Conformity enhances network reciprocity in evolutionary social dilemmas
在进化的社会困境中，追求最高回报是有风险的，有时甚至不如顺从。在交互作用范围内选择最常见的策略是更安全的，因为它确保了个体的收益不会比平均值低得多。人类和社会动物的羊群本能和群体行为也迫使他们自己服从。基于这些事实，我们在这里研究从众对社会困境中合作演化的影响。我们发现，人口中的一个适当的分数的顺应性介绍了一个有效的表面张力周围的合作集群，并确保不同的战略域之间的平滑接口。收益驱动的参与者破坏了对称性，有利于合作，并使集群的扩张超越了传统网络互惠性所施加的边界。这种机制即使在大多数测试条件下也能工作，只要应用度归一化的收益，它就能抵抗交互网络的变化。因此，顺从可能有利于解决社会困境。
2014-12-12 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Seasonal payoff variations and the evolution of cooperation in social dilemmas
不同的环境条件会影响社会困境中相互作用的个体之间的关系，从而也会影响合作的演变。这些环境变化通常是季节性的，因此可以在数学上描述为周期性变化。因此，我们在这里研究如何在不同的社会困境的表现形式之间的周期性变化影响合作。我们观察到一个不平凡的内在的时空动态之间的相互作用，其特点是在一个特定的社会困境类型和支付变化的频率的合作传播。特别是，我们表明，两个可用的游戏与全球订购之间的周期性变化最好是快速的，而全球和本地订购游戏之间的周期性变化最好是缓慢的合作蓬勃发展。我们还表明，两个本地订购的社会困境之间的周期性变化的频率是无关紧要的，因为这样的过程是快速的，简单地返回的平均合作水平。相互作用网络的结构也起着重要的作用，因为晶格促进了局部有序，而随机图阻碍了紧凑的合作集群的形成。相反地，对于局部有序，交互网络的规则结构仅仅是边缘相关的，因为角色分离的棋盘模式不依赖于长程序。
2019-08-30 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Group size effect on cooperation in social dilemmas
社会困境是人类社会的核心。自然资源的枯竭、气候保护、能源供应的安全以及工作场所的合作都是社会困境的例子。由于在社会困境中的合作行为是个人成本，纳什均衡预测，人类不应该合作。然而，实验研究表明，即使在匿名的一次性互动中，人们也会合作。尽管在许多现代社会困境中有大量的参与者，但人们对群体规模对合作的影响知之甚少。较大的群体规模有利于还是妨碍合作？我们解决这个问题的实验和理论。在实验中，我们发现没有普遍的答案：这取决于战略形势。具体来说，我们发现，较大的群体更合作的公共产品的游戏，但不合作的N人囚徒困境。从理论上讲，我们表明，这种行为是不一致的Fehr & Schmidt模型或（一个参数版本）的Charness & Rabin模型，但它是一致的合作平衡模型介绍的第二作者。
2014-12-23 cs.GT q-bio.PE
Collective influence in evolutionary social dilemmas
当进化博弈在结构化种群中进行竞争时，网络中每个参与者的程度起着重要的作用。如果存在的话，枢纽往往以显著的方式决定人口的命运。然而，最近基于随机网络中的最优渗流的研究表明，在复杂网络中，度既不是唯一的，也不是最好的预测因素。低度节点也可能是最佳的影响者，如果他们分层链接到枢纽。考虑到这一点，我们得出了复杂网络中集体影响的形式主义，正如我们在这里所展示的，这对社会困境的有利解决具有深远的影响。特别是，存在一个最佳的层次深度的集体影响力，我们用它来描述球员的潜力，通过他们的战略，这取决于社会困境的强度的决心。有趣的是，对应于基线深度零的度只有在背叛的诱惑很小的时候才是最优的。我们的研究表明，进化的成功故事与传播过程有关，传播过程植根于超越当地社区的有利的等级结构。
2016-04-14 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Reentrant phase transitions and defensive alliances in social dilemmas with informed strategies
在竞争环境中了解对手的策略会带来明显的进化优势。但这种信息是昂贵的，被告知的好处不一定抵消额外的成本。在这里，我们介绍了社会困境与知情的战略，我们表明，这引起了两个周期性占主导地位的三胞胎，形成防御性联盟。这两个联盟的稳定性取决于每个三元组中策略的旋转速度。因此，在一个快速旋转的三元组中，一个较弱的策略可以战胜一个单独较强的竞争对手。快速的空间格局有利于一个单一的防御联盟的主导地位，但也使两个防御联盟在参数空间的非常狭窄的区域稳定共存。一个连续的可重入相变揭示了进化社会困境中战略联盟稳定性背后的前所未见的复杂性。
2015-04-30 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Vaccination dilemma on an evolving social network
接种疫苗对控制流行病至关重要。然而，这是一个社会困境，因为非接种者可以从接种者产生的群体免疫中受益。因此，通过自愿接种有时达不到最佳接种水平。深入的研究将社交网络纳入疫苗接种行为的研究，结果表明，疫苗接种可以在某些网络上推广。然而，底层网络通常被认为是静态的，忽略了社交网络的动态特性。我们研究了动态社交网络上的接种行为，使用模拟和平均场近似。我们发现，接种者-感染者-非接种者之间的联系越稳固，或者接种者-健康者-非接种者之间的联系越脆弱，最终的接种水平就越高。这个结果对于任意理性来说是正确的。此外，我们表明，在强选择下，疫苗接种水平可以高于在充分混合的人口。此外，我们还证明了在进化的社会网络上接种疫苗与在重新标度的基本生殖比下接种疫苗是等价的。我们的研究结果突出了社会网络对接种行为的动态影响，对疫情控制具有一定的指导意义。
2019-02-05 physics.soc-ph q-bio.PE
Different perceptions of social dilemmas: Evolutionary multigames in structured populations
