Relationships between dilemma strength and fixation properties in coevolutionary games
在演化博弈中，合作是否比背叛更受青睐，可以通过在任何被建模为正则图的网络上的合作者和背叛者的任何安排的结构系数来指定。我们研究了这些结构系数如何与社会困境游戏中的困境强度的缩放。它表明，一些图允许某些安排的合作者和叛逃者拥有特别大的结构系数。此外，这些大的系数意味着特别大的部分的有界参数平面跨越缩放赌博意图和风险规避困境的强度。
2019-05-13 cs.NE q-bio.PE
Risk and interaction aversion: screening mechanisms in the Prisoner's Dilemma game
当合作者（C）和背叛者（D）之间的相互作用在种群中可以部分避免时，合作可能会全面增强。这种筛选机制的一个例子是在存在对其他物质保持中立的风险厌恶因子（孤独者，L）的情况下发生，即，L和它的对手，不管它的策略是什么，都得到相同的收益。他们在囚徒困境（PD）博弈中的存在维持了合作者和背叛者的共存，远远超过了他们缺席时的水平。另一种筛选机制是异质景观，例如，通过现场稀释晶格。在这种情况下，合作是加强与一些这样的不活跃，交互厌恶网站的一部分。通过考虑这两种机制的相互作用，我们发现，有一个爆炸性的增加的范围内的密度，刚刚超过逾渗阈值，其中中性被阻止，孤独者灭绝，行为恢复到纯PD游戏。有趣的是，尽管该地区通常有大量叛逃者，但这种情况还是发生了。这必须与未稀释情况下相应的无孤独者区域进行比较，该区域除了非常小之外，还由合作者主导。
2017-08-22 physics.bio-ph 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
Sensitivity-Driven Migration and the Evolution of Cooperation in Multi-Player Games on Structured Populations
King Fahd University of Petroleum and Minerals（国王法赫德国王石油矿物大学）
本研究探讨空间结构化种群中情境依赖迁移对合作演化的影响，发现合作者的敏感性驱动条件迁移可通过聚集逃离背叛环境促进合作，明确了相关影响参数及合作有利区间，揭示了行为可塑性与种群结构互作对合作涌现的支撑作用。
2025-09-01 q-bio.PE
Solving the prisoner's dilemma trap in Hamilton's model of temporarily formed random groups
该研究挑战传统认知，通过解析证明双亲有性生殖下强利他行为可在Hamilton的临时随机群体模型中演化，为强利他主义起源问题提供解决方案，还提出可重新评估病毒共感染中的合作现象。
2024-09-01 nlin.AO q-bio.PE
Stochastic dynamics of the prisoner's dilemma with cooperation facilitators
在范式囚徒困境的框架下，我们研究了在“合作促进者”存在的情况下社会困境的演化动力学。在我们的模型中，合作者和背叛者之间的互动就像经典的囚徒困境游戏一样，选择倾向于背叛。然而，在这里，存在少量的合作促进者提高了健身（生殖潜力）的合作者，而它并没有改变的叛逃者。在一个规模为N的有限种群中，有促进者的囚徒困境的动力学特征是合作接管的概率（固定概率）和达到吸收状态的平均时间。这些量是精确计算的，并使用福克-普朗克方程。我们的研究结果，证实了随机模拟，表明促进者的影响，关键取决于他们的密度z和游戏的成本效益比r之间的差异。在弱选择压力下，当z>r时，合作者的固定在大群体中是可能的，当b（z-r）（1-z）>1/N时，选择倾向于合作者的入侵和合作对背叛的替代，其中0<b<= 1是合作收益。当z<r时，合作者的注视概率随着促进者的存在而呈指数增长，但背叛是主导策略。
2012-08-01 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
The edge of neutral evolution in social dilemmas
动物社会和人类社会的运作从根本上依赖于合作。然而，背叛往往有利于自私的个人，社会困境出现。个体适应性的选择，通常是进化的基本驱动力，会迅速淘汰合作者。然而，进化也受到波动的支配，这些波动可能比适应性差异更重要，并且可以使进化有效地中性化。在这里，我们调查的影响，选择与波动的社会困境。通过研究合作者和背叛者的平均灭绝时间，一个对波动敏感的变量，我们能够识别和量化一个新兴的“中性进化的边缘”，描绘了中性和达尔文进化的制度。我们的研究结果表明，合作显着保持在中立的制度。相反，演化博弈论的经典预测，即背叛者击败合作者，在达尔文的制度中得到了恢复。我们的研究表明，波动可以提供一种令人惊讶的简单方法来部分解决社会困境。我们的方法一般适用于估计随机漂移在演化动力学中的作用。
2009-09-26 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Analysis of Multilevel Replicator Dynamics for General Two-Strategy Social Dilemmas
