Живіть безтурботно в жорстокому світі для науки
Чи може у світі, де певні групи приймають систематичне агресивне ставлення, спільнота кооперативів вижити та нав'язати себе? ?
Однак що можна сказати про ситуації, коли тактика кожного з них незмінна, або через заспокійливе бажання, або через незнання статусу партнера? За допомогою комп’ютерного моделювання ми побачимо, що в певних геометричних конфігураціях взаємодії між громадами колективний інтерес може бути збережений і що кооперативні установки можуть домінувати.
Дивовижна співпраця
Дилема ув'язненого дає нам краще розуміння механізмів співпраці загалом, включаючи багато явищ, що спостерігаються психологами, соціологами, фахівцями з політичної та військової стратегії, економістами та теоретиками еволюції. Механізм, який штрафує або усуває агресивних людей, - це реагування стратегій давання і прийняття, які співпрацюють, якщо ви співпрацюєте, і які карають вашу агресивність, якщо ви намагаєтеся їх використати. З іншого боку, якщо ніхто не встигає зав'язати постійні стосунки зі своїми колегами та навчитися у них, давати-приймати та реагувати на стратегії того ж типу не мають відлякуючого ефекту. Тоді не стає очевидним, що виживуть лише ті, хто користується кожною можливістю отримати прибуток, хоч і суворою та безкомпромісною їх поведінкою? ?
Проаналізувавши наслідки „мереж громад”, ми спостерігатимемо, що існують інші механізми налагодження співпраці, відмінні від механізмів реактивної поведінки. Ці мережі моделюють біологічний, соціальний чи економічний світ, в якому мешкають сутності, які не мають можливості реагувати; і все ж там можливі стабільні режими співпраці, засновані на інших механізмах, які необхідно враховувати при аналізі створення та підтримки кооперативних біологічних, соціальних чи економічних систем. Наші моделювання проводились із використанням програмного забезпечення, розробленого Джеремі Бріффо в складі команди мультиагентних систем та поведінки Лабораторії фундаментальних обчислень Лілля cnrs .
У моделі мереж спільнот соціальний простір - це графік, вузли якого зайняті наборами індивідів, спільнот. Кожен вузол уподібнюється групі (село, країна, компанія, професійна категорія тощо), що володіє "культурою", що визначає поведінку її членів.
Кожен індивід взаємодіє з особами своєї спільноти (присутніми на одному вузлі) та з усіма особами, розміщеними на вузлах, пов’язаних із його власним. Під час цих взаємодій бали розподіляються за правилами, еквівалентними правилам дилеми ув'язненого: (1) Коли двоє співробітників, що співпрацюють, вступають у контакт, кожен з них бере 3 бали зі своєї зустрічі; (2) Коли дві агресивні особи контактують, кожен отримує по 1 балу; (3) Коли агресивний індивід зустрічає співпрацюючого, агресивний набирає 5 балів, а інший, який експлуатується, нічого не отримує. Коефіцієнт 5 іноді замінюється вищим коефіцієнтом, який сприяє агресивним особам.
Ця система дилемми в'язня відплата виправдовує вживання прикметників кооперативний та агресивний. Це не заохочує співпрацю, і набагато гірше, що з цими правилами агресивний індивід виграє більше очок, незалежно від того, з ким стикається людина: (а) якщо особа, з якою стикається, агресивна, агресивність дає 1 бал замість 0; (b) якщо особа, з якою стикаються, співпрацює, агресивність дає 5 балів замість 3.
Однак проблема є делікатнішою, ніж здається, оскільки виграти індивідуально на кожному засіданні шляхом агресивної поведінки коштує спільноті, до якої вона належить загалом: дійсно, ізольована спільнота співпрацюючих людей заробляє по 3 бали за кожну зустріч, тоді як ізольоване співтовариство агресивних індивідів отримує лише один бал за кожного і за зустріч. Агресія вигідна за умови, що вона не узагальнює і завжди є хороші груші. У нашій моделі цей антагонізм між особистими інтересами та колективними інтересами виникає, як тільки зустрічаються дві особи: кожна з них зацікавлена бути агресивною, але якщо обидві особи співпрацюють, вони разом заробляють 3 + 3 = 6 балів, що краще, ніж s 'вони обидва агресивні (1 + 1 = 2 бали), і навіть краще, ніж якщо один дозволяє експлуатувати іншого (0 + 5 = 5 балів).