出于这样一个事实，即相同的社会困境，可以被不同的球员不同的看法，我们在这里研究结构化人口的进化多重博弈。虽然核心博弈是弱囚徒困境，但一小部分人接受了吸盘收益的正值或负值，因此要么玩传统的囚徒困境，要么玩雪堆博弈。我们发现，采用不同的支付矩阵的人口比例越高，越多的合作的进化是促进。这种结果的微观机制是结构化群体所独有的，这是由于收益异质性，它自发地引入了强有力的合作领导者，从而产生了有利于合作的非对称策略模仿流。我们证明了所报告的进化结果对交互网络的变化是稳健的，并且如果允许玩家随着时间的推移改变他们玩的游戏，它们也仍然有效。这些结果证实了支持异质性增强的网络互惠性的现有证据，并揭示了对社会困境的不同看法可能有助于解决这些问题。
2014-10-09 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Drivers of cooperation in social dilemmas on higher-order networks
提出一种用于结构化种群多人博弈的高阶网络框架，通过引入多维策略并研究不同阶交互间的动态与结构耦合，揭示了嵌套多级交互如何超越传统一维策略模型限制以增强合作，识别了促进现实群体社会困境中合作的关键驱动因素。
2025-06-23 cs.GT cs.SI physics.soc-ph
Spatial social dilemmas: dilution, mobility and grouping effects with imitation dynamics
我们提出了一个广泛的，系统的研究下的同步，无声的模仿动力学的正方形格子上的囚徒困境和雪堆游戏。我们表明，对于网络的占用和（随机）流动性的代理商有中间值，可能会增加合作者在系统中的数量和新的阶段出现。我们分析确定这些阶段之间的过渡线，并与平均场预测和观察到的行为在一个正方形晶格比较。我们指出哪些是更相关的微观过程，使合作者入侵人口的叛逃者在流动性的存在，并讨论这些结果的普遍性。
2015-11-24 physics.soc-ph q-bio.PE
Social goods dilemmas in heterogeneous societies
亲社会行为在捐赠博弈、囚徒困境、宽松社会困境和公共物品博弈中都有表现。许多研究假设人口结构是同质的，这意味着所有个体都有相同数量的互动伙伴，或者社会公益是一种特定类型。在这里，我们探讨一般的演化动力学任意的空间结构和社会商品。我们发现，异质网络，其中一些人有更多的互动伙伴比其他人，可以促进亲社会行为的演变。然而，他们往往将大部分利益积累在少数关系密切的人手中，而其他许多人则获得低回报或负回报。令人惊讶的是，即使总成本超过总收益，选择也会有利于社会商品的生产者。总之，异质结构有能力强烈促进亲社会行为的出现，但它们也创造了产生大规模不平等的可能性。
2020-05-01 q-bio.PE
Cooperative Equilibrium beyond Social Dilemmas: Pareto Solvable Games
最近提出的“合作均衡”概念是基于这样一种假设，即参与者对合作有一种自然的态度，这一概念已被证明是预测人类在社会困境中的行为的有力工具。在本文中，我们将这一想法扩展到更一般的博弈模型，称为“帕累托可解”的游戏，其中特别包括纳什谈判问题和最后通牒游戏。我们证明了这类博弈具有唯一的纯合作均衡。此外，对于最后通牒博弈，这个概念似乎与独裁者博弈的一个适当定义的变体密切相关。我们使用Amazon Mechanical Turk进行的行为实验的结果支持这一观察结果，该实验表明，我们的方法可以对此类设置中的平均行为进行统计上精确的预测。
2015-09-25 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Nash equilibrium mapping vs Hamiltonian dynamics vs Darwinian evolution for some social dilemma games in the thermodynamic limit
本文比较了社会困境博弈在热力学极限下的三种分析方法，发现纳什均衡映射与数值模拟吻合，而达尔文进化在特定条件下给出假阳性，哈密顿动力学则完全失效。
2023-07-26 cond-mat.stat-mech econ.TH physics.soc-ph
Zero-determinant alliances in multiplayer social dilemmas
直接互惠和有条件合作是防止社会困境中搭便车的重要机制。但在大群体中，这些机制可能变得无效，因为它们需要单个个体对同伴产生实质性影响。然而，最近在重复囚徒困境中发现的强有力的零决定性策略表明，我们可能低估了单个参与者可以施加的控制程度。在这里，我们开发了一个理论，零决定因素的策略，多人社会困境，与任何数量的参与者。我们区分了几个特别有趣的策略子类：公平策略确保自己的收益与群体的平均收益相匹配;勒索策略允许玩家的表现高于平均水平;慷慨策略让玩家的表现低于平均水平。我们用这个理论来探讨个人如何通过形成联盟来增强他们的战略选择。联盟的效果取决于联盟的规模、社会困境的类型以及联盟者的策略：公平的联盟减少了群体内的不平等;勒索的联盟胜过其他群体成员;但慷慨的联盟增加了福利。我们的研究结果突出了关键的相互作用，个人控制和联盟的形成，以取得成功的大集团。
2014-04-10 q-bio.PE
Eco-evolutionary dynamics of social dilemmas
社会困境是社会互动的一个组成部分。合作行动，从在微生物种群中分泌细胞外产物到在人体内献血，对行为者来说都是昂贵的，因此产生了逃避和避免费用的动机。然而，合作在本质上是无处不在的。成本和收益往往非线性地取决于所涉个人的数量和类型-如“厨师太多会坏了汤”等成语所反映的那样，在这种情况下，额外的贡献被打了折扣，而在这种情况下，合作者协同增效地提高了群体的收益。相互作用组的大小可能取决于种群的大小，因此也取决于生态过程。这导致生态和进化过程之间的反馈机制，共同影响和决定进化轨迹。直到最近，组合生态进化过程才在微生物社会困境中变得易于实验处理。在这里，我们分析的演化动力学的非线性社会困境的设置，人口规模波动和环境随时间变化。特别是，合作往往是支持和维持在高密度通过生态波动。此外，我们发现，这两个过程的结合经常揭示高度复杂的动态，这表明在自然界中常见的。
2016-05-24 q-bio.PE
Translucent Players: Explaining Cooperative Behavior in Social Dilemmas
