基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體交互與合作行為研究.pdf

1、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)作為研究復(fù)雜系統(tǒng)的一門(mén)交叉學(xué)科，涉及數(shù)學(xué)、物理、生物、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)科學(xué)等諸多領(lǐng)域。幾乎所有復(fù)雜系統(tǒng)都可以抽象成由相互作用個(gè)體組成的網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、航空網(wǎng)、電力網(wǎng)及生物分子網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)系統(tǒng)等。除此之外，人類社會(huì)本身就是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。因此復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究不僅對(duì)人類的工作生活有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)了解自然界和人類社會(huì)的演化規(guī)律也有著深遠(yuǎn)的科學(xué)意義。
　　復(fù)雜系統(tǒng)之所以復(fù)雜，不僅在于其規(guī)模大，而且在于其中個(gè)體的耦合作用使得系統(tǒng)

2、的動(dòng)力學(xué)行為與宏觀性質(zhì)非常復(fù)雜。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究關(guān)注個(gè)體間的微觀作用導(dǎo)致的系統(tǒng)宏觀性質(zhì)，把系統(tǒng)作為一個(gè)整體研究，從而能預(yù)測(cè)復(fù)雜系統(tǒng)的宏觀行為?，F(xiàn)實(shí)中很多復(fù)雜系統(tǒng)以人為載體或者由人的行為驅(qū)動(dòng)，比如社交網(wǎng)絡(luò)和金融系統(tǒng)。因此研究人的行為特性，以及人的交互作用和行為特性對(duì)系統(tǒng)的影響具有重要的意義。本文從社會(huì)交互在系統(tǒng)中的作用的角度研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的合作演化和人類行為動(dòng)力學(xué)。
　　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的公共品演化博弈，個(gè)體通過(guò)參與多群體博弈，與多個(gè)個(gè)體產(chǎn)

3、生交互，并通過(guò)策略學(xué)習(xí)的方式影響彼此的行為。本文主要研究了社會(huì)差異性導(dǎo)致的收益的非均勻分配對(duì)公共品演化博弈的影響。我們考慮BA無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)上收益非均勻分配時(shí)，整體合作行為的演化。發(fā)現(xiàn)度大的個(gè)體獲得適當(dāng)多的收益時(shí)，網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最高的合作水平，此時(shí)相當(dāng)于加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度的異質(zhì)性，度大節(jié)點(diǎn)的策略容易影響周圍的小度節(jié)點(diǎn)，形成穩(wěn)定的合作簇，進(jìn)而促進(jìn)合作的形成。在收益率比較低時(shí)，度小的個(gè)體獲得較多收益時(shí)也能比平均分配時(shí)促進(jìn)合作，此時(shí)小度個(gè)體起著hub節(jié)

4、點(diǎn)的作用。
　　在關(guān)于人類行為動(dòng)力學(xué)的研究中，本文主要關(guān)注人類行為時(shí)空統(tǒng)計(jì)特性中的非泊松性，其中，發(fā)現(xiàn)最廣泛、形式最簡(jiǎn)單而最具典型性的是冪律分布，但是我們注意到其中很多分布近似冪律分布但是有偏離，用雙模分布來(lái)描述更合適。本文基于人類日?；顒?dòng)中無(wú)時(shí)無(wú)處不在的人與人之間的相互作用，提出了一個(gè)極簡(jiǎn)單的人類動(dòng)力學(xué)模型，不同于主流的任務(wù)隊(duì)列理論，也不包含任何的興趣、周期、節(jié)律等機(jī)制，從一個(gè)全新的方向來(lái)研究人類行為非泊松性出現(xiàn)的機(jī)制。這個(gè)簡(jiǎn)單

5、的模型再現(xiàn)了幾乎所有在實(shí)證中觀測(cè)到的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，包括指數(shù)分布、冪律分布、雙峰分布等等。這個(gè)模型還將任務(wù)隊(duì)列理論和間斷平衡理論這兩類冪律分布產(chǎn)生的機(jī)制聯(lián)系起來(lái)，揭示了自組織臨界性在人類行為無(wú)標(biāo)度特性產(chǎn)生中的作用。這個(gè)模型在個(gè)體層面上也觀察到時(shí)間上的非泊松性，個(gè)體相互作用在改變系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的同時(shí)也影響到個(gè)體行為統(tǒng)計(jì)特性。同時(shí)還對(duì)比研究了各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力學(xué)過(guò)程和系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)社會(huì)交互變?nèi)跻约熬W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特性