Discrete stochastic processes, replicator and Fokker-Planck equations of coevolutionary dynamics in finite and infinite populations
共同进化动力学中的小尺度波动出现在生物学以及社会和经济系统的模型中。这个简短的教程回顾调查从一个随机过程离散的时间和状态的系统方法。无限总体的极限$N\to \infty$可以被明确地考虑，通常导致零阶的复制型方程，以及$1/\sqrt{N}$中的一阶的Fokker-Planck型方程。概述了一些以前的方法的后果和关系。
2008-03-17 cond-mat.stat-mech cs.SI math.PR
Coevolutionary dynamics of information spreading and heterophilic link rewiring
本文提出信息传播与异质性连边重连的协同演化模型，发现重连频率提高可扩大传播规模并加宽度分布，但不改变流行病阈值。
2023-09-14 nlin.AO physics.soc-ph
Stabilization of biodiversity in the coevolutionary rock-paper-scissors game on complex networks
能够稳定物种（或策略）共存的动力机制对于维持生物多样性和社会行为动力学具有重大意义。本文研究了随机图、无标度网络和小世界网络中三种循环入侵策略在不同进化过程中的协同进化动力学中的平均灭绝时间。我们发现，无标度和随机图导致一个强大的稳定共存的Moran过程和本地更新过程。稳定性是一个数量级强的相比，格拓扑结构，主要是由图的度异质性。然而，图上的进化过程可以定义在许多变体，我们表明，在一个过程中使用有效的回报的网络拓扑结构的效果可以完全逆转。因此，共存的稳定性取决于网络的几何形状和基本的进化过程。
2010-03-15 physics.soc-ph q-bio.PE
Adaptive Coevolutionary Networks: A Review
自适应网络出现在许多生物学应用中。它们将网络的拓扑演化与网络节点中的动态相结合。最近，自适应网络的动力学已经在从基因组学到博弈论的不同领域的许多平行研究中进行了研究。在这里，我们回顾这些最近的发展，并表明他们可以从一个独特的角度来看。我们证明，所有这些研究的特点是共同的主题，最突出的是：复杂的动力学和强大的拓扑自组织的基础上简单的本地规则。
2008-01-22 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Information content of coevolutionary game landscapes
共同进化博弈动力学是参与者可能改变其策略和互动网络的结果。对于这样的游戏，基于将策略解释为配置，可以为每个交互网络定义策略-收益图，从而导出游戏景观。本文提出了一种分析这些游戏景观的信息内容。通过这种分析，我们特别研究了重新调整的收益矩阵的影响，概括了社会困境和良好的混合和结构化人群之间的差异。
2018-03-20 cs.NE physics.soc-ph q-bio.PE
Asymmetric coevolutionary voter dynamics
我们考虑了一个修改的自适应接触过程，在观点动力学的背景下解释，打破了对称的共同进化的选民模型，分配给每个节点类型的不同策略，以促进共识：正统的意见持有人通过社会压力传播他们的意见，并重新布线后，隔离的战略，他们的联系;非正统意见持有者采取改变信仰的策略，通过个人互动来改变他们的邻居，并根据其在人口中的代表性放松对正统意见的支持。我们给出了一个完整的描述，这个不对称模型的相图，使用标准的对近似方程，并评估其性能与随机模拟比较。我们发现，虽然全球共识的对称的情况下，有利的非对称模型也具有活跃的阶段。我们研究了有限规模网络中相应的亚稳态的随机性质，讨论了为共同进化投票模型所建立的解析近似的适用性。我们发现，在对称的情况下，最终的共识状态是预先确定的系统的参数和独立的初始条件足够大的系统尺寸。我们还发现，重新布线总是有利于共识，无论是通过显着减少收敛时间，并通过改变其缩放系统的大小。
2013-12-25 nlin.AO physics.soc-ph