在过去的几十年里，无数的实验表明，人类并不总是为了最大限度地提高物质回报而行事。当不合作是主导策略（相对于物质回报）时，合作行为尤其令人困惑。在这里，我们提出了一种新的方法来解释合作，假设Halpern和Pass（2013）所谓的“半透明球员”。通常，参与者被认为是“不透明的”，在这个意义上，一个参与者的偏差不会影响其他参与者使用的策略。但是一个参与者可能认为，如果他从一个策略切换到另一个策略，他选择切换的事实可能会被其他参与者看到。例如，如果他在囚徒困境中选择背叛，另一个参与者可能会感觉到他的内疚。我们表明，通过假设半透明的球员，我们可以恢复许多在人类行为中观察到的问题，如囚犯的困境，旅行者的困境，伯特兰竞争，和公共产品的游戏。
2014-11-04 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Statistics of the number of equilibria in random social dilemma evolutionary games with mutation
本文研究了具有变异的两两社会困境演化博弈中均衡点个数的统计特性，其中博弈的支付项是随机变量。使用复制增变子方程，我们提供了明确的公式的平衡点的数量以及其他统计量的概率分布。这种分析是高度相关的，假设一个人可能知道手头的社会困境游戏的性质（例如，合作vs协调vs反协调），但很难测量其收益条目的确切值。我们精细的分析清楚地显示了突变概率对这些概率分布的影响，从而深入了解了这一重要因素的变化如何影响潜在进化系统的整体行为或生物多样性〈动〉<动>。
2021-07-13 math.DS math.PR q-bio.PE
The diplomat's dilemma: Maximal power for minimal effort in social networks
亲密度是衡量网络中心性的一个全球性指标，也是衡量参与者在社交网络中影响力的一个指标。在大多数网络模型和许多经验网络中，紧密度与度密切相关。然而，在社交网络中，维持社会关系是有成本的。这导致了一种情况（这种情况可能发生在高管、说客、外交官等的职业社交网络中），即代理人在追求中心性的同时保持低程度的目标相互冲突。我们研究这种情况下，在一个自适应的网络进化模型，代理优化自己的位置在网络中的个人策略，并只使用本地信息。基于代理及其邻居的成功，策略也被优化。我们测量和描述网络的时间演化和代理的策略。
2008-05-26 physics.soc-ph q-bio.PE
Coexistence of fraternity and egoism for spatial social dilemmas
我们研究了一个进化博弈，在空间上安排的参与者可以选择两种策略之一（命名为合作和背叛的社会困境）时，与他们的邻居。除了在本模型中应用通常的策略外，参与者还具有代表利己主义或兄弟行为的两个极端个人特征之一。在进化过程中，每个玩家都可以通过近视更新过程修改自己的策略和/或个人特征，以提高她的效用。数值模拟和稳定性分析的结果总结在相图中表示一个大规模的空间有序分布的策略和个人特征时，改变支付参数。在大多数情况下，只有两个可能的选项占上风，并可能形成亚晶格有序的空间结构。兄弟的态度的进化优势表现在大范围的回报参数，包括区域的囚徒困境，利己主义的叛逃者和兄弟的合作者形成一个角色分离的棋盘状图案。
2013-01-02 physics.soc-ph q-bio.PE
Heuristics guide the implementation of social preferences in one-shot Prisoner's Dilemma experiments
一次性匿名互动中的合作是人类行为的一个广泛记录的方面。在这里，我们揭示了这种行为背后的动机，通过实验探索合作的一杆连续策略囚徒困境（即一杆两个球员的公共产品游戏）。我们研究了合作金额的分布，以及这种分布如何根据合作的收益成本比（b/c）而变化。有趣的是，我们发现一个三峰分布在所有的b/c值调查。增加b/c减少参与者参与零合作的比例，并增加参与最大合作的比例，这表明效率问题的作用。然而，相当一部分参与者始终参与50%的合作，而不管b/c。这些持续的50%合作者的存在是令人惊讶的，并且不容易用标准的社会偏好模型来解释。我们提出的证据表明，这种行为是由简单的决策偏好指导的社会偏好的结果，而不是大多数社会偏好模型假设的回报的理性审查。我们还发现，在囚犯的困境，并在随后的独裁者游戏，证实了以前的研究结果表明，一个共同的亲社会动机的利他主义和合作之间的强相关性。
2014-08-13 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Social diversity and promotion of cooperation in the spatial prisoner's dilemma game
财富和社会地位的多样性不仅存在于人类之间，而且存在于整个动物世界。我们通过生成随机变量来解释这一观察结果，这些随机变量决定了参与囚徒困境游戏的玩家的社会多样性。在这里，社会多样性一词被用来解决决定游戏回报与个人适应度映射的外在因素。这些因素可能会增加或减少一个球员的健身取决于其在空间网格上的位置。我们考虑了决定参与者社会多样性的外部因素的不同分布，发现幂律分布能够最好地促进合作。促进合作strategy主要依赖于不均匀的社会状态的球员，导致在形成的合作集群是由社会地位高的球员，能够战胜叛逃者，即使有很大的诱惑叛逃。为了证实这一点，我们还研究了空间相关的社会多样性的影响，并发现随着空间相关长度的增加，合作恶化。我们的研究结果表明，财富和社会地位的分配可能发挥了至关重要的作用，利己主义的个人之间的合作的演变。
2008-01-17 physics.gen-ph physics.soc-ph q-bio.PE
Social dilemmas of sociality due to beneficial and costly contagion
自然界中社会性的层次差别很大。有些物种是独居的;有些生活在家庭群体中;有些形成复杂的多家庭社会。社会互动水平的提高可以使有用的创新和有益的信息得以传播，但也可能促进有害传染病的传播，如传染病。人们很自然地认为，这些传染过程塑造了复杂社会系统的进化，但在传染所施加的选择压力下，社会性的动态仍然难以捉摸。我们认为，在一个有益的和昂贵的传染病的存在下，社会性策略的演变模型。我们在三个时间尺度上研究了这个模型的动态：使用一个易感染-易感染（SIS）模型来描述给定社会性策略的传染传播，一个复制子方程来研究两个不同社会性水平的变化分数，以及一个自适应动力学方法来研究人口社会性水平的长期演化。对于有关感染的益处和成本的广泛假设，我们确定了一个社会困境：进化稳定的社会性策略（ESS）与集体最佳策略（对所有个人来说最好的社会性水平）不同。特别是，当好的传染比坏的传染更容易（或更容易）传播时，社会互动的ESS水平大于（或更小）社会最优值。我们的研究结果揭示了传染如何塑造社会互动的进化，但也揭示了进化可能不一定会导致人群形成对任何人或所有人都有利的社会结构。
