分层聚类算法

三、划分聚类

第三章 困境强度对混合种群合作行为演化的影响

第一节 困境强度实验介绍

一、z-Tree软件介绍

二、困境强度实验设计

第二节 困境强度实验结果

一、困境强度对合作行为的影响

二、个体平均收益与合作行为的相关性

三、收益排名

四、策略回应

五、针锋相对策略

六、个体行为分类

第三节 本章小结

第四章 更新机制对结构种群合作行为演化的影响

第一节 自愿参与的囚徒困境中Loner的参与意愿对合作行为的影响

一、模型

二、模拟结果

三、结论

第二节 自愿参与的囚徒困境中惰性对合作行为的影响

一、模型

二、模拟结果

三、结论

第三节 本章小结

第五章 总结与展望

第一节 总结

一、实验总结

二、理论总结

三、不足之处

第二节 展望

参考文献

致谢

在读期间完成的科研成果