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近年来,演化动力学研究已经涵盖到多个研究领域,具有重大的理论价值和广阔的应用前景。演化博弈论,作为研究演化动力学的数学工具,已经被成功地应用于研究利他行为的演化、生物多样性的维持、语言的形成和传播、以及传染病和癌症的出现和发展。利他行为在自然界以及人类社会中广泛存在。更为重要的是,个体间的利他行为是生命、经济和社会等系统在演化过程中产生更高层次组织形式的必要条件。然而根据达尔文“适者生存,不适者被淘汰”的自然选择理论,个体的自私行为将会被自然所选择,而利他行为会被淘汰。为了解释利他行为这一演化谜题,本文应用演化博弈论这一数学框架,并适时结合复杂网络理论来研究种群中利他行为的演化动力学。所得到的主要结果如下: 首先,研究了个体基于社会影响策略切换的结构种群演化动力学。这种基于社会影响的策略更新规则促进了合作在结构种群中的涌现和维持。进一步地,本文研究了合作和背叛两种策略关于代价收益比率和噪音的完全相图,发现了两种策略之间一些独特的相变特性。为验证以上仿真结果,使用了基于对估计的理论方法。此外,还定量刻画了合作者团簇在系统达到均衡状态时所表现出的时空特征,表明了在社会影响作用下合作者团簇在二维网格上独特的自组织模式。最后,通过研究两种典型合作者团簇结构的存活概率表明了社会影响对于合作演化的有益作用。 其次,研究了基于声望的双向选择机制的共演化动力学。这种基于声望的双向选择机制极大地促进了合作在这种共演化动力学中的涌现和维持。特别地,存在一个最优的声望容忍度最利于合作的演化。此外还简要研究了个体声望的记忆效应。另外,还研究了基于期望的团体选择机制的共演化动力学,并发现了合作随个体期望所表现出的最优合作水平效应。进一步地,还研究了策略动力学的时间尺度与基于期望的团体选择机制的时间尺度之比对于合作演化的作用,生成的博弈关系网络拓扑性质以及一个拓展的共演化模型。 再次,提出了一种图上且具有迁徙效应的摄动方法。这种方法有效预测了网络拓扑上的任意博弈类型在弱选择情况下的演化结果。利用这一方法,研究了图的空穴率和个体的迁徙率对于最后通牒博弈中公平演化动力学的影响。仿真及解析结果表明随着空穴率或者迁徙率的增加,种群的提议水平会减少而接受水平会上升。有趣的是,当空穴率或者迁徙率超过一个临界值的时候,自然选择甚至利于自不相容策略的演化。 最后,研究了两种资源配置方案,即随机资源配置和自适应资源配置,对于公平演化动力学的影响。结果表明无论是随机资源配置方案还是自适应资源配置方案均可以促进公平的演化。进一步地,自适应资源配置方案甚至可以促进公平社会规范的演化。此外,还利用最小最后通牒博弈分析了随机资源配置方案以及自适应资源配置方案促进公平演化的机理。进一步研究表明以上结论对于多种条件,包括交互网络、策略更新方式、噪音、学习误差等,均鲁棒。