在这里，我们考虑一个多层次选择的博弈论模型，其中个人竞争的基础上，他们的收益和群体也竞争的基础上，组成员的平均收益。我们的重点是多层次的社会困境：游戏中，个人是最好的作弊，而团体的个人做得最好时，由许多合作者组成。我们分析了两级复制动力学，一个非局部双曲PDE描述确定性的出生-死亡的个人和团体的动态。虽然过去的工作，这样的多层次的动态限制了注意力的情况下，完全可解决的组内动态，我们使用比较原则和不变的人口分布的尾部，我们的分析扩展到所有可能的两个玩家，两个战略的社会困境。我们的特点的阈值水平组间选择划分一个政权，在该政权中，人口收敛到一个三角洲函数的组内动态的平衡，在该政权中，组间的竞争有利于存在的稳态密度支持更高水平的合作。特别是，我们看到，阈值选择强度和平均收益在稳态依赖于拔河之间的个人层面的激励是一个叛逃者在一个多合作者组和组层面的激励有许多合作者在许多叛逃者。我们还发现，较低层次的选择投下了长长的阴影：如果群体最好的合作者和叛逃者的混合，那么总是会有更少的合作者比最佳在稳定状态下，即使在无限强大的竞争群体之间的限制。
2019-12-07 math.AP math.DS q-bio.PE
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
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
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
Hostility prevents the tragedy of the commons in metapopulation with asymmetric migration: A lesson from queenless ants
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
无王蚂蚁通过异质迁移中的敌意行为防止群体共善悲剧，揭示了进化博弈论在种群动态中的应用。
2026-02-28 nlin.AO physics.bio-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
The Evolution of Lying in a Spatially-Explicit Prisoner's Dilemma Model
SUNY Geneseo（纽约州立大学杰纳西奥分校）
该研究通过空间显式囚徒困境模型探讨了欺骗行为的演变，发现当诚实度较高时，合作者群体稳定；当诚实度较低时，背叛者群体稳定。
2026-01-31 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Coexistence of cooperators and defectors in well mixed populations mediated by limiting resources
传统上，演化博弈论中的资源限制假设只是为了施加一个恒定的种群规模。在这里，我们表明，资源的限制可能会产生动态的回报能够改变原来的囚徒困境，并允许无条件的合作者和叛逃者之间的稳定共存的混合人口。这是一个自组织过程的结果，它将互动回报矩阵转变为进化中性，并代表了一种基于资源的控制机制，以防止叛逃者的扩散。据我们所知，这是第一个在混合良好的种群中共存的例子，其游戏结构不同于雪堆游戏。
2012-10-25 q-bio.PE stat.OT
Amplitude death in coupled replicator map lattice: averting migration dilemma
由一系列亚种群（demes）组成的种群，在它们之间进行随机迁移是很常见的现象。这种种群中合作的产生和维持是进化博弈论中的一个重要研究课题。如果每个deme中的个体被认为是合作者或叛逃者，那么可以设想迁移困境：合作者不想迁移到一个叛逃者丰富的deme，因为他们害怕面临剥削;但是没有迁移，合作就不能在整个deme网络中建立起来。为了研究上述情况，本文建立了一个基于两人两策略博弈的复制子映射的耦合映射格模型。所考虑的复制子映射能够显示各种进化结果，如收敛（不动点）结果和非收敛（周期性和混沌）结果。此外，这个复制子映射的耦合网络经历了振幅死亡现象，导致非振荡的稳定同步态。我们具体探讨的影响（一）耦合的性质，模型之间的地图迁移，（二）异质demes（在这个意义上，不是所有的demes有相同的游戏正在发挥的个人），（iii）网络的程度，（iv）与迁移相关的成本。在调查的过程中，我们感兴趣的有效性的随机迁移，在维持一个统一的合作者分数在整个人口的复制动力学的细节和之间的相互作用的demes无关。
2021-09-20 nlin.CD physics.soc-ph q-bio.PE
Diversity of reproduction rate supports cooperation in the prisoner's dilemma game on complex networks
在人类社会中，个体的个人特征会影响个体策略采纳的概率。现在，我们研究如何人为施加限制的繁殖能力，推翻了一个人的健身，影响了进化过程。为了这个目的，我们采用进化囚徒困境游戏在不同的复杂图。繁殖限制可以有一个促进作用的合作，在不考虑互动网络的特殊性设置的演变。事实上，适当比例的生育能力较低的个体可能会导致合作者的完全优势，否则背叛将普遍存在。通过研究具有完全繁殖能力的个体组内的合作水平，我们发现，最近的促进合作的机制在概念上类似于以前报道的无标度网络。我们的研究结果表明，在繁殖能力的多样性，与固有的不同态度的个人，可以强制自私的竞争者之间的合作行为的出现。