Promotion of Cooperation in Coevolutionary Public Goods Game on Complex Networks with and without Topology Change
在人类和动物社会中，无关个体之间的合作进化仍然是一个跨学科的挑战性问题。理解合作是如何产生的也是进化博弈论中的一个重要课题。这一问题在囚徒困境博弈中得到了广泛的研究，但合作的出现也是公共物品博弈中的一个重要问题。在这篇文章中，我们考虑复杂网络上的协同进化PGG，其中网络的拓扑结构和玩家在游戏动态的影响下采取的策略都不同。虽然在以往的研究中，合作者可以在网络上的PGG中为每场比赛贡献一个固定的金额，但在本文的PGG中，合作者为每个小组成员贡献一个固定的金额。后者似乎比前者更自然。这些模型导致两种PGG的差异很大。研究了博弈动态与网络拓扑结构的交互作用对博弈者策略演化、背叛与合作以及平均收益的影响。此外，通过比较不依赖于游戏动态的模型与不改变拓扑结构的模型，我们打算揭示拓扑结构变化和游戏动态对促进合作的影响。因此，我们打算明确在什么情况下，合作策略是促进或保留，通过调查，通过计算机模拟。我们还研究了合作者的比例和所有参与者的平均收益之间的关系。此外，我们还研究了初始网络的拓扑结构对合作和平均收益的影响。
2019-09-30 physics.soc-ph
Dynamics of the Ride-Sourcing Market: A Coevolutionary Model of Competition between Two-Sided Mobility Platforms
该研究构建带S型学习曲线的协同演化模型，模拟网约车双边平台的微观竞争动态，揭示市场进入时机、补贴与用户选择相关性对市场份额及竞争格局的影响。
2023-10-09 cs.MA physics.soc-ph
Coevolution of Cooperation and Partner Rewiring Range in Spatial Social Networks
近年来，人们对网络上的共同进化博弈的研究越来越感兴趣。尽管取得了很大的进展，很少有人注意到空间嵌入式网络，其中潜在的地理距离，而不是图形距离，是一个重要的和相关的方面的合作伙伴重新布线过程。因此，在很大程度上仍然不清楚个别合作伙伴如何重新布线范围偏好，本地与全球，出现和影响合作。在这里，我们明确地解决这个问题，使用空间嵌入式社交网络的合作和合作伙伴重新布线范围偏好的共同进化模型。与本地重新布线相比，全局重新布线没有距离限制，但在建立任何长距离链路时会产生一次性成本。我们发现，在广泛的模型参数范围内，全球合作伙伴切换偏好可以协同进化的合作。此外，由此产生的合作伙伴网络是高度异构的小平均最短路径长度，同时保持高聚类，从而具有小世界属性。我们还发现了一个最佳的可用性的声誉信息的出现，全球合作者，谁形成遥远的伙伴关系，在自己的成本。从共同进化的角度来看，我们的工作可能有助于解释在现实世界中伴随着合作而出现的普遍存在的小世界拓扑结构。
2016-10-28 cs.SI physics.soc-ph
The technosphere in Earth system analysis: a coevolutionary perspective
地球系统分析是研究地球上地球物理、社会和技术过程的联合动力学。为了促进我们对未来可能的发展途径的理解，并确定导航到安全操作空间的管理选项，同时避免不必要的领域，地球系统的计算机模型的开发和应用。这些模型很难代表技术过程的动力学特性，尽管它们对地球系统的地球物理组成部分产生了巨大的行星尺度影响，并对人类社会造成了相关的风险，例如，气候变化或新的实体。在这篇文章中，我们从地球系统分析的角度对技术圈进行了反思，重点关注机构，网络和复杂的共同进化动力学。首先，我们认为，哈夫的概念的技术圈采取了极端的立场，意味着一个强烈约束的人类机构在地球系统。假设技术领域的发展在很大程度上独立于人类的意图，哈夫的观点似乎与人文主义观点不相容，人文主义观点是可持续性话语的基础，更具体地说，是当前的框架，如联合国可持续发展目标和人类安全公正的运作空间。其次，作为一种替代哈夫的静态三层图片，我们提出了复杂的自适应网络作为一个概念，描述社会代理和技术领域的实体和他们的新兴动态地球系统分析的相互作用。第三，我们认为，在概念化和建模技术领域的动态，也包括地球系统的社会文化和生物物理领域的共同进化的方法，可以解决可持续发展和技术领域的话语之间的明显冲突。