Наступні покоління
Щоб оцінити наслідки поведінки, ми розглянемо динамічну еволюцію спільнот: кожен індивід підсумовує кількість балів, які він заробляє під час своїх зустрічей з членами своєї громади та суміжних громад. Його бали підраховані, кожна людина відтворює і має кількість нащадків, пропорційну середньому балу, який він набрав на своїх біржах (усередині громади та поза громадою). Якщо співпрацюючий особа зустрічає 10 інших і стикається з 20 агресивними особами, він виграє (10 × 3 + 20 × 0)/30 = 1 бал в середньому. Це відповідає, наприклад, одному нащадку.
Нащадки кожного індивіда розміщені на одному вузлі графіка і становлять друге покоління. Для розрахунків ми припускаємо, що загальна кількість особин у всіх вузлах графіка залишається незмінною від одного покоління до наступного, але це припущення є неважливим, оскільки має значення частка кооперантів та агресивних, частка, яка не залежить від загальної кількості присутніх осіб. Деталі розрахунків та правила округлення наведені на http://www.lifl.fr/SMAC/
Давайте розглянемо деякі варіації. (а) Всупереч правилам нашої моделі, люди могли б знати, з ким мають справу, до наради і відповідно коригувати свою реакцію. (б) Мутації під час переходу особи до її нащадків можуть відбуватися випадково. (c) Помилки у спілкуванні під час зустрічей можуть бути враховані. (г) Інші "персонажі", менш чіткі, ніж "кооперативні" та "агресивні", також заслуговують на вивчення. (e) Інші більш складні правила для розрахунку кількості нащадків були б цікаві для вивчення. І т.д. Однак розуміння простої моделі є важливим першим кроком перед проведенням експериментів на основі більш складних версій.
Отже, перше покоління зникає, замінене другим. Потім друге покоління знову включає цикл взаємодій - кожна особа зустрічається з усіма тими самими вузлами та всіма сусідніми вузлами, - що визначає після балансу взаємодій кількість третього покоління, яке замінює друге тощо.
Питання: хто з агресивних чи кооператив переможе, як і за яких обставин? Чи завжди ми доходимо до стабільної ситуації? Якими будуть властивості рівноваги, отриманої, коли вона є ?
Двосторонній конфлікт
У першому прикладі (див. Малюнок 2) дві спільноти A і B пов'язані між собою (графік із двома вузлами A і B), одна з яких складається з агресивних індивідів, інша - з співпрацюючих. Подумайте про дві ізольовані сусідні країни, перша має таку культуру, що її члени є агресивними та завжди виграють від взаємодії, тоді як інша виховує у своїх членів впевнене бачення, яке приводить до позиції систематичного та непохитного співробітництва.
Чисельне моделювання в такому випадку показує неминучу еволюцію: агресивне співтовариство швидко перемагає і знищує інше, "агресивна культура" поглинає "культуру співпраці". Отриманий світ працює досить погано, оскільки взаємодія між тими, хто вижив, є агресивною проти агресивної, що дає середній дохід 1 бал за взаємодію, тоді як кооперативна рівновага дає середній дохід 3 бали на людину та на зустріч.
Еволюція цього світу, за відсутності регуляторних повноважень або моральних спонукань, що зобов'язують ставити колективні інтереси попереду особистих, призводить до загального занепаду. Неконтрольована жадібність деяких людей змушує щедрий темперамент зникати, що в кінцевому підсумку завдає шкоди всім і веде до жорсткого та неефективного суспільства, арени постійної жорстокої боротьби.