2008-02-20 physics.bio-ph q-bio.PE
Impact of aging on the evolution of cooperation in the spatial prisoner's dilemma game
衰老总是存在的，调整我们与他人的互动，并假设我们能够锻炼他们的有限寿命。我们考虑了正方形格子上的囚徒困境博弈，并研究了淬火年龄分布和不同的老化协议如何影响合作的演变时，考虑到随着时间的推移的生活经验和知识积累。与以前的研究一致，我们发现，淬火分配的年龄的球员，引入异质性的游戏，大大促进合作行为。引入衰老和随后的死亡作为一个共同进化过程可能会对合作产生不利影响，但如果成功通过其策略的个体的后代被认为是新生儿，则会有效地增强合作。我们研究由此产生的球员的年龄分布，并表明，异质性是至关重要的，但不足以解释所观察到的差异，在空间网格上的合作者丰度。合作水平的意外增加可以解释的动力学效应，具有高度选择性的影响，合作者和叛逃者状态的传播。
2009-07-13 physics.soc-ph q-bio.PE
Evolution of cooperation driven by zealots
最近对参与社会困境游戏的人类的实验结果表明，合作可能是一种传染性现象，选择压力对进化动力学的作用（即，模仿）相对较弱。我提出了一个进化动力学模型，这些实验结果和合作的演变。通过假设一小部分（不完美的）热心的合作者，我表明，一个很大的一部分合作出现在社会困境游戏的进化动力学。即使对大多数人来说叛逃比合作更有利可图，他们也经常模仿同伴的合作，除非选择压力非常大。然后，热心的合作者可以将种群转变为在标准进化动力学下甚至完全合作的种群。
2012-10-01 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
The evolution of cooperation: an evolutionary advantage of individuals impedes the evolution of the population
范围扩张是生物系统中的一个普遍过程，因此在生物进化中起着重要作用。使用基于随机过程的定量个体方法，我们发现，增强合作者相对于背叛者的固有自我增殖优势是一个更有效的渠道，以促进合作范围扩张的演化，而不是削弱背叛者从合作者那里获得的利益。有了这种自我增殖的优势，合作者可以迅速殖民处女空间，更容易建立空间隔离，这就像一个保护盾，以进一步促进合作的演变。我们还表明，较低的细胞密度和迁移率有一个积极的影响竞争的合作者与叛逃者。生物进化是基于个体之间的竞争，因此应该有利于自私的行为。然而，我们观察到一个违反直觉的现象，即种群的进化受到个体的健身增强趋化运动的阻碍。这突出了个人利益与民众利益之间的冲突。个体的短视自私行为在种群之间的竞争中可能并不那么受欢迎。这些信息对合作的处理具有重要意义。
2022-01-14 physics.bio-ph q-bio.PE
Collaboration drives phase transitions towards cooperation in prisoner's dilemma
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Kyoto University（京都大学）
该研究通过合作环模型揭示了囚徒困境中合作的非平衡相变机制，强调合作倾向和收益驱动的动态过程。
2026-02-12 cond-mat.stat-mech econ.TH physics.soc-ph
The Replicator Dynamics for Multilevel Selection in Evolutionary Games
我们考虑一个随机模型的群体结构的人口，其中群体成员之间的相互作用对应的囚徒困境或鹰鸽博弈的演变。选择在两个组织层面上进行：个体根据个人收益与同伴群体成员竞争，而群体也根据群体成员的平均收益与其他群体竞争。在囚徒困境中，这在两个选择层次之间产生了一种张力，因为在个体层次上，背叛者更受青睐，而在组间层次上，至少有一些合作者的群体表现优于背叛者群体。在无限群大小和无限群数目的限制下，我们得到了一个非局部偏微分方程，它描述了种群中群组成的概率分布。对于特殊的家庭的支付矩阵，我们的方程的解决方案的长期行为的特征，找到一个阈值水平的组间选择需要维持密度稳定状态和生存的合作。当所有的合作者群体是最适合的，在稳定状态下的平均和最丰富的群体组成范围从具有所有的叛逃者群体时，个人层面的选择占主导地位，以具有所有的合作者群体时，群体层面的选择占主导地位。当最合适的群体中有合作者和背叛者的混合时，平均和最丰富的群体组合总是具有比最优组合所需的更小比例的合作者，即使在群体水平选择比个体水平选择强得多的极限下。在这样的情况下，两个选择层次之间的冲突就无法解耦，而当群体间的竞争倾向于合作者和背叛者的均衡组合时，合作就根本无法持续。
2018-12-16 math.AP math.DS q-bio.PE
Public goods games in populations with fluctuating size