2017-04-21 nlin.AO physics.soc-ph
Emergence and persistence of communities in coevolutionary networks
我们调查的出现和持久性的社区，通过最近提出的自适应重新布线的机制，在共同进化网络。我们描述了在一个共同进化网络中产生的拓扑结构，该网络具有一个自适应的重新布线过程和一个简单的类似投票规则的节点动态。我们发现，对于一些值的参数描述的自适应重新布线过程中，社区结构出现在一个连接的网络。我们发现，社区的出现与系统中活动链接的数量减少有关，即连接不同状态的两个节点的链接。社区结构状态的生命周期与系统的规模成指数关系。此外，我们发现，一个小的噪声在节点动态可以维持多样性的状态和社区结构的时间在一个有限大小的系统。因此，大的系统大小和/或局部噪音可以解释许多真实系统中群落和多样性的持续存在。
2014-07-01 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Coevolutionary dynamics via adaptive feedback in collective-risk social dilemma game
本研究提出一种协同演化博弈方法，探讨集体风险社会困境中合作与风险的双向耦合动力学，发现合作维持依赖初始状态且双向反馈对避免公地悲剧至关重要。
2023-04-29 math.DS physics.soc-ph
Adaptive Punishment in Social Dilemmas
Alibaba Research Center for Complexity Sciences, Hangzhou Normal University（杭州师范大学阿里巴巴复杂科学研究中心）；International Research Center for Complexity Sciences, Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院国际复杂科学研究中心）
本文提出了一种自适应惩罚机制，通过共演化反馈在社会困境中促进合作，揭示了丰富的动态行为和应用前景。
2025-12-10 physics.soc-ph
Public Goods Games on Adaptive Coevolutionary Networks
生产性社会的特点是个人之间的高度合作和密切联系。公共产品博弈（PGG）经常被用来研究模型社会中社会关系和合作行为的发展。在这种博弈中，只有合作者才能为公共利益做出贡献，而所有参与者，包括背叛者，都可以获得公共利益。博弈论的经典结果表明，相互背叛，而不是合作，是混合种群中PGG的纳什均衡，其中每个玩家都与所有其他人互动。在本文中，我们探讨了一个低信息的公共产品博弈的协同进化动力学网络中没有空间的限制，球员适应他们的环境，以增加个人的收益。玩家通过改变策略来适应，要么合作，要么背叛，并改变他们的社会关系。我们发现，即使参与者不知道其他参与者的策略和连通性，合作也可以出现并持续下去，尽管短期波动很大。
2016-09-18 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Drift reversal in asymmetric coevolutionary conflicts: Influence of microscopic processes and population size
有限种群中的协同进化动力学目前在化学催化、生物进化、社会经济系统等学科中得到了广泛的研究。这些系统的动态可以在演化博弈论的统一框架内进行表述。然而，当人口不是无限大时，哪种数学描述是适当的，这是不先验清楚的。而复制子方程方法描述了无限的人口规模限制的确定性微分方程，在有限的人口的动态是固有的随机性，这可能会导致新的影响。最近，一个明确的平均场描述的形式Fokker-Planck方程导出的频率依赖的选择在有限的人口的微观过程的基础上。在两个种群之间的不对称冲突与循环优势，有限大小依赖的漂移逆转被证明，这取决于潜在的微观过程的进化更新。循环动力学广泛出现在生物共同进化中，无论是在一个同质的群体内，还是在女性和男性的分离群体之间。文中给出了显式解析地址，并计算了频率相关Moran过程和不同两两比较过程的平均漂移。它明确地表明，漂移逆转不可能发生，如果该过程依赖于对个体之间的支付差异。此外，与平均收益的线性比较也不会导致向内部固定点的漂移。因此，非线性比较函数的频率依赖的莫兰过程，连同其使用的非局部信息通过平均支付，是该机制的重要组成部分。