Друга діаграма заспокоїть нас (див. Малюнок 3-1). Ми розглянемо графік, де три вузли A, C1, C2 знаходяться в одній лінії: A, пов'язана з C1, сама пов'язана з C2. Вузол А населений лише агресивними особинами, тоді як С1 і С2 зайняті співпрацюючими особами. Члени С1 експлуатуються членами А, але не членами С2, які не контактують з членами А і "захищені" членами С1.
Еволюція відбувається у два етапи: перший вузол А, користуючись перевагами особин С1, процвітає. Потім, коли особи C1 (експлуатовані працівниками A) втрачають половину своєї робочої сили, люди A страждають. Спільнота С2 отримує вигоду від ситуації, і після 20 поколінь лише особини С2 зберігаються: мешканці С2 продовжують отримувати добрі середні доходи завдяки своїм взаємодіям, які дозволяють їм процвітати, тоді як особини А, ізольовані, розривають один одного і зникають.
Давайте розглянемо, як інші конфігурації громад визначають долю їх жителів. Для конфігурації зірок, де центральна громада оточена низкою спільнот, пов’язаних лише з центральною громадою (див. Рисунки 3-2 та 3-3), коли центральна громада агресивна (а), вона ліквідує співпрацюючі громади; коли центральна спільнота є кооперативом (b) і принаймні одна інша спільнота співпрацює на гілці зірки, тоді ця, захищена, накладається і при стабілізації набагато більша за інші (що в деяких випадках зберігається як ембріони).
Випадковий графік
Однак світ ніколи не будується настільки регулярно; також ми вивчали, що відбувається, коли ми починаємо з випадкового графіка і розміщуємо агресивні або співпрацюючі спільноти навмання на його вузлах.
На малюнку 3-4 представлений приклад випадкового графіка з десяти вузлів та його еволюція. Кожен вузол спочатку зайнятий або спільнотою з 100 співпрацюючих осіб (зеленим кольором), або 100 агресивних осіб (оранжевим кольором). Всього 1000 осіб поділено на 5 співпрацюючих спільнот та 5 агресивних спільнот.
Агресивні особистості отримують мало балів від своїх внутрішніх взаємодій; з іншого боку, вони отримують багато балів від співпрацюючих сусідів, які вони безсоромно експлуатують. У другому поколінні кількість співпрацюючих громад зменшилась. Наприкінці семи поколінь уже немає жодної співпрацюючої особи, деякі агресивні спільноти, які скористалися кращими перевагами своїх сусідів, більші і залишаться такими, оскільки все стабілізується. Знову світ перетворився на систему узагальненої війни між людьми, які всі нещадно борються один проти одного.
З рисунка 3-5 видно, що попередній розвиток подій не є неминучим. Цього разу перемагають саме волонтери. Як і у випадку поєднання трьох спільнот або певних зірок, існування ізольованої співпрацюючої спільноти, а отже, і захищеної, визначає майже зникнення всіх агресивних спільнот. Щоб зрозуміти ці події, були необхідні інші експерименти.
Ми провели статистичне дослідження цього типу "світу" на сітчастому графіку з 100 вузлів: кожен вузол з'єднаний з вісьмома сусідами (горизонтальним, вертикальним, діагональним), краями, що стикаються (торовидна сітка). Спільноти випадково розміщуються на вузлах, змінюючи частку p вузлів, зайнятих співпрацюючими спільнотами.
Якщо початкова частка p співпрацюючих спільнот перевищує 80 відсотків, то в більш ніж 95 відсотках випадків в кінцевому підсумку залишаться практично лише кооператори: світ через кілька поколінь зближується до всесвіту загального співробітництва. Нижче 20 відсотків спочатку співпрацюючих громад, еволюція майже напевно веде до агресивного світу. В одному відсотку випробувань (р від 0,4 до 0,7) ми спостерігаємо змішану рівновагу, де співіснують співпрацюючі та агресивні спільноти.