许多进化博弈动力学的数学框架都假设总的种群规模是恒定的，选择只影响策略的相对频率。在这里，我们考虑进化博弈动力学在一个扩展的Wright-Fisher过程与可变的人口规模。在这种情况下，整个种群都可能灭绝。种群的生存可能取决于哪种策略在游戏动态中占上风。研究合作困境，这是一个自然的特点，这样一个模型，合作者使生存，而叛逃者驱动灭绝。尽管叛逃者在任何混合种群中都是受欢迎的，但随机漂移可能导致他们被淘汰，由此产生的纯合作者种群可以生存下来。另一方面，如果叛逃者继续存在，那么种群将迅速灭绝，因为合作者的频率稳步下降，而叛逃者无法单独生存。在突变选择模型中，我们发现（i）稳定的合作者供应可以使种群长期生存，前提是选择足够强，（ii）选择可以增加合作者的丰度，但降低其相对频率。因此，在具有可变规模的群体中的进化博弈动态产生了一个多方面的概念，即什么构成了一个特征的长期成功。
2018-02-15 q-bio.PE
Evolution of cooperation on scale-free networks under limited resources
限制资源最近被引入，作为合作者与叛逃者在混合人口中生存和共存的一种机制。在这里，我们在无标度网络上研究相同的模型。无标度网络上的囚徒困境博弈表明，在整个参数范围内，合作者和背叛者都是共存的。结果表明，在有限资源模型中引入网络后，参数空间中的合作者主导区域比完全混合种群的结果扩大，共存区域变窄.因此，无标度网络的作用可以解释为提高了种群的合作性，减少了种群的共存性。
2016-01-24 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Assortment and the evolution of cooperation in a Moran process with exponential fitness
我们研究的合作在有限的人口相互作用的演变，根据一个简单的模型，喜欢与喜欢的分类。进化过程是一个莫兰过程，合作者-背叛者博弈的收益通过指数变换转化为正适应度。这些演化动力学可以出现在，例如，一个巢结构的人口与罕见的迁移。指数变换的使用，而不是通常的线性的，是适当的相互作用时，有乘法健身效果，并允许一个易于处理的特性的影响，分类合作的演变。我们定义了两种意义，在这两种意义上，更大程度的分类有利于合作的进化，第一种比第二种更强：（i）在所有种群状态下，更大的分类增加了合作者数量增加的概率，相对于背叛者数量增加的概率;（ii）更大的分类增加了合作的固定概率，相对于背叛的固定概率。我们表明，更强的定义，更大的分类有利于合作的一个子集的合作困境：囚犯的困境，雪堆游戏，雄鹿狩猎游戏，和一些囚犯的喜悦游戏的演变。对于其他合作困境，更大的分类有利于合作的弱定义，但不是强定义。我们的结果适用于任何选择强度。
2016-04-13 q-bio.PE
Three-state coevolutionary game dynamics with environmental feedback
本研究将均匀环境纳入三态（合作、背叛、空节点）共演化博弈，发现合作者聚集引发的相干共振与平衡态提升种群生存和环境质量，共振出现在囚徒困境收益参数转变处。
2025-10-09 nlin.AO q-bio.PE
Making new connections towards cooperation in the prisoner's dilemma game
研究了囚徒困境博弈中的合作演化问题，其中最初所有参与者都通过一个规则图连接，每个图有四个邻居。在策略进化的同时，玩家可以建立新的联系，从而永久地扩展他们的社区，前提是他们成功地将他们的策略传递给对手。我们发现，这个简单的协同进化规则转移的生存障碍的合作者对高诱惑缺陷和结果在高度异质性的互动网络与指数拟合最好的特征，其程度分布。特别是，存在一个最优的最大程度的促进合作，保证最好的信息交换之间的影响力的球员。
2008-11-26 physics.soc-ph q-bio.PE
Disordered Environments in Spatial Games
囚徒困境是研究生物种群合作的开始和终止的主要博弈理论框架。在空间版本的模型中，我们研究了空间进化博弈中异质生态系统合作的鲁棒性，考虑网站稀释格。主要结果是，由于无序，人口中的合作者的分数增加。此外，系统在$ρ^*$呈现动力学转变，将具有空间混沌的区域与具有局部稳定的合作者群的区域分离。
2001-07-27 cond-mat.dis-nn q-bio.PE
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
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
Invasion, polymorphic equilibria and fixation of a mutant social allele in group structured populations
合作者和背叛者的稳定混合物在自然界中经常可见。这一事实与基于弱选择下线性公共产品博弈的预测不一致。这种模式意味着合作者或背叛者的固定，而前一种情况要求群体相关性高于成本/收益比，因此只有在亲属认可或成本/收益比非常低的情况下，或者在基因流动较低的严格条件下，才能预期。这促使我们在这里研究社会进化的一大类群体结构的人口，任意多个个体之间的相互作用，群体成员和群体之间的随机迁移。在弱选择的假设下，分析了系统的平衡点及其稳定性。对于一些重要的非线性适应度函数的社会演化模型，包括在迭代公共产品博弈和阈值模型的权变行为，我们表明，三个政权发生，这取决于群体之间的迁移率。对于足够高的迁移率，一个罕见的合作等位基因A不能侵入一个单态的群体的反社会等位基因N。对于足够低的迁移率值，等位基因A可以入侵种群，当罕见时，然后固定，消除N。对于迁移率的中间值，等位基因A可以侵入群体，当罕见时，产生多态性平衡，其中它与N共存。平衡及其稳定性不依赖于人口结构的细节。迁移（基因流动）和群体相关性的水平允许合作等位基因的入侵，从而导致与非合作等位基因的多态性平衡，这在自然界中是常见的。
