Еволюція мемів
Анотація
В роботі розглянуто еволюцію популяції особин, кожна з яких спочатку має певну кількість стратегій, пам'ять яких не перевищує глибини 2. На кожному етапі еволюції всі особини випадковим чином вступають попарно в конкурентну боротьбу. Випадкова пара особин при взаємодії проводить змагання між парами всіх своїх випадково обраних стратегій. Ці стратегії попарно вступають у змагання відповідно до ітерованої дилеми в'язнів. У такій боротьбі стратегії набирають очки еволюційних переваг відповідно заданої матриці виплат. Виграє стратегія, яка набрала найбільшу кількість очок. Для нівелювання значення першого ходу дві стратегії вступають в таку гру двічі. Спочатку гру починає одна стратегія, в другій грі починає інша стратегія. Виграш визначається за результатом цих двох ігор. Після проведення такого змагання стратегія однієї особини, яка виграла, замінює відповідну стратегію, яка програла, іншої особини. Таким чином, між особинами відбувається обмін більш "процвітаючими" стратегіями з втратою тих, хто програв. Проведена еволюція популяції таких особин до етапу встановлення стаціонарного стану особин популяції. Під час еволюції встановлені закономірності зміни основних властивостей стратегій середньої особини. Показано, що в процесі еволюції агресивність особини зростає, прагнучи до максимального значення. Кількість стратегій особини зменшується, досягаючи деякого стаціонарного значення. Стаціонарний набір стратегій особини складають стратегії максимальної пам'яті та складності з деякою кількістю примітивних стратегій. Складність і глибина пам'яті стратегій особини виявляються еволюційно вигідними. Кількість примітивних стратегій у особини в стаціонарі залежить від їх початкового розподілу по особинам. У роботі розглянуті два початкових розподіли: один відповідає рівноймовірності будь-якої стратегії при розподілі по особинам, другий відповідає рівноймовірному вибору за глибиною пам'яті стратегій. Різноманітність стратегій в процесі еволюції зменшується значно, складаючи лише малу частину присутніх в популяції початкових стратегій.
Завантаження
Посилання
/Посилання
M. A. Nowak, and R. M.May, "Evolutionary games and spatial chaos",Nature, vol. 359, no. 6398, pp. 826–29, 1992. https://doi.org/10.1038/359826a0
R. Axelrod, The evolution of cooperation. New York: Basic Books, 1984. http://www.eleutera.org/wp-content/uploads/2015/07/The-Evolution-of-Cooperation.pdf
M. A. Nowak and R. Highfield, SuperCooperators: Altruism, Evolution, and Why We Need Each Other to Succeed. New York: Free Press, 2012. https://www.amazon.com/SuperCooperators-Altruism-Evolution-Other-Succeed/dp/1451626630
G. Szab’o and C. Hauert, "Evolutionary prisoner’s dilemma games with voluntary participation",Phys. Rev. E., vol. 66, no. 062903, 2002. https://doi.org/10.1103/physreve.66.062903
C. Hauert, A. Traulsen, H. Brandt, M.A. Nowak, and K. Sigmund, "Via freedom to coercion: The emergence of costly punishment",Science, vol. 316, no. 5833, pp. 1905–7, 2007. https://dx.doi.org/10.1126%2Fscience.1141588
A. Traulsen and J. C. Claussen, "Similarity based cooperation and spatial segregation",Phys. Rev. E., vol. 70, no. 046128, 2004. https://doi.org/10.1126/science.1141588
A. Szolnoki and G. Szab’o, "Cooperation enhanced by inhomogeneous activity of teaching for evolutionary prisoner’s dilemma games",EPL, vol. 77, no. 30004, 2007. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.710.7492&rep=rep1&type=pdf
M. Perc and A. Szolnoki, "Social diversity and promotion of cooperation in the spatial prisoner’s dilemma game",Phys. Rev. E., vol. 77, no. 011904, 2008. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.77.011904
H. X. Yang, W. X. Wang, Z. X. Wu, Y. C. Lai, and B. H. Wang, "Diversity-optimized cooperation on complex networks",Phys. Rev. E., vol. 79, no. 056107, 2009. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.79.056107