За винятком цих змішаних рівноваг, загальна динаміка еволюції чітка: (а) області, де лише агресивні особини контактують, в’януть або не ростуть; (b) в районах, де зустрічаються два типи осіб, кооператори зникають на користь агресивних; (c) процвітають райони, де кооператори зустрічаються лише з кооперантами. Перша фаза еволюції - це гонка між агресорами із зон (b) та кооперантами із зон (c), якщо такі є. Однак незалежно від переваг, отриманих першими, якщо в зонах (c) є особи, вони в кінцевому підсумку нав'язують себе, і остаточна популяція складається в основному з співпрацюючих осіб, розташованих у зонах (c).). Звичайно, за відсутності зон типу (c) світ сходиться до загальної війни. Таким чином, критерій дає змогу передбачити еволюцію з обмеженим ризиком помилок: якщо існує захищений взаємодіючий вузол (тобто в контакті лише з взаємодіючими вузлами), то світ зблизиться до загального стану співпраці; інакше світ перетвориться на згубний стан загальної агресії.
Випадки еволюції до змішаних конфігурацій уникають цієї діаграми. Один з них, описаний на малюнку 4, виявляє несподівану складність, що дозволяє співіснувати в тонких умовах періодичної рівноваги двох типів спільнот, чисельність яких ніколи не стабілізується.
Ердес-Рені або Малий світ ?
У сітці кожен вузол пов’язаний з вісьмома сусідами (зв’язок 8), і ймовірно, що це значення зв’язку відіграє важливу роль. Отже, ми систематично генеруємо випадкові графіки, приклад яких та його висновки наведені на рисунку 5. Нещодавно багато робіт показали, що графіки, які ми зустрічаємо в реальному світі, рідко нагадують випадкові графіки Ердеса-Рені. Графіки реального світу, графіки залізничних зв'язків, графіки, що описують зв'язки між веб-сторінками, графіки соціальних мереж, загалом набагато більш контрастні: кількість з'єднань від одного вузла до іншого сильно різниться, що призводить, зокрема, до вузлів, під назвою "хаб", які централізують ряд посилань набагато вище, ніж середня підключеність графіка. Ці реальні графіки, що називаються Small World, мають певні хороші властивості: мала середня відстань між вузлами, стійкість до відмов тощо. Природно задаватися питанням про їх здатність створювати баланси в кооперативі.
Експерименти дають чіткий результат: для даної кількості вузлів і зв'язків між вузлами та однакової початкової частки співпрацюючих спільнот еволюція на графіку типу Малого Світу частіше призводить до ситуації генералізованої агресії, ніж на графіку Ердеса-Рені . Причиною є, безперечно, те, що структура Малого світу сприяє пануванню агресивних спільнот і підриває існування захищених взаємодіючих вузлів: соціальні явища (такі як швидке розповсюдження інформації) сприяють існуванню домінуючих центрів., Але вони заважають поява та підтримка ефективних рівноваг, які виникають і процвітають, лише якщо певні вузли знаходяться в певній ізоляції.
Розглянуті тут мережі спільнот через свою простоту не дають змоги моделювати утворення між собою замкнутих і ворожих груп (видів тварин, сект, ворожих країн тощо), що мають важливе значення як у живому, так і в соціальному світі .
Для моделювання динаміки цих груп один метод полягає у визначенні двох (або більше) видів осіб, здатних розпізнавати один одного: А та Б. А співпрацюють з А та систематично атакують Б. Б співпрацюють з B та атакують A. Починаючи із випадкової конфігурації A та B, розміщеної на сітці, ми бачимо формування кооперуючих груп, що складаються лише з A та кооперуючих груп, що складаються лише з B. Ці групи, звичайно, жорстоко борються проти своїх кордонів, створюючи опустелені райони.
Ця поява співпраці "за солідарністю груп" (нещодавно досліджена Д. Грушкою та Й. Генріхом) додається до виникнення співпраці, що виникає в результаті реактивних стратегій типу "дай-і-прийми", та до появи співпраці завдяки явища, які висвітлює модель мереж громад.
Таким чином, комп’ютерні експерименти допомагають виявити і зрозуміти багато колективних механізмів, театром яких є групи людей живого, соціального та економічного світів, і детальне з’ясування яких не може обійтися без моделювання, проведеного завдяки масивним розрахункам, які сьогоднішній день комп’ютери дозволяють.