帶有網絡結構的資源分配復雜系統的物性研究.pdf

1、無論是自然還是人類系統中，都廣泛存在著各種形式的對有限資源的競爭與博弈。然而，為了便于理論分析，過去的研究往往只考慮博弈個體在全局相互作用下的情況，而實際上真實世界中的博弈個體只與其所在環(huán)境中的部分其他個體存在相互作用，即只存在局域博弈;更進一步，個體之間的博弈網絡結構也是值得考慮的。我們通過真人實驗與多代理模型研究了個體之間只能進行局域博弈的系統。
　　我們首先基于隨機網絡對博弈個體之間的競爭關系進行建模，考察了不同規(guī)模的局域博

2、弈對系統整體性質的影響。我們發(fā)現，即使系統中的個體只能參與局域競爭，整體的資源配置依然可以是高效的，并且，一定條件下局域博弈還可以提高系統的穩(wěn)定性。我們還發(fā)現在僅允許局域博弈的情況下，全局視野下系統會存在一些穩(wěn)定的套利機會，這啟發(fā)我們借鑒統計物理學中的熵增加原理去考察系統宏觀性質的演變。我們發(fā)現孤立真人系統中類熵量的增加源于構成系統的個體的適應性提升，而如果個體所參與局域博弈的大小受到限制，個體則會受到限制而不能發(fā)展出與環(huán)境復雜度相匹配

3、的適應性，這將妨礙系統整體向平衡態(tài)演化，而只能進入非平衡穩(wěn)態(tài)。另外，由此我們也能看出系統由不同單元構成時呈現出的不同特征:當系統由不具有適應性的個體構成時（自然系統中的許多情況，例如房間中氣體分子構成的系統），個體之間的相互作用促使系統從有序走向無序，熵不斷增加;而當系統由具有適應性的個體構成時（人類社會中存在許多這樣的情況，例如金融市場），個體之間的相互作用是在消除系統中的套利機會，使系統由可預測狀態(tài)演化到不可預測狀態(tài)，同樣體現為熵的