2007-12-27 physics.soc-ph q-bio.PE q-bio.QM
Threshold cascade dynamics on coevolving networks
该研究通过阈值级联模型探究网络拓扑与社会复杂传染的共演化动力学，发现网络可塑性会抑制全局级联发生，并使级联规模与可塑性呈非单调依赖关系。
2023-06-15 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Coevolutionary dynamics of a variant of the cyclic Lotka-Volterra model with three-agent interactions
我们研究了具有三主体相互作用的循环洛特卡-沃尔泰拉模型的一个变体。该模型的灵感来自于石头剪刀布游戏的多人变化，它描述了一个理想的生态系统，在这个生态系统中，三个物种之间的循环竞争通过合作捕食而发展。它的速率方程在一个良好的混合环境中显示退化的Hopf分支，发生反应，涉及两个捕食者加一个猎物有相同的反应，涉及两个猎物加一个捕食者。我们估计的随机噪声的大小在分叉点，有限的尺寸效应变成中性稳定的轨道不规则发散的轨迹。特别是，我们比较分析预测的灭绝概率，来自福克-普朗克近似，与数值模拟的基础上的吉莱斯皮随机算法。然后，我们将相图的分析扩展到异质速率。在一个良好的混合环境中，我们观察到一个连续的退化的Hopf分支，推广上述之一。中性稳定性来自不同反应之间的复杂平衡。值得注意的是，在一个二维晶格上，所有的分叉消失的相互作用的空间局部性的结果。在本文的第二部分中，我们研究了移动性的影响，在一个格子集合种群模型与补丁托管多个代理。我们发现，战略传播沿臂旋转螺旋，因为他们通常在循环优势的模型。我们观察到的大波长的政权的传播不稳定性。我们还研究了三代理相互作用诱导非线性扩散。
2020-10-08 cond-mat.stat-mech nlin.AO 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
Eco-evolutionary dynamics with environmental feedback: cooperation in a changing world
生态进化博弈动力学是近年来研究的热点，它描述了策略与环境之间的相互作用和耦合演化。由于这种反馈环广泛存在于一系列共同进化系统中，如微生物系统、社会生态系统和心理经济系统，最近的模型框架揭示了社会困境的振荡动力学具有很大的实际应用潜力。在这篇前瞻性文章中，我们综述了进化博弈论在这一方向上的最新进展。我们描述了不同领域的数学方法和跨学科应用。值得进一步考虑的想法进行了讨论的前景，在不断变化的世界中促进合作的核心作用。
2020-08-17 physics.soc-ph
Evolution of cooperation is a robust outcome in the prisoner's dilemma on dynamic networks
进化博弈的动力学很大程度上依赖于底层网络。我们研究了共同进化的囚徒困境，在这个困境中，参与者改变了他们的局部网络和策略（即，合作或背叛）。这个问题越来越多地被许多研究人员所探讨。在主动链接动力学[J. M.帕切科等人，J. Theor 243，437（2006），J.M.帕切科等人，物理修订信函97，258103（2006）]，我们表明，合作得到了相当有力的加强。特别是，当参与者的收益被邻居的数量规范化时，合作就会发展;而在静态网络上的进化囚徒困境中，情况并非如此。
2011-01-24 physics.soc-ph
Coevolution of game and network structure: The temptation increases the cooperator density
大多数关于图上进化博弈的文献都假设了统计网络结构。然而，社会互动可以改变人与人之间的关系。社会结构的变化也会影响人们的策略。我们建立了一个囚徒困境博弈和网络结构的协同进化模型，研究现实世界中的动态交互。基于异步更新规则和蒙特卡罗模拟，我们发现，当玩家更愿意重新连接到更富有的链接，合作密度将增加。分析了其原因。