2022-08-09 physics.soc-ph q-bio.PE
Promoting cooperation in social dilemmas via simple coevolutionary rules
我们研究的社会困境中流行的模型，其中简单的共同进化规则，可以提高球员的能力，以执行他们的战略对手的结构化群体的合作的演变。因此，共同进化在这里指的是影响参与者教学活动的进化过程，伴随着他们策略的进化。特别是，我们增加了一个球员的教学活动后，它已经成功地复制，但我们这样做取决于传播的战略。我们分别考虑共同进化影响要么只有合作者或只有叛逃者，并表明，这两种选择促进合作，而不考虑应用的游戏。然而，与直觉推理相反，我们发现，从长远来看，传播背叛的玩家的共同进化促进比同样促进合作者的合作更有利于合作。我们解释的矛盾影响的两个考虑共同进化的规则，通过检查所产生的异质性，隔离参与的球员之间的差异，并进一步证明，有影响力的个人完全决定了游戏的最终结果。我们的研究结果是免疫的变化定义类型的考虑社会困境，并强调，异质性的球员，导致一个积极的反馈机制，是一个基本的属性，促进合作的自私的个人团体。
2008-12-05 physics.soc-ph q-bio.PE
Averting group failures in collective-risk social dilemmas
搭便车的合资企业承担失去个人捐赠的风险，因为该集团可能无法达到集体目标，由于不足的贡献。一个集体风险的社会困境出现，我们在这里研究的领域的空间公共产品的游戏与组性能依赖的风险水平。我们不使用整体固定值，而是根据实际贡献与申报目标之间的差异更新每组的风险水平。一个单一的参数之间插入一个阶梯状的风险函数和虚拟无关的组的表现，在避免失败，从而桥接两个极端构成最大和最小的反馈。我们发现，群体绩效和风险水平之间更强的反馈一般更有利于公共合作的成功演变，但只有当要达到的集体目标是温和的。巧合的是，如果目标过于雄心勃勃，中等反馈强度会产生合作的最佳条件。这可以解释为传播的球员，采用相同的策略，但经验不同的个人成功，同时试图应付集体风险的社会困境。
2012-10-11 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
On the number of equilibria of the replicator-mutator dynamics for noisy social dilemmas
在这篇文章中，我们考虑了两两社会困境的复制-变异动力学，其中支付条目是随机变量。随机性被纳入考虑到不确定性，这在实际应用中是不可避免的，可能来自不同的来源，如缺乏测量结果的数据，嘈杂和快速变化的环境，以及不可避免的人为估计误差。我们分析和数值计算的概率，复制器-mutator动态有一个给定的数量的均衡四类成对的社会困境（囚徒困境，雪堆游戏，鹿狩猎游戏和和谐游戏）。因此，我们将这种概率的定性行为描述为突变率的函数。我们的研究结果清楚地显示了突变率和支付矩阵定义中的不确定性对这些博弈中均衡数的影响。总的来说，我们的分析提供了新的理论贡献的不确定性的行为多样性在一个复杂的动力系统的影响的理解。
2023-03-29 math.DS q-bio.PE
From degree-correlated to payoff-correlated activity for an optimal resolution of social dilemmas
玩家在进化游戏中的积极参与取决于几个因素，从个人赌注到交互网络的属性。因此，在研究社会困境中合作的演变时，必须考虑到不同的活动模式。在这里，我们研究了弱囚徒困境博弈，其中每个玩家的活动以概率的方式由其程度或其收益决定。虽然度相关的活动引入了合作的级联失败，这在经常不活跃的枢纽的无标度网络中特别严重，但收益相关的活动提供了一个更微妙的活动概况，最终阻止了合作的系统性崩溃。为了确定合作演化的最佳条件，我们引入了一个指数衰减的收益相关的活动，确定如何快速的球员的活动返回到其默认状态。我们发现，存在一个中间的衰减率，在该衰减率下，社会困境的解决是最优的。这可以解释为新兴的活动模式的球员，其中不活跃的枢纽有效地补偿增加活动的平均度的球员，谁通过他们的集体影响力在网络中维持更高水平的合作。突然下降的合作者的分数观察度相关的活动，因此消失了，所以没有必要进行漫长的时空重组紧凑的合作集群。这种不对称的动态不稳定的情况下，从而导致社会困境的最佳解决方案，特别是当合作的发展条件是非常不利的。
2016-12-09 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
How norms shape the evolution of prosocial behavior. Compassion, Universalizability, Reciprocity, Equity: A C.U.R.E for social dilemmas
本文构建一般社会规范下的个体决策演化模型，借助囚徒困境比较四种规范，发现同情与可普遍化可促进合作涌现，而互惠与公平单独不能。
2024-01-23 physics.soc-ph q-bio.PE
Evolution of emotions on networks leads to the evolution of cooperation in social dilemmas
我们发现，随机图和无标度网络上的社会困境的解决是通过模仿更好的表现球员，而是他们的情绪，而不是战略促进。我们假设同情和嫉妒是两种情绪，它们决定了每个参与者在任何给定的互动中的策略，我们将它们定义为与收益较低和较高的参与者合作的概率。从两种情绪的所有可能组合都可用的人群开始，进化过程导致自发固定到最终被所有参与者采用的单一情绪轮廓。然而，这种情绪特征不仅取决于收益，还取决于交互网络的异质性。同质网络，如格子和规则随机图，导致以高同情和高嫉妒为特征的固定，而异质网络导致低或适度的同情，但也低嫉妒。因此，我们的研究结果表明，公众的情绪和合作倾向在很大程度上取决于，实际上是由互动网络的属性。