2012-11-14 q-bio.PE
Punishment and inspection for governing the commons in a feedback-evolving game
利用公共资源一直是社区成员的两难选择。当合作者约束自己并考虑资源的适当状态时，背叛者要求比他们想象的份额更多的回报。为了避免共同国家的悲剧，惩罚后者似乎是一个适当的反应。然而，当我们承认资源是有限的，即使是可再生资源的增长能力也有限时，这一结论就不那么直截了当了。为了澄清可能的后果，我们考虑了一个共同进化模型，在该模型中，除了合作者和背叛者的收益驱动竞争外，可再生资源的水平敏感地取决于合作者的比例和所有参与者的总消费。应用反馈进化博弈表明，除了一个微妙的调整惩罚，它也是至关重要的，合作者应特别注意可再生资源的不断增长的能力。否则，即使使用严厉的惩罚，也不能挽救社区免于不受欢迎的结局。
2018-07-15 math.OC physics.soc-ph q-bio.PE
Robustness of Cooperation in the Evolutionary Prisoner's Dilemma on Complex Networks
最近对无标度网络中囚徒困境博弈的演化动力学的研究表明，网络互连的异质性增强了合作的演化成功。在本文中，我们解决的问题，如何表征的渐近状态的演化动力学依赖于合作者的初始浓度。我们发现，合作达到固定的节点集的测量和连通性属性在很大程度上是独立的初始条件，与背叛是固定的节点集和波动节点的行为相反。我们还检查这些结果的鲁棒性时，沿一个单参数的家庭网络之间的类的Erdos-Renyi图和Barabasi-Albert网络插值的程度异质性变化。
2007-05-17 physics.soc-ph q-bio.PE
Cooperation enhanced by inhomogeneous activity of teaching for evolutionary Prisoner's Dilemma games
研究了空间动力学规则中存在淬灭不均匀性的演化囚徒困境博弈。遵循两种纯策略（合作或背叛）之一的参与者分布在二维格子上。从一个随机选择的邻居的策略采用率控制的支付差和两个值的前因子$w$的球员的策略学习。减少教学活动的球员随机分布的浓度$ν$在开始和进一步fixedon.Numerical和解析计算进行研究的合作者的浓度作为$w$和$ν$的函数为不同的噪声水平和连接结构。在这一动态的广泛参数范围内，合作显著增加。研究结果强调了不对称性的重要性，在战略采用过程中的主从角色的交换。
2006-10-04 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Phase transitions in the Prisoner's Dilemma game on scale-free networks
研究无标度网络上带链接成本的囚徒困境博弈随机动力学，发现 Barabási-Albert 网络中随成本增加存在从合作到合作与背叛共存的相变及临界振荡，而 Erdös-Rényi 网络无此现象，并给出启发式解析论证。
2024-02-12 physics.soc-ph q-bio.PE
Wisdom of groups promotes cooperation in evolutionary social dilemmas
是否改变战略不仅取决于每个人的个人成功，也取决于其他人的成功。以此为动机，我们研究了在描述社会困境的游戏中合作的演变，在这种情况下，采取不同策略的倾向既取决于个人适应度，也取决于邻居的策略。无论进化过程是由成对或群体相互作用，我们表明，插入到“群体的智慧”强烈促进合作行为。越是考虑到更广泛的知识，叛逃者的进化就越受到损害。我们解释这一点，揭示了一个动态减速的入侵过程中，通过该接口分离不同的域保持平滑和叛逃者，因此变得无法有效地入侵合作者。这反过来又增强了空间互惠性，并建立了分散的决策，这对解决社会困境非常有益。
2012-08-20 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Fast cheater migration stabilizes coexistence in a public goods dilemma on networks
从博弈论的角度来看，合作通常被认为是一种不可持续的策略：如果整个种群都在合作，每个个体都可以通过选择不合作来增加其整体适应度，从而仍然获得合作邻居的所有利益，而不再消耗自己的能量。因此，在自然发生的公共物品游戏中的可观察合作引起了极大的兴趣，因为这种系统提供了对合作的出现和可持续性的深入了解。在这里，我们考虑一个服从公共产品博弈的人口网络的离散区域（我们称之为巢），其中任何两个之间的个人可以自由迁移。我们构造了一个耦合巢内种群动力学和巢间迁移动力学的分段光滑常微分方程组。通过分析和数值方法相结合，我们表明，如果人口中的工人迁移足够快，相对于骗子，网络失去稳定性首先通过一个霍普夫分岔，然后一个环面分岔，之后，一个或多个巢崩溃。我们的研究结果表明，快速移动的作弊者可以稳定网络中的工作者-作弊者共存，否则就会崩溃。最后，我们的结果与蚂蚁物种Pristomyrmex punctatus和好望角蜜蜂Apis mellifera capensis的殖民地中观察到的动态进行比较，并认为，他们定性同意。
