Evolutionary Games in Complex Topologies: Interplay Between Structure and Dynamics

نمونه‌های زیادی از همکاری در طبیعت وجود دارد: سلول‌ها برای تشکیل بافت‌ها، اندام‌ها برای تشکیل موجودات زنده، و افراد برای پرورش فرزندان یا شکار با یکدیگر همکاری می‌کنند. با این حال، این که چرا همکاری در محیط‌های متخاصم پدیدار می‌شود و زنده می‌ماند، در حالی که فرار یک استراتژی کوتاه‌مدت بسیار سودمندتر است، سؤالی است که هنوز باز باقی می‌ماند. در طول چند سال گذشته، چندین توضیح ارائه شده است، از جمله انتخاب خویشاوند و گروه، مکانیسم های مجازات و شهرت، یا رفتار متقابل شبکه ای. این مورد آخر مرکز مطالعه حاضر خواهد بود.
این پایان نامه رابط بین ساختار زیربنایی یک جمعیت معین و نتیجه پویایی تعاونی که در بالای آن اتفاق می افتد (یعنی بازی معضل زندانی) را بررسی می کند. بخش اول این کار مورد تجزیه و تحلیل یک سیستم استاتیک است، که در آن الگوی اتصالات ثابت است، بنابراین در طول زمان تکامل نمی‌یابد. بخش دوم دو مدل را برای توپولوژی‌های در حال رشد توسعه می‌دهد که در آن رشد و پویایی در هم تنیده شده‌اند.

There are many examples of cooperation in Nature: cells cooperate to form tissues, organs cooperate to form living organisms, and individuals cooperate to raise their offspring or to hunt. However, why cooperation emerges and survives in hostile environments, when defecting would be a much more profitable short-term strategy, is a question that still remains open. During the past few years, several explanations have been proposed, including kin and group selection, punishment and reputation mechanisms, or network reciprocity. This last one will be the center of the present study.
The thesis explores the interface between the underlying structure of a given population and the outcome of the cooperative dynamics taking place on top of it, (namely, the Prisoner's Dilemma Game). The first part of this work analyzes the case of a static system, where the pattern of connections is fixed, so it does not evolve over time. The second part develops two models for growing topologies, where the growth and the dynamics are entangled.