2013-03-28 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Strategical incoherence regulates cooperation in social dilemmas on multiplex networks
合作是自然和人类系统中一种非常普遍但尚未完全理解的现象。在人口中引入网络是众所周知的影响合作动态的结果，允许在不利的情况下合作的生存。最近，多路网络的引入再次改变了对囚徒困境游戏结果的预期，与单路情况相比。然而，还有很多尚未研究的其他社会困境的多元化，以及未探索的微观基础it.In本文中，我们系统地研究了在所有四个游戏中的$T-S$平面上的多元化的合作的演变。更重要的是，我们发现了一些显着的和以前未知的功能，在微观组织的战略，负责合作动力学之间的重要差异，在单一和多元化。具体来说，我们发现在静止状态下，有一些个体在所有层中都采取相同的策略（连贯性），而其他人则没有（不连贯性）。这第二组的球员是负责一个令人惊讶的事实，非全面合作的和谐游戏的多元化，从来没有观察到，以及高于预期的合作率在某些地区的其他三个社会困境。
2015-04-18 cs.GT cs.SI physics.soc-ph
Costly hide and seek pays: Unexpected consequences of deceit in a social dilemma
在人类和动物社会中，故意欺骗以获得优势是司空见惯的。在社会困境中，一个人可能只会假装是合作者来寻求他人的合作，而实际上他是叛逃者。以此为动机，我们研究了进化囚徒困境博弈的一个简单变体，它包含欺骗性的背叛者和有条件的合作者，揭开了这种两面派行为的面纱。背叛者能够以个人为代价隐藏自己的真实意图，而有条件的合作者则可能成功地识别出背叛者并采取相应的行动。通过关注结构化群体的进化结果，我们观察到了一些意想不到的和违反直觉的现象。我们发现，欺骗行为可能会更好，如果它是昂贵的，并确定叛逃者的成功率较高，不一定有利于合作行为。这些结果的根源在于循环优势和空间模式的自发出现，这些模式引起了迷人的相变，这反过来又揭示了欺骗进化背后隐藏的复杂性。
2014-10-07 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Core-Periphery Segregation in Evolving Prisoner's Dilemma Networks
密集的合作网络是繁荣社会的社会资本的基本要素。这些网络使个人能够通过增强信任来克服集体行动的困境。在许多生物和社会环境中，网络结构随着代理人退出关系并建立新关系而内源性地进化。然而，演化动力学导致密集合作网络自组织的过程还没有被探索。我们的大群体囚徒困境实验与退出和合作伙伴的选择选项表明，合作者和叛逃者的核心-外围隔离驱动的合作出现。合作者的"以达换得"和背叛者的"漂泊"策略导致了一个高度不对称的核心与边缘结构。合作者彼此紧密联系，成功地孤立了背叛者，并获得了比背叛者更大的回报。我们的拓扑特征的不断发展的网络的分析阐明了社会资本是如何产生的。
2012-12-09 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Explosive cooperation in social dilemmas on higher-order networks
本文提出将成对社会困境扩展到高阶超图的通用框架，发现高阶博弈达到临界数量会引发爆发性合作转变，并揭示合作者初始临界质量的必要性。
2023-03-20 cs.GT cs.SI math.DS
Risk-driven migration and the collective-risk social dilemma
集体风险的社会困境意味着，如果一个群体内的公共资金贡献太小，个人禀赋就会丧失。因此，如果不能实现集体目标，无论其战略如何，都会给所有群体成员带来可怕的后果。因此，想要从不利的地点搬走几乎是令人惊讶的。受这些观察的启发，我们在这里提出并研究了一个集体风险的社会困境，如果集体失败变得太可能，玩家被允许移动。更确切地说，这种所谓的风险驱动的迁移是根据实际贡献与宣布的目标之间的差异启动的。因此，流动性成为一种固有的财产，以完全自组织的方式加以利用。我们表明，在这些假设下，合作促进更有效地比手动确定的迁移率的行动。对于后者，我们实际上确定参数区域的合作的演变是令人难以置信的抑制。此外，我们发现意想不到的空间模式，合作者不形成紧凑的集群优于那些这样做，并在叛逃者能够利用惊人的不同方式的入侵。所提出的结果支持最近发现的重要性，渗滤的成功演变的公共合作，而在同一时间揭示了令人惊讶的简单的方式，自组织对社会理想的国家。
2012-10-24 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
A novel route to cyclic dominance in voluntary social dilemmas
合作是现代人类社会的支柱，因此了解成功的合作维持机制如何运作是一个优先事项。循环优势是一种非传递的设置，包括至少三种策略，其中第一种策略推翻第二种策略，第二种策略推翻第三种策略，第三种策略反过来又推翻第一种策略，已知它可以维持生物多样性，驱动细菌菌株之间的竞争，并在社会困境中保持合作。在这里，我们提出了一个新的路线，以循环的优势，在自愿的社会困境中，通过添加到传统的合作者，叛逃者和孤独者，第四种球员类型，风险厌恶对冲者，谁制定针锋相对支付对冲成本，以避免被利用。当这一成本足够小时，合作者、背叛者和套期保值者就进入了一个循环优势的循环，即使在最不利的条件下也能保持合作。相反，当套期保值成本很大时，套期保值者就会消失，从而恢复到传统的合作者、背叛者和孤独者的相互作用。在对冲成本的过渡区域，复杂的进化动态环境，促使两个，三个或四个竞争策略之间的状态转换。因此，我们的研究结果表明，自愿参与，但通过循环优势的持续合作的途径之一。
2020-02-12 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Simple evolution drives direct reciprocity to maximum payoff in social dilemmas
Harvard University（哈佛大学）
研究发现基于突变和成对比较的简单进化过程，可在囚徒困境等四种社会困境中驱动直接互惠达到最大收益，记忆-2策略能实现这一目标，记忆-1策略则易在雪堆博弈中被Hold-trap击败。
2026-08-07 q-bio.PE