2017-11-07 q-bio.PE
Opportunistic Migration in Spatial Evolutionary Games
我们研究进化游戏中的空间稀释的网格环境中，代理战略互动本地，但也可以机会主义地移动到其他位置在一个给定的迁移半径。使用模仿的最佳规则的战略修订，它表明，合作可能会发展，并在囚徒困境的游戏空间中的几个迁移距离是稳定的，但只有小游戏的互动半径，而雄鹿狩猎类的游戏成为完全合作。我们还表明，只有少数的试验是需要合作的发展，即搜索成本不是一个问题。当使用随机费米策略更新协议时，尽管存在机会主义迁移，但如果选择强度很高，合作就不能在囚徒困境中进化。然而，当模仿变得更加随机，完全或部分合作的状态达到在所有的游戏测试的所有迁移距离和短到中间的相互作用半径。
2013-09-20 physics.soc-ph q-bio.PE
The Prisoner's dilemma as a cancer model
肿瘤发展是一个进化过程，其中具有差异生长能力的异质细胞群体竞争资源以获得增殖优势。在这样一个不断发展的复杂生态系统中，需要哪些最基本的要素来重新创造一些新的特征？在我们发现肿瘤之前，它在做什么？我们概述了一个数学模型，由随机Moran过程驱动，其中癌细胞和健康细胞在种群中竞争优势。每个人都根据囚徒困境进化游戏分配收益，其中健康细胞是合作者，癌细胞是背叛者。在点突变动力学、遗传和控制出生率和死亡率的适应度景观的作用下，自然选择作用于细胞群体并出现模拟的“类癌症”特征，例如由异质性驱动的Gompertzian肿瘤生长，（线性地）将治疗剂量密度与癌细胞存活的（log）概率相关联，以及Norton-Simon假说，其将肿瘤消退速率与肿瘤生长速率（线性地）相关。我们强调了这些模型所提供的实用性，清晰性和力量，尽管（也因为）它们的简单性和内置的假设。
2016-01-16 q-bio.PE
Cooperation dilemma in finite populations under fluctuating environments
我们提出了一种新的方法，允许研究罕见的事件，如固定在波动的环境下，建模为外部噪声，在进化过程中，其特征在于一个物种的优势。我们的治疗包括映射到一个辅助模型的系统，表现出亚稳态物种共存，可以进行半经典分析。这种方法使我们能够研究外在和人口统计噪声之间的相互作用的统计数据的兴趣。我们说明我们的理论，考虑范式的囚徒困境的游戏，其演变的概率，合作者固定的人口，并取代所有的叛逃者。我们的分析和数值计算表明，外部噪声可以大大提高合作的固定概率，甚至改变其功能依赖于人口规模。这些结果概括了群体遗传学的早期研究成果，表明外部噪声可能有助于维持和促进比静态环境更高水平的合作。
2013-12-13 cond-mat.stat-mech q-bio.PE q-bio.QM
Beyond pairwise strategy updating in the prisoner's dilemma game
在空间游戏中，玩家通常通过模仿最成功的邻居或随机选择的邻居来改变策略。由于采用单个邻居作为参考，因此忽略了来自其他邻居的信息，这引起了对替代的、可能更现实的方法的考虑。在这里，我们表明，策略的变化，不仅激发了个别邻居的表现，而是由整个社区引入一个质的不同的进化动力学，能够支持非常小的合作集群的稳定存在。这导致相图，显着不同，从那些通过成对策略更新。特别是，合作者的生存能力是可能的，即使是在很高的诱惑下，在更广泛的不确定性范围内。我们通过对近似和空间模式的分析来支持模拟结果，它们共同强调了本地信息对解决社会困境的重要性。
2012-10-31 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
A phenomenological analysis of eco-evolutionary coupling under dilution
进化动力学所经历的混合微生物种群的合作者和骗子已在文献中的实验中使用的协议定期稀释调查的弹性和适应环境变化的属性进行了检查。在一个适当的相图上描绘的数据表明，在其他特征中，合作者和欺骗者共存的稳定平衡点。Sanchez，J. Gore，PLOs Biology，11（4），e1001547（2013）]。我们在这里提出了一个现象学的分析，这些数据集中在生态进化博弈的角度。为此，我们对Tao和Cressman Y.陶河Cressman，Bull.Math.Biol.69，1377 - 1399（2007）.它的原始版本考虑到总人口密度的变化，而个人经历成对的囚徒困境游戏。这里设计的扩展包含一个稀释因子，以符合实验程序，除了一个术语占Allee效应。然而，与在类似背景下提出的其他描述不同的是，这里的模型没有考虑到竞争性遭遇、群体或亲属选择。尽管如此，它描述了令人惊讶的定性和定量的观察相图的特点。我们讨论了这些结果的行为的有效支付矩阵相应地定义。
2017-05-11 physics.bio-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
Evolutionary games with facilitators: When does selection favor cooperation?
