促進(jìn)合作演化的相互作用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).pdf

1、廈門(mén)大學(xué)博士學(xué)位論文促進(jìn)合作演化的相互作用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)姓名：楊冬平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：@指導(dǎo)教師：張保平；帥建偉201109坡度夕和拓?fù)鋭?shì)U來(lái)刻畫(huà)BA無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)上個(gè)體的合作取向，即合作穩(wěn)定性。而阿波羅網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都分布在坡度和拓?fù)鋭?shì)較大值區(qū)域。(4)阿波羅網(wǎng)絡(luò)具有好的全局拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一一度骨架，我們證明了它是阿波羅網(wǎng)絡(luò)中合作可以蔓延的另一個(gè)重要因素。更重要的是，網(wǎng)絡(luò)度骨架在BA網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)合作中也發(fā)揮著重要的作用。在完全隨機(jī)無(wú)

2、標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)上隨機(jī)構(gòu)建一個(gè)度骨架，可以大大地提高其上的合作率，達(dá)到與BA無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)?shù)乃?。這說(shuō)明在無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中，度骨架在合作涌現(xiàn)和演化中起著關(guān)鍵的作用。至于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)下的合作演化，本文基于最簡(jiǎn)單的Moran生滅過(guò)程提出了自然選擇(包括繁殖選擇、死亡選擇)下合作與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的共演化動(dòng)力學(xué)模型，深入探討繁殖選擇和死亡選擇對(duì)合作演化的影響以及促進(jìn)合作的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。我們的結(jié)果總結(jié)如下：(1)只有繁殖選擇時(shí)，演化過(guò)程中個(gè)體之間保持完全隨機(jī)相連，

3、演化的合作率結(jié)果可以很好地用對(duì)近似方法來(lái)描述。我們發(fā)現(xiàn)促進(jìn)合作演化的根本機(jī)制在于父代與子代的連接，即親緣關(guān)系相互作用促進(jìn)合作演化。我們對(duì)此做了詳細(xì)分析和深入探討，分析結(jié)果也得到模擬的驗(yàn)證。(2)只有死亡選擇時(shí)，我們通過(guò)引進(jìn)自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一一合作k核一一來(lái)分析死亡選擇強(qiáng)度對(duì)共演化動(dòng)力學(xué)下的合作率及其相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響。死亡選擇強(qiáng)度可以將共演化動(dòng)力學(xué)劃分為三個(gè)區(qū)間：(a)平均場(chǎng)描述：在低死亡選擇強(qiáng)度下，個(gè)體之間保持隨機(jī)連接，而合作者可以獲得

4、更多的連接而提高群體合作率。(b)合作者聚集成團(tuán)簇甚至合作k核：在一定強(qiáng)度的死亡選擇下，合作者可以聚集在一起形成合作k核以支持合作者的生存。隨著強(qiáng)度的增強(qiáng)，合作者將獲得更多的合作鄰居，而合作k核中的合作者將連接得更緊湊，即向值更大。(C)合作k核的崩塌：合作k核外的合作者同樣重要，他們的存在可以保護(hù)合作k核，一旦死亡選擇強(qiáng)度過(guò)大致使合作k核外的合作者難以生存，合作k核就開(kāi)始發(fā)生崩塌。因此，合作k核的形成及其保護(hù)致使群體合作率達(dá)到最大值，