Cooperation dynamics of generalized reciprocity in state-based social dilemmas
我们介绍了一个框架，研究网络社会中的社会困境，个人遵循一个简单的基于状态的行为机制的基础上广义互惠，这是植根于原则“帮助任何人，如果有人帮助”。在这个一般的框架内，它适用于广泛的社会困境，包括，除其他外，公共产品，捐赠和雪堆游戏，我们研究了各种复杂的网络例子的合作动力学。通过解释所研究的模型，通过非线性动力系统的镜头，我们表明，通过广义互惠的合作总是出现作为唯一的吸引子，其中的整体水平的合作是最大化的，而同时利用参与的个人被阻止。分析阐明了网络结构的作用，在这里捕获的局部中心性措施，唯一量化的倾向的网络结构的合作，通过指定的程度显示在微观和宏观层面上的合作。我们证明了一个实际的例子上的分析的适用性，考虑一个互动结构，夫妇的捐赠过程与公共产品的游戏。
2019-02-28 q-bio.PE
Imitating emotions instead of strategies in spatial games elevates social welfare
在空间博弈中，模仿作为进化驱动力的成功性经常受到质疑，特别是对于雪堆博弈这样的社会困境，其中最有利可图的可能是维持合作策略和缺陷策略的混合阶段。在这里，我们重新审视这一假设，通过调查空间社会困境游戏，而不是纯粹的策略，玩家可以采用他们的邻居的情感档案的合作的演变。为了简单起见，每个玩家的情绪概况仅由两个关键因素决定，即它如何对待更少的邻居以及如何对待更成功的邻居。我们发现，模仿情感，如善意和嫉妒，而不是纯粹的策略，从更成功的球员重新建立模仿作为解决社会困境的结构化人口没有任何额外的假设或战略复杂性的巡回演出。
2011-09-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.soc-ph
Environmental feedback drives cooperation in spatial social dilemmas
剥削他人对个人有利，但也可能对全球有害。反之亦然：更高的合作水平可能会以有利于所有竞争对手的方式改变环境。为了探索这种反馈可能产生的后果，我们考虑了一个共同进化模型，其中局部合作水平决定了应用的囚徒困境游戏的回报值。我们观察到，协同进化规则提供了一个显着更高的合作水平相比，传统的设置独立的应用交互图的拓扑结构。有趣的是，这种合作支持机制为孤独的叛逃者提供了长时间的高生存机会，因此松弛到最终的合作状态发生得非常缓慢。因此，通过考虑与环境的相互作用，传统的进化博弈的扩展为合作者提供了一个很好的机会，但他们的回报可能会有一些延迟。
2018-02-19 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Stochastic win-stay-lose-shift strategy with dynamic aspirations in evolutionary social dilemmas
在经济充裕的时候，人们的期望会上升，就像在危机时期，人们的期望会下降一样。这在数学上可以被描述为一种具有动态愿望水平的赢-留-输-转移策略，其中个人渴望与他们的平均邻居一样富有。在这里，我们研究这个模型在进化的社会困境的领域的正方形格子和无标度网络。通过主方程和蒙特卡罗模拟，我们发现在整个相图中，合作者与背叛者共存，即使在高诱惑下也是如此。我们研究了导致合作行为惊人持久性的微观机制，发现合作通过二阶邻居传播，而不是通过基于模仿的模型中占主导地位的网络互惠性传播。对于正方形晶格的主方程可以解决解析的费米函数的大温度限制，而对于其他情况下，所产生的微分方程必须数值求解。无论哪种方式，我们发现良好的定性协议与蒙特卡罗模拟的结果。我们的分析还表明，进化结果在很大程度上独立于网络拓扑结构，包括被认为是支付决定的格子，这进一步证实了微观动力学的局部特征的邻居的数量。与通常由于网络互易性而出现的大规模空间模式不同，这里的局部棋盘状模式几乎不受相互作用网络的宏观属性差异的影响。
2016-10-01 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Role-separating ordering in social dilemmas controlled by topological frustration
“三个人是一群人”是一句古老的谚语，它既适用于社会交往，也适用于统计物理模型中令人沮丧的配置。因此，三角形内的社会关系值得特别注意。有了这个动机，我们探讨了拓扑挫折的影响，在三角形格子上的雪堆游戏的进化动力学。这种拓扑结构提供了一种不可调和的挫折感，它防止了竞争策略的反协调，而这是游戏最佳结果所必需的。通过使用不同的策略更新协议，我们观察到复杂的空间模式依赖于回报值，这让人想起一个蜂窝状的组织，这有助于尽量减少拓扑挫折的负面后果。我们涉及到这些模式的出现的演化过程的微观动力学，无论是通过平均场近似和蒙特卡罗模拟。为了比较，我们也考虑了正方形格子上的相同的演化动力学，其中当然没有拓扑挫折。然而，随着三角形格子对角连接的删除，我们可以逐渐弥合与正方形格子的差距。有趣的是，在这种情况下，系统中的合作水平是拓扑挫折水平的直接指标，从而提供了一种确定任意交互网络中挫折水平的方法。
2017-02-27 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Coupling with opinion dynamics promotes prosocial behavior in multilayer networks
State University of New York at Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）；University of Michigan（密歇根大学）；Kobe University（神户大学）
本研究提出在多层网络中结合囚徒困境与非困境动态的模型，发现这种耦合能有效促进合作，为工程化合作提供了新思路。
2026-10-12 physics.soc-ph q-bio.PE
The cost of noise: stochastic punishment falls short of sustaining cooperation in social dilemma experiments