2009-01-19 physics.soc-ph
Cyclic dominance and biodiversity in well-mixed populations
协同进化动力学研究化学催化，生物进化，社会和经济系统。这些系统的动态可以在演化博弈论的统一框架内进行分析。在这封信中，我们表明，即使在混合有限的人口，其中的动态是固有的随机性，生物多样性是可能的三个循环的优势策略。我们展示了如何相互作用的演化动力学，离散的人口，和相互作用的性质影响共存的战略。我们计算一个临界人口规模以上的共存是可能的。
2008-01-10 physics.soc-ph q-bio.PE
Coupled dynamics of mobility and pattern formation in optional public goods games
在一个静态的环境中，选择性的参与和当地聚集的合作者被发现是有益的合作的发生和维持。在可选公共物品博弈中，不同策略的石头剪刀布循环产生振荡合作，但不是稳定合作。本文将人口密度和个体流动纳入空间选择公共物品博弈模型，研究了策略更新和逐利迁移的协同演化动力学。由于人口密度低，流动缓慢，很容易达到最佳合作水平。人口密度的增加和竞争主体自由流动的加速将抑制合作。理论分析表明，该模型中合作者频率的降低是由于不同主体之间的相互作用增加，而这种相互作用的增加可能源于集群规模的增大或随机运动的加速。
2012-12-03 cs.SI physics.soc-ph
The emergence of cooperation in public goods games on randomly growing dynamic networks
根据演化博弈理论，合作在公共物品博弈中会被搭便车者淘汰，但在自然界中，合作是普遍存在的。人工模型通过网络互惠机制解决了这一矛盾。然而，现有的研究只涉及预先存在的网络，而没有具体考虑它们的起源。此外，许多工作都集中在无标度网络上，因此假设了自然界中可能不存在的连接机制。我们提出了一个共同进化模型的公共物品游戏在网络中，增长随机附件，从小的创始人口的简单代理。该模型表明，在适度异质性的网络中出现了合作，无论最初的创始人的行为，以及缺乏更高的认知能力，如识别或记忆。因此，它可能说明了一个更普遍的机制，从早期起源的合作，在最低限度的认知有机体。这是第一个解释在不断增长的网络上的公共产品游戏合作的模型的例子。
2016-05-09 cs.GT nlin.AO physics.soc-ph
Adaptive networks: coevolution of disease and topology
自适应网络最近被引入复杂网络上的疾病传播的背景下。它们说明了网络拓扑和节点状态之间的相互作用。到目前为止，现有的模型进行了分析，使用低复杂度的分析形式主义，揭示了一些新的动力学特征。然而，目前的方法未能准确地再现疾病和底层网络拓扑结构的同时时间演变。在Gross等人的自适应SIS模型的框架中[Phys. Rev. Lett. 96，208701（2006）]，我们介绍了一个改进的房室形式主义能够成功地处理这个共同进化的任务。通过这种方法，我们分析了在初始阶段具有不同度分布的自适应网络上的动态元素（过程和结构）的相互作用和结果。
2010-09-10 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Enabling Imitation-Based Cooperation in Dynamic Social Networks
几十年来，自利代理之间合作的出现一直是多代理系统社区的一个关键问题。随着以网络为媒介的互动的重要性的增加，研究人员已经转移了注意力的影响，社交网络及其动态在促进或阻碍合作，得出各种上下文相关的结论。例如，一些理论和实验研究表明，在网络进化的时间尺度比率中存在阈值效应，之后将出现合作，而其他研究则对此提出异议，建议存在金发女孩区。在本文中，我们提供了一个进化博弈论框架，从自下而上的角度来理解共同进化过程--特别是合作者核心和缺陷者外围的出现--澄清了合作伙伴选择和模仿策略对促进合作行为的影响，而无需假设潜在的沟通或声誉机制。在这样做的过程中，我们提供了一个统一的框架来研究模仿为基础的合作，在动态社交网络，并表明，文献中的争议实际上可以共存，只要结果源于不同的同样有效的假设。
2022-02-08 cs.GT cs.MA math.DS
