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1、1 进化博弈进化博弈 Evolutionary Games 第第13章章 Chapter 13 Slide 2 进化博弈进化博弈 Evolutionary Games 目前为止我们学过了具有多种不同特征的博弈：目前为止我们学过了具有多种不同特征的博弈： We have so far studied games with many different features: ?同时和序贯博弈同时和序贯博弈 Simultaneous and sequential moves ?零和与非零和博弈零和与非零和博弈 Zero-sum and non-zero-sum payoffs ?操纵未来博弈规则的策略
2、性行动操纵未来博弈规则的策略性行动 Strategic moves to manipulate rules of games to come ?一次性和重复博弈一次性和重复博弈 One-shot and repeated play ?许多人同时进行的集体博弈许多人同时进行的集体博弈 Games of collective action in which a large number of people play simultaneously 2 Slide 3 进化博弈进化博弈 Evolutionary Games 所有这些博弈中的参与者都是所有这些博弈中的参与者都是理性的理性的：每个参 与者
3、 ：每个参 与者 All the players in all these games are rational: each player ?具有内在一致的价值体系具有内在一致的价值体系 has an internally consistent value system ?能够计算其策略选择的后果能够计算其策略选择的后果 can calculate the consequences of her strategic choices ?作出最符合其利益的选择作出最符合其利益的选择 makes choice that best favors her interests Slide 4 进化博弈进化
4、博弈 Evolutionary Games 对理性可能的替代方法可以从生物学的进化和进化动 力学中找到，在那里 对理性可能的替代方法可以从生物学的进化和进化动 力学中找到，在那里 One possible alternative to rationality can be found in the biological theory of evolution and evolutionary dynamics, where ?好的策略可以得到更多的奖励好的策略可以得到更多的奖励 good strategies will be rewarded with higher payoffs ?参与者可
5、以观察或模仿成功者并试验新的策略参与者可以观察或模仿成功者并试验新的策略 players can observe or imitate success and experiment with new strategies ?随着参与者在参加博弈中获得经验，好的策略将会得到 更经常的使用，坏的策略得到更少的使用。 随着参与者在参加博弈中获得经验，好的策略将会得到 更经常的使用，坏的策略得到更少的使用。 good strategies will be used more often and bad strategies less often, as players gain experience
6、playing the game. 3 Slide 5 内容提要内容提要 Outline *框架框架 The framework （*重点或难点）重点或难点） *囚徒困境囚徒困境 Prisoners dilemma 小鸡小鸡 Chicken 保证博弈保证博弈 The assurance game *不同物种间作用不同物种间作用 Interactions across species 鹰鸽博弈鹰鸽博弈 The hawk-dove game *种群中有三种表现型种群中有三种表现型 Three Phenotypes in the Population 一般理论一般理论 Some General Th
7、eory 群体博弈（略）群体博弈（略） Playing the field 合作与利他的进化合作与利他的进化 Slide 6 框架框架 The Framework 生物学中的进化过程提供了社会科学家使用的 博弈论的平行物。 生物学中的进化过程提供了社会科学家使用的 博弈论的平行物。 The process of evolution in biology offers a parallel to the theory of games used by social scientists. 这一理论建立在三个基本原则上：这一理论建立在三个基本原则上： This theory rests on th
8、ree fundamentals: ?异质性异质性 Heterogeneity ?适应性适应性 Fitness ?选择选择 Selection 4 Slide 7 框架框架 The Framework 动物行为的相当一部分是由物种决定的；一个或多个 基因的联合体（ 动物行为的相当一部分是由物种决定的；一个或多个 基因的联合体（基因型基因型）支配着某一特定的行为模式 （称为行为 ）支配着某一特定的行为模式 （称为行为表现型表现型）。）。 A significant part of animal behavior is generically determined; a complex of on
9、e or more genes (genotype) governs a particular pattern of behavior, called a behavior phenotype. 例子例子 Examples ?鸟翅膀的空气动力学特征鸟翅膀的空气动力学特征 Aerodynamic characteristics of a birds wings ?好斗或者合作的行为好斗或者合作的行为 Aggressive or cooperative behavior ?筑巢的位置筑巢的位置 Locations of nesting sites Slide 8 框架框架 The Framewor
10、k 自然界基因库的多样性保证了种群当中表现型 的异质性。 自然界基因库的多样性保证了种群当中表现型 的异质性。 Natural diversity of the gene pool ensures a heterogeneity of phenotypes in the population. 某些行为比其他行为更适合于当前环境，一种 表现型的成功可以用 某些行为比其他行为更适合于当前环境，一种 表现型的成功可以用适应性适应性来定量测量。来定量测量。 Some behaviors are better suited than others to the prevailing condition
11、s, and the success of a phenotype is given a quantitative measure called its fitness. 5 Slide 9 框架框架 The Framework 更加适应的表现型在下一代中就会比更不适应 的表现型数量更多。 更加适应的表现型在下一代中就会比更不适应 的表现型数量更多。 The fitter phenotypes then become relatively more numerous in the next generation than the less fit phenotypes. 这一这一选择选择过程就
12、是一个改变基因型和表现型的 比例并最终导致稳定状态的动态过程。 过程就是一个改变基因型和表现型的 比例并最终导致稳定状态的动态过程。 This process of selection is the dynamic that changes the mix of genotypes and phenotypes and perhaps leads eventually to a stable state. Slide 10 框架框架 The Framework 不时的，偶然因素导致新的基因不时的，偶然因素导致新的基因变异变异。 From time to time, chance produce
13、s new genetic mutations. 许多这样的突变产生的行为（表现型）都不适应环境，逐 渐消失。 许多这样的突变产生的行为（表现型）都不适应环境，逐 渐消失。 Many of these mutations produce behavior (that is, phenotypes) that are ill suited to the environment, and they die out. 偶尔地，变异导致的新的表现型更加适应环境。这样的变 异基因就能够成功地 偶尔地，变异导致的新的表现型更加适应环境。这样的变 异基因就能够成功地侵入侵入种群，即扩展成为群体的重要部 分。
14、 种群，即扩展成为群体的重要部 分。 But occasionally a mutation leads to a new phenotype that is fitter. Then such a mutant gene can successfully invade a population that is, spread to become a significant proportion of the population. 6 Slide 11 框架框架 The Framework 如果一个群体不能被任何变异侵入， 生物学家就将这一群 体的构成及其当前的表现型称为 如果一个群体不能被
15、任何变异侵入， 生物学家就将这一群 体的构成及其当前的表现型称为进化稳定的进化稳定的。 Biologists call a configuration of a population and its current phenotypes evolutionary stable if the population cannot be invaded successfully by any mutant. 这是一个静态的检验；通常应用的是一个更加动态的标准： 一个构成是进化稳定的，如果它是从群体的任意给定的表 现型构成开始的、动态选择过程的极限结果。 这是一个静态的检验；通常应用的是一个更加动态的
16、标准： 一个构成是进化稳定的，如果它是从群体的任意给定的表 现型构成开始的、动态选择过程的极限结果。 This is a static test; but often a more dynamic criterion is applied: a configuration is evolutionary stable if it is the limiting outcome of the dynamic of selection, starting from any arbitrary mixture of phenotypes in the population. Slide 12 框架框架 The Framework 一种表现型的适应性取决于个别生物体与环境的关系。一种表现型的适应性取决于个别生物体与环境的关系。 The fitness of a phenotype depends on the relationship of the individual organism to its environment. 它还取决于存