确定能够维持自利代理人之间昂贵合作的机制是社会科学和生物科学的核心问题。一个可能的解决方案是同伴惩罚：当代理人有机会制裁背叛者时，经典的行为实验表明合作可以扎根。然而，标准的实验设计忽略了一个事实，即现实世界中的人类惩罚--司法--本质上是嘈杂的。在这里，我们表明，随机惩罚缺乏可持续的合作，在重复的公共利益博弈。随着惩罚噪声的增加，我们发现，贡献减少和惩罚力度加强，导致$45\%$下降的收益相比，无噪声控制。此外，我们观察到，不确定性导致反社会惩罚的增加，这是一种相互伤害的行为，以前与法治薄弱的社会有关。我们的方法揭示了经济理性无法解释的合作挑战，并加强了进一步调查噪音-而不仅仅是偏见-对人类行为的影响的理由。
2021-11-03 physics.soc-ph q-bio.PE
Competition and partnership between conformity and payoff-based imitations in social dilemmas
向获得更高回报的伙伴学习是进化博弈论中经常使用的工作假设。另一种动态规则是焦点参与者倾向于遵循局部邻域中大多数参与者的策略选择，这通常被称为一致性驱动的策略更新。在这项工作中，我们假设这两种策略学习方法是存在的，并在一个共同进化模型的框架内竞争空间。我们的研究结果表明，存在的回报驱动的策略学习方法成为独家高成功者的回报和/或高诱惑值，代表了雪堆游戏困境的情况。然而，在一般情况下，上述策略学习方法的竞争可能是有用的，以扩大参数空间，只有合作者占上风。这种合作的成功是基于合作者参与者的强制协调，这揭示了后一种策略的好处。有趣的是，基于收益的合作者和基于一致性的合作者可以形成一个有效的联盟来对抗背叛者，这也可以扩展猎鹿博弈区域中完全合作者解的参数空间。我们的工作强调了策略和个体特征如学习方法的协同进化可以提供一种新的斑图形成机制，这种机制在静态模型中无法观察到，因此仍然隐藏在传统模型中。
2018-09-13 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Evolutionary game model of group choice dilemmas on hypergraphs
我们介绍了一个进化游戏的超图中，一个有风险的替代品和一个安全的社会群体中采取的不同大小的决定。该模型自然地再现了选择的变化，即个人决策者的偏好和群体的一致选择之间的差异，这在选择困境中已经被经验观察到。特别是，偏离纳什均衡的风险策略时，发生的动态发生在异构超图。这些结果可以解释社会群体中出现的非理性羊群行为和激进行为。
2022-11-16 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
The Co-evolution of Costly Signaling and Cooperation in Social Dilemmas
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）；Max Planck Institute of Animal Behavior（马克斯·普朗克动物行为研究所）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）
研究探讨了在囚徒困境、雪drift和 stag hunt游戏中，成本信号与合作如何通过共演化维持，分析了不同种群结构对合作的影响及机制。
2026-05-13 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Solving the collective-risk social dilemma with risky assets in well-mixed and structured populations
在集体风险的社会困境中，如果对公共资金池的贡献太小，参与者就会失去他们的个人禀赋。然而，这一事实本身并不总是阻止自私的人背叛。搭别人的亲社会努力的便车的诱惑是强烈的，因为我们天生就想最大限度地提高自己的适应能力，而不管这可能对公共利益造成的后果。在这里，我们表明，增加风险资产的个人禀赋，这两者都失去了，如果集体目标没有达到，可以有助于解决集体风险的社会困境。在无限的混合种群中，风险资产引入了新的稳定和不稳定的混合稳态，随着集体失败的风险或风险资产数量的增加，稳定的混合稳态收敛于完全合作。类似地，在有限的混合种群中，风险资产的引入强化了合作行为蓬勃发展的配置。在结构化的人群中，合作也得到了促进，但资产在群体之间的分配至关重要。令人惊讶的是，我们发现，完全理性的资产分配只给最成功的群体是不是最优的，这与集体失败的风险是高还是低。相反，在低风险情况下，资产的有限理性分配效果最好，而在高风险情况下，资产在所有群体中最简单的均匀分配是最优的。这些结果表明，亲社会行为敏感地依赖于个人可能承受的潜在损失，如果他们不合作。
2014-11-13 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
The fitness landscape of social norms in social dilemmas
Mila - Quebec AI Institute（Mila-魁北克人工智能研究所）
本文研究了社会规范在社会困境中的协调作用，通过规范对随机信号的解释来实现去中心化和广泛采纳，提出了基于马尔可夫游戏的更一般框架，并分析了复制动态以阐明规范如何演变。
2026-05-13 cs.GT cs.MA cs.SI
Group size effect on cooperation in one-shot social dilemmas II. Curvilinear effect
在一个许多紧迫的全球性问题需要大规模合作的世界里，理解群体规模对合作行为的影响是一个至关重要的话题。然而，这种效应的性质在很大程度上仍然未知，实验室实验坚持认为它是积极的或消极的或无效的，而实地实验表明它是曲线的。在这里，我们揭示了这一明显的矛盾，考虑一类新的公共产品游戏的灵感来自现实的情况下，公共产品的自然产出限制意味着合作的好处增加快速早期的贡献，然后减速。我们报告的一个大型实验室实验提供的证据表明，在这种情况下，组的大小有一个曲线的合作效果，根据中等规模的团体合作比小团体，比大团体。在这样做的过程中，我们的研究结果有助于填补实验室实验和现场实验之间的差距，并提出了促进人们之间大规模合作的具体方法。
2015-06-30 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Automata representation of successful strategies for social dilemmas