A robust way to speed up consensus via adaptive social networks
本文提出自适应网络上的投票者模型，证明一维稳定流形，并发现社会关系调整可显著缩短共识时间而不改变系统最终命运。
2023-12-11 math.DS physics.soc-ph
Opinion formation on dynamic networks: identifying conditions for the emergence of partisan echo chambers
现代政治互动的特点是强烈的党派性，对跨党派的信息共享和协议缺乏兴趣。目前尚不清楚这种党派回声室是如何产生的，以及它们如何与舆论形成共同演变。在这里，我们通过共同进化游戏的镜头探索这些结构的出现。在我们的模型中，一个人的收益是由他们的意见的大小，他们与社会邻居的一致程度以及拥有社会联系的好处共同决定的。每个人都可以同时调整他们的意见以及他们的社会关系的权重。我们提出并验证了党派回声室出现的条件，其特点是从有共识的有凝聚力的社区过渡到有分歧意见的分裂网络。此外，我们将我们的模型应用于美国众议院几十年来的投票记录，以了解近年来潜在的心理和社会因素对党派偏见的影响。我们的工作有助于阐明今天的分裂是如何形成的，以及如何在各种政治和社会问题上实现凝聚力和团结。
2018-07-03 cs.SI physics.soc-ph
General coevolution of topology and dynamics in networks
我们提出了一个一般的框架，在动力系统的共同进化的研究。这种现象是由两个相互作用的网络元素的动力学过程的共存：节点状态的变化和重新布线的节点之间的链接。重新布线的过程是根据两个基本动作来描述的：节点之间的断开连接和重新连接，两者都基于它们的状态比较机制。我们假设重新布线和节点状态改变的过程分别以概率Pr和Pc发生，彼此独立。协同进化系统的集体行为可以在参数空间（Pr，Pc）上刻画。作为一个应用，对于一个类似投票者的节点动力学，我们发现具有相似状态的节点之间的重新连接会导致网络分裂。在此空间上计算了具有不同性质的网络发生碎裂的临界边界。我们表明，协同进化模型对应于曲线在这个空间上描述的功能之间的关系Pr和Pc。一个大的域阶段和一个破碎的阶段在网络中的发生预测不同的模型，并发现与一些早期的结果协议。系统的集体行为也在断开和重接行为的参数空间上得到了刻画。在这个空间的一个区域中，我们发现了一种行为，在这种行为中，不同的节点状态可以在一个大型的连接网络上共存很长时间。
2011-09-05 cond-mat.stat-mech nlin.AO nlin.CG
Emergence of complex structures from nonlinear interactions and noise in coevolving networks
我们研究了非线性相互作用和噪声对协同进化动力学的联合影响。我们选择共同进化的选民模型作为这个问题的原型框架。通过数值模拟和解析近似，我们发现三个主要阶段，不同的绝对磁化强度和最大组件的大小：共识阶段，共存阶段，和动态碎裂阶段。更详细的分析揭示了这些阶段的内在差异，使我们能够进一步划分其中两个阶段。在共识阶段，我们可以区分弱共识或交替共识（在两个相反的共识状态之间切换）和强共识，其中系统在整个随机动力学实现过程中保持相同的状态。此外，弱共识阶段和强共识阶段随系统规模的变化而不同。强一致相存在于超线性相互作用中，它是唯一在热力学极限下存活的一致相。在共存阶段，我们区分一个完全混合的阶段（两个状态很好地混合在网络中）和一个结构化的共存阶段，连接节点在不同的状态（活动链接）的链接数量显着下降，由于形成两个同质社区的相反状态连接的几个链接。结构化共存阶段是一个例子，社区结构的出现不仅来自拓扑动力学，但共同进化。我们的数值观测支持的分析描述，使用对近似的方法和特设计算的共存和动态碎裂阶段之间的过渡。我们的工作表明，简单的互动规则，包括非线性，噪声和共同进化的联合效应，导致复杂的结构相关的社会系统的描述。
2020-04-14 nlin.AO physics.soc-ph
The Physics of News, Rumors, and Opinions
本文综述了运用统计物理学框架分析新闻、谣言与舆论在复杂信息生态系统中的传播与极化动力学，涵盖模型、实证及理论进展。
2025-10-16 nlin.AO physics.soc-ph