J. M. Pacheco, A. Traulsen, and M. A. Nowak, "Coevolution of strategy and structure in complex networks with dynamical linking",Phys. Rev. Lett., vol. 97, no. 258103, 2006. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.97.258103
H. Ohtsuki, M. A. Nowak, and J. M. Pacheco, "Breaking the symmetry between interaction and replacement in evolutionary dynamics on graphs",Phys. Rev. Lett., vol. 98, no. 108106, 2007. . https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.98.108106
S. Meloni, A. Buscarino, L. Fortuna, M. Frasca, J. G’omez-Garde’nes, V. Latora, and Y. Moreno, "Effects of mobility in a population of prisoner’s dilemma players",Phys. Rev. E., vol. 79, no. 067101, 2009. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.79.067101
L. L. Jiang, W. X. Wang, Y. C. Lai, and B. H. Wang, "Role of adaptive migration in promoting cooperation in spatial games",Phys. Rev. E., vol 81, no. 036108, pp 1–6, 2010. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.81.036108
F. Fu and M. A. Nowak, "Global migration can lead to stronger spatial selection than local migration",J. Stat. Phys., vol. 151. pp. 637–53, 2013. https://projects.iq.harvard.edu/files/ped/files/jstatphys13_0.pdf
F. Fu, C. E. Tarnita, N. A. Christakis, L. Wang, D. G. Rand, and M. A. Nowak, "Evolution of in-group favoritism",Sci. Rep., vol. 2, no. 460, 2012. https://www.nature.com/articles/srep00460
Z. Wang, A. Szolnoki, and M. Perc, "Optimal interdependence between networks for the evolution of cooperation",Sci. Rep., vol. 3, no. 2470, 2013. . https://www.nature.com/articles/srep02470
V. M. Kuklin, A. V. Priymak, and V. V. Yanovsky, "The influence of memory on the evolution of populations," Visnik of the Kharkiv National University named after V. N. Karazin, series "Mathematical Modelling. Information technology. Automation of the control system", vol. 29, pp. 41–66, 2016. [in Russian] https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/6557/6065
V. V. Yanovsky, A. V. Priymak, and V. M. Kuklin, "Memory and evolution of communities," Visnik of the Kharkiv National University named after V. N. Karazin, series "Mathematical Modelling. Information technology. Automation of the control system", vol. 35, pp. 38–60, 2017. [in Russian] https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/9841/9365
V. V. Yanovsky and A. V. Priymak, "Evolution of strategy communities with sources available," Visnik of the Kharkiv National University named after V. N. Karazin, series "Mathematical Modelling. Information technology. Automation of the control system", vol. 36, pp. 68–84, 2017. [in Russian] https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/10098/9626
V. V. Porichansky, A. V. Priymak, and V. V. Yanovsky, "Alternative evolution of strategies with memory," Visnik of the Kharkiv National University named after V. N. Karazin, series "Mathematical Modelling. Information technology. Automation of the control system", vol. 44, pp. 74–87, 2019. [in Russian] . https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/15775/14613
Brandt H., Hauert C., Sigmund K. Punishment and reputation in spatial public goods games. Proc. R. Soc. Lond. B. 2003. Vol. 270. Issue 1519. P. 1099–1104. https://doi.org/10.1098/rspb.2003.2336
Nowak M.A., May R.M. Evolutionary games and spatial chaos. Nature. 1992. Vol. 359. Issue 6398. P. 826–829. https://doi.org/10.1038/359826a0
Axelrod R. The evolution of cooperation. New York: Basic Books, 1984. 223 p. http://www.eleutera.org/wp-content/uploads/2015/07/The-Evolution-of-Cooperation.pdf
Nowak M. A., Highfield R. SuperCooperators: Altruism, Evolution, and Why We Need Each Other to Succeed. New York: Free Press, 2012. 352 p. https://www.amazon.com/SuperCooperators-Altruism-Evolution-Other-Succeed/dp/1451626630