我们研究了选择和随机波动对两种策略（“合作”和“背叛”）博弈的演化动力学的综合影响，其中种群中包含合作促进者。后者是通过增强合作者相对于背叛者的适应性的生殖潜力来支持合作的个体。通过计算固定概率的一个单一的合作者在有限的和混合的人口，包括一个固定数量的促进者，并通过使用平均场分析，我们确定当选择促进合作的重要类的囚徒困境，雪堆和猎鹿游戏。特别是，我们确定的情况下，选择有利于取代和入侵的合作背叛。我们的研究结果，证实了随机模拟，表明可以通过各种情况下促进合作的传播时，密度的促进者超过一个临界值，其依赖于人口规模和选择强度进行了分析。我们还确定在哪些条件下合作更有可能取代背叛，而不是相反。关键词：进化博弈;合作动力学;社会困境;固定;种群动力学。
2013-08-17 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Effects of sampling interaction partners and competitors in evolutionary games
互动合作伙伴的采样往往取决于隐含的建模假设，但在进化游戏的动态有显着的影响。一个特别重要的方面是竞争对手是否也会相互影响。种群结构自然会影响抽样，因此在对混合种群中的复制因子动态的微观解释中，竞争个体不会相互作用，但在结构化种群中会相互作用。在社会困境中，与竞争者的互动总是抑制合作，而结构化种群中有限的本地互动通过集群形成减少剥削来支持合作。人口结构对合作的这些对抗性影响影响了解释，结论取决于比较的细节。例如，在Snowdrift游戏中，与复制者动态相比，空间结构可能会抑制合作。然而，修改复制动力学，包括竞争对手之间的相互作用降低了合作者的均衡频率，这改变了结论和空间总是有益的，就像在囚徒困境。这些结论证实了随机匹配模型，模仿人口结构，但随机重新洗牌的个人，以抑制空间相关性的比较。最后，竞争个体之间有无相互作用的动态差异是空间莫兰过程中死亡-出生和出生-死亡更新之间差异的基础：死亡-出生支持合作，因为竞争者倾向于不相互作用，而他们倾向于进行出生-死亡更新，因此合作者提供直接支持竞争者对自己不利。
2018-11-18 q-bio.PE
Evolutionary dynamics of cooperation in neutral populations
在达尔文的自然选择面前，合作是一个困难的命题。那些背叛的人比合作者有进化优势，因此合作者应该灭绝。然而，空间结构使合作者能够通过形成同质集群而生存下来，这是网络互惠的标志。在这里，我们超越了这种传统的设置和研究的时空动力学的合作人口的人口。我们使用的囚徒困境游戏的数学模型，并表明，考虑几个人口同时产生迷人的时空动态和斑图形成。即使是最简单的假设，即不同种群之间的策略彼此之间是中性的，也会导致循环优势的自发出现，其中一个种群的背叛者成为另一个种群中合作者的猎物，反之亦然。此外，如果不同群体中的社会互动具有显著不同的背叛诱惑，我们观察到，群体中具有最大诱惑的背叛者违反直觉地消失得最快，而坚持的合作者最终占据了整个可用空间。我们的研究结果表明，考虑到同时存在的不同群体显着扩大了结构化群体的进化动力学的复杂性，它使我们能够理解的稳定性合作的不利条件下，永远无法弥合的网络互惠性。
2017-12-06 cs.GT 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
Evolutionary prisoner's dilemma games on the network with punishment and opportunistic partner switching
惩罚和合作伙伴转换是两种支持合作进化的机制。对人类行为的观察表明，采用惩罚的程度取决于替代机制的使用，包括伴侣转换。在这项研究中，我们研究了在网络上进行的进化囚徒困境游戏中惩罚和伙伴转换的综合效应。在该模型中，智能体位于网络上，参与带有惩罚的囚徒困境博弈。此外，他们还可以伺机更换互动伙伴，以提高他们的收益。我们的蒙特卡罗模拟表明，当伙伴切换频率较低时，需要大量的惩罚者来抑制叛逃者。相反，当合作伙伴转换频率高时，无论惩罚的强度如何，合作都是最丰富的策略。有趣的是，合作者之所以大量出现，并不是因为他们避免了惩罚的成本，也不是因为他们在每场比赛中获得了更大的平均收益，而是因为他们有更多的机会被背叛者称为角色代理人。我们的研究结果表明，社会关系的流动性有深远的影响，在保持合作所采取的战略。
2018-04-25 physics.soc-ph q-bio.PE
Social dilemmas in off-lattice populations