在社会困境中，合作是集体最优的，但每个群体成员都倾向于背叛。最近发现了一类成功的策略，直接互惠的迭代囚徒困境和迭代三人公共产品博弈：通过一个成功的策略，我们的意思是，它构成了一个合作的纳什均衡下执行错误，确保长期收益永远不会成为低于合作的球员，无论他们的策略，当错误率很小。虽然我们有一个由每个成功策略所规定的行动列表，但对于迭代公共产品博弈来说，它们背后的原理还没有完全理解，因为这个列表有数百个条目来处理以前交互的每一个相关历史。在本文中，我们提出了一种方法来转换这种基于历史的表示成一个自动机的状态数最少。我们的主要发现是，一个成功的策略，迭代三人公共品博弈可以表示为一个$10$状态自动机通过这种方法。在这个自动机中，每个状态都可以被解释为玩家对情况的内部判断，例如合作玩家的可信度和背叛后自我救赎的需要。因此，这一结果表明，一个可理解的方式来选择一个适当的行动，在每一步合作的基础上的情景判断，这是从历史的互动映射。
2020-10-09 q-bio.PE
Evolutionary Multi-agent Reinforcement Learning in Group Social Dilemmas
本文研究了公共物品博弈中Q-learning智能体的合作问题，通过模拟和微分方程模型分析学习参数与进化压力对探索率及合作水平的影响，揭示了不同探索水平的选择机制，深化了对进化强化学习理论的理解。
2024-11-01 cs.MA q-bio.PE
Dynamic instability of cooperation due to diverse activity patterns in evolutionary social dilemmas
个体可能出于各种原因而放弃参与进化博弈的实例，从缺乏兴趣到风险规避。为了了解这种不同的活动模式的合作的演变的后果，我们研究了一个弱囚徒困境，每个球员的参与是概率，而不是一定的。不参与的玩家得到零收益，并且无法复制。我们表明，不活动引入级联失败的合作，这是特别严重的无标度网络，经常不活动的枢纽。合作者的分数下降是突然的，而紧凑的合作集群的时空重组，从而恢复，需要时间。然而，如果参与者的活动与他们的程度成正比，或者如果交互网络不是强烈的异质性，则合作的整体演化不会受到损害。这是因为不活跃会对低程度叛逃者的能力产生负面影响，因此他们无法利用其固有的进化优势。在级联故障之间，合作者的比例因此高于通常，这最后平衡了由于合作枢纽的间歇性停电而出现的非对称动态不稳定性。
2015-02-26 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Leaders should not be conformists in evolutionary social dilemmas
进化博弈论中最常见的假设是，参与者应该采取一种保证最高收益的策略。然而，最近的研究表明，合作的空间选择是加强，如果一个适当的比例的人口选择最常见的，而不是最有利可图的互动范围内的战略。这种一致性可能是由于人类和社会动物的羊群本能或群体行为。在一个异质群体中，个体在程度、集体影响力或其他特征上都有差异，一个悬而未决的问题仍然是谁应该顺从。随机选择顺从者是最简单的选择，但它既不现实，也不是最佳选择。我们表明，无论来源的异质性和游戏参数化，社会上最有利的结果出现，如果群众一致。另一方面，强迫领导者服从会极大地阻碍异质性和协调性之间的建设性相互作用，导致比随机选择服从者更糟糕的进化结果。我们的结论是，领导者必须能够创造一个以下的网络互惠最佳增强一致性。在相反的情况下，当领导者被阉割并被迫跟随时，协调的失败会损害合作的发展。
2016-05-17 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
The Evolution of Altruistic Rationality Provides a Solution to Social Dilemmas via Rational Reciprocity
Max Planck Institute of Animal Behavior（德国马克斯·普朗克动物行为研究所）；Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour, University of Konstanz（康斯坦茨大学集体行为高级研究中心）；Department of Biology, University of Konstanz（康斯坦茨大学生物系）
本文通过理性互惠机制，探讨了理性利他主义在解决社会困境中的作用，展示了其在合作进化中的有效性。
2025-07-01 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Game susceptibility, Correlation and Payoff capacity as a measure of Cooperative behavior in the thermodynamic limit of some Social dilemmas
该研究以博弈磁化率等为合作行为指标，对比多种解析与数值方法在社会困境热力学极限下的表现，发现NEM与ABM结果吻合度高，个体平均收益和收益容量是最优合作行为指标。
2024-12-18 cond-mat.stat-mech cs.MA q-bio.PE
Coveting thy neighbors fitness as a means to resolve social dilemmas
在空间进化博弈中，每个个体的适应度传统上取决于它与邻居进行博弈时获得的收益。由于背叛能带来最高的个人利益，合作者的前景是暗淡的。虽然网络互惠促进了合作努力，但如果背叛的诱惑很强，避免即将到来的社会衰退的机会就很渺茫。因此，确定为合作的发展提供额外支持的可行机制是有意义的。受环境对于个人发展可能与继承同样重要这一事实的启发，我们引入了一个简单的开关，允许玩家保留其原始收益或使用所有邻居的平均收益。根据哪一个收益更高，任何一个选项的影响都可以通过一个参数来调整。我们表明，在一般情况下，考虑到环境促进合作。然而，过于渴望邻居的适应性并不是最佳的。事实上，只有当以传统方式获得的收益的影响等于邻域的平均收益的影响时，合作才能最好地发展。我们目前的结果为囚徒困境和雪堆游戏，不同程度的不确定性，管理的战略采用过程中，并为不同的邻里大小。我们的方法概述了一个可行的路线，以提高水平的合作行为的结构化人口，但一个需要深思熟虑的实施。
2011-02-22 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