Szab’o G., Hauert C. Evolutionary prisoner’s dilemma games with voluntary participation. Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. Issue 6 (062903). P. 1–4. https://doi.org/10.1103/physreve.66.062903
Hauert C., Traulsen A., Brandt H., Nowak M. A., Sigmund K. Via freedom to coercion: The emergence of costly punishment. Science. 2007. Vol. 316. Issue 5833. P. 1905–1907. https://dx.doi.org/10.1126%2Fscience.1141588
Traulsen A., Claussen J. C. Similarity based cooperation and spatial segregation. Phys. Rev. E. 2004. Vol. 70. Issue 4 (046128). P. 1–8. https://doi.org/10.1126/science.1141588
Szolnoki A., Szab’o G. Cooperation enhanced by inhomogeneous activity of teaching for evolutionary prisoner’s dilemma games. EPL. 2007. Vol. 77 (30004). P 1–5. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.710.7492&rep=rep1&type=pdf
Perc M., Szolnoki A. Social diversity and promotion of cooperation in the spatial prisoner’s dilemma game. Phys. Rev. E. 2008. Vol. 77. Issue 1 (011904). P. 1–5. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.77.011904
Yang H. X., Wang W. X., Wu Z. X., Lai Y. C., Wang B. H. Diversity-optimized cooperation on complex networks. Phys. Rev. E. 2009. Vol. 79. Issue 5 (056107). P. 1–7. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.79.056107
Pacheco J. M., Traulsen A., Nowak M. A. Coevolution of strategy and structure in complex networks with dynamical linking. Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 97. Issue 25 (258103). P. 1–4. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.97.258103
Ohtsuki H., Nowak M. A., Pacheco J. M. Breaking the symmetry between interaction and replacement in evolutionary dynamics on graphs. Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 98. Issue 10 (108106). P. 1–8. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.98.108106
Meloni S., Buscarino A., Fortuna L., Frasca M., G’omez-Garde’nes J., Latora V., Moreno Y. Effects of mobility in a population of prisoner’s dilemma players. Phys. Rev. E. 2009. Vol. 79. Issue 6 (067101). P. 1–4. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.79.067101
Jiang L. L., Wang W. X., Lai Y. C., Wang B. H. Role of adaptive migration in promoting cooperation in spatial games. Phys. Rev. E. 2010. Vol 81. Issue 3 (036108). P. 1–6. https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.81.036108
Fu F., Nowak M. A. Global migration can lead to stronger spatial selection than local migration. J. Stat. Phys. 2013. Vol. 151. P. 637–653. https://projects.iq.harvard.edu/files/ped/files/jstatphys13_0.pdf
Fu F., Tarnita C. E., Christakis N. A., Wang L., Rand D. G., Nowak M. A. Evolution of in-group favoritism. Sci. Rep. 2012. Vol. 2. Issue 460. https://www.nature.com/articles/srep00460
Wang Z., Szolnoki A., Perc M. Optimal interdependence between networks for the evolution of cooperation. Sci. Rep. 2013. Vol. 3. Issue 2470. P. 1–7. https://www.nature.com/articles/srep02470
Куклин В. М., Приймак А. В., Яновский В. В. Влияние памяти на эволюцию популяций. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління». 2016. Вып. 29. С. 41–66 https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/6557/6065
Яновский В. В, Приймак А. В., Куклин В. М. Память и эволюция сообществ. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління». 2017. Вып. 35. С. 38–60. https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/9841/9365
Яновский В. В., Приймак А. В. Эволюция сообществ стратегий при наличии источников. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління». 2017. Вып. 36. С. 68–84. https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/10098/9626
Поричанский В. В., Приймак А. В., Яновский В. В. Альтернативная эволюция стратегий с памятью. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління». 2019. Вып. 44. С. 74–87. https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/15775/14613