探索空间互惠对合作演变的可能后果是一个深入研究的研究途径。相关的工作假设了一定的相互作用图的竞争球员和研究如何特定的拓扑结构可能会影响的动力学行为。在本文中，我们应用了一个数值上更苛刻的非格子人口的方法，这可能是潜在的相关，特别是在微生物环境中。正如预期的那样，结果在概念上与格型相互作用图获得的结果相似，但也可以揭示一些惊人的差异。一方面，在非晶格种群中，空间互易性可能比基于晶格的系统更有效地工作。另一方面，在连续空间概念中，竞争策略可能彼此分离，这使得合作者即使在相对较高的诱惑值下也有机会生存。此外，缺乏严格的邻域导致软边界之间的竞争补丁，这危及长期稳定的同质域。我们调查了主要的社会困境游戏的基础上对相互作用的球员，并揭示所有的类比和差异相比，在格子模拟。
2021-02-07 cond-mat.stat-mech nlin.PS physics.soc-ph
Phase diagrams for three-strategy evolutionary prisoner's dilemma games on regular graphs
研究了局中人位于正方形格子和随机正则图上的进化囚徒困境博弈，每个局中人有四个邻居。参与者遵循三种策略之一：针锋相对、无条件合作和背叛。简化的支付矩阵由两个参数表征：$b$选择背叛的诱惑和$c$减少针锋相对收益的检查成本。在固定的噪声水平下，通过两两比较来控制来自其中一个邻居的策略模仿。使用蒙特卡罗模拟和扩展版本的对近似，我们已经评估了$b-c$相图表明丰富的相变之间的平稳共存，吸收和振荡状态，包括连续和不连续的相变。通过合理的成本，针锋相对的策略，防止灭绝的合作者在整个跨度的$b$值确定的囚徒困境游戏，无论互动图结构。我们还表明，该系统可以表现出一个重复的连续的振荡和稳定状态时，改变一个单一的回报值，这突出了显着的敏感性周期性相互作用的参数，定义优势的强度。
2009-10-21 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Heterogeneous contributions can jeopardize cooperation in the Public Goods Game
本文通过蒙特卡洛模拟研究公共品博弈，发现贡献值异质及策略与贡献共演可能损害合作，高贡献者会像寄生者一样依靠剥削低贡献者生存。
2023-05-22 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Simple bots breed social punishment in humans
本研究通过引入始终选择亲社会惩罚的简单机器人，扩展一次性博弈中的惩罚理论，发现机器人能使亲社会惩罚在群体中占主导，且所需比例随困境强度增加而上升，为亲社会惩罚演化提供新解释。
2022-11-28 physics.soc-ph q-bio.PE
Moderate immigration may promote a peak of cooperation among natives
在一个边界日益严格的世界里，各国可能会剥夺自己享受合作移民带来的好处的机会。在这里，我们分析了有效的合作移民的人口玩公共物品游戏的效果。我们考虑了一个正方形格子上的人口结构，其中个人与邻居进行公共物品博弈。人口统计是由随机出生，死亡和迁移。这些策略通过模仿动态传播。我们的模型表明，当地人之间的合作，可以出现由于良好的榜样代理人，可以提供更好的公共产品质量的社会传染。在移民中，只有一小部分有效的合作者，才足以引发整个本地人口的合作。我们看到，本土合作在移民率的中等值时达到顶峰。这种有效的移民合作者作为合作集群成长的核中心，最终主导叛逃。
2021-06-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.soc-ph
Win-stay-lose-learn promotes cooperation in the spatial prisoner's dilemma game
坚持自己的战略是自然和常见的，如果后者保证成功和满意。这与进化博弈的普遍模拟实践相违背，在进化博弈中，参与者经常考虑改变他们的策略，即使他们的收益可能与其他参与者略有不同。受此启发，我们引入了一个基于抱负的赢-留-输-学策略更新规则的空间囚徒困境游戏。该规则简单直观，不满意的参与者只会改变策略，然后尝试采用他们最近邻居的策略，而满意的参与者的策略不会改变。我们发现，建议的赢-留-输-学习规则促进了合作的演变，它这样做非常强大，独立的初始条件。事实上，我们表明，即使是一分钟的初始分数的合作者可能足以最终确保一个高度合作的最终状态。除了广泛的模拟结果，支持我们的结论，我们还提出了通过对所研究的游戏近似得到的结果。我们的研究结果延续了相关赢留策略更新规则的成功故事，并通过这样做揭示了解决囚犯困境的新方法。
2012-05-03 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
