聖塔非研究所

演化博弈中的對稱性與集體波動

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午02:06

摘要 我們認為隨機演化博弈的作用是作為涉及演化與發展相互作用的過程子集的通用模型。我們感興趣的是博弈從策略解釋到演化解釋的轉變如何創造了使用博弈模型來解釋經驗現象的機會,以及經驗應用所提出的問題。困難包括博弈結構的可識別性和統計推論中模型錯誤指定的限制,以及在試圖推導群體遺傳學內關聯動態時熟悉的矩閉合和模型一致性問題。演化博弈模型包含重要現象的例子,例如多層次選擇和多尺度動態的…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #272
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們認為隨機演化博弈的作用是作為涉及演化與發展相互作用的過程子集的通用模型。我們感興趣的是博弈從策略解釋到演化解釋的轉變如何創造了使用博弈模型來解釋經驗現象的機會,以及經驗應用所提出的問題。困難包括博弈結構的可識別性和統計推論中模型錯誤指定的限制,以及在試圖推導群體遺傳學內關聯動態時熟悉的矩閉合和模型一致性問題。演化博弈模型包含重要現象的例子,例如多層次選擇和多尺度動態的出現,因此需要知道這些現像是否可以透過從人口資料中針對錯誤指定的錯誤進行統計上可行的推論來暗示,以及它們是否可以在一致的封閉假設內進行計算。在這篇綜述中,我們提供了一個演化博弈的表述,其動機是統計力學中有效理論的概念。有效的理論是完全定義但近似隨機模型的等價類,每個等價類的穩健屬性通常編碼在其對問題對稱群的表示中。我們展示了對稱性和對稱性破缺(透過有序總體狀態表示對稱群的變化)的定性處理如何區分新興多尺度動力學的主要類別,以及如何將這些識別為由少量假設所帶來的系統的穩健屬性。然後,我們從 Freidlin 和 Wentzell 的方法中推導出隨機進化博弈的生成函數,並使用這些計算逃逸率和吸引力盆地之間種群軌蹟的大偏差公式、極限循環上種群的擴散動態以及對包容性適應性的大波動校正,這些校正導致種群水平上的最佳擬合模型與智能體所經歷的交互模型系統性地不同,即使在無限種群下也是如此。我們展示瞭如何使用 Freidlin-Wentzell 理論將集體波動效應系統地納入模型估計和模型聚合演算法中,這為解決博弈有效理論概念的普遍性分類和論證問題提供了工具。來自戰略和演化博弈論以及更一般的演化動力學的許多不同結果,在對稱性和集體波動機制方面被賦予了一個統一的框架。我們展示了勢的概念如何以一種新的形式出現,作為隨機過程中對稱性的表示和動力學的調節器,與平衡熱力學的能量勢具有數學和直觀的關係。我們將基因型分解為基因,並將關聯映射到進化動力學從正常形式到廣泛形式博弈的轉換,並恢復了發展中上位性與種群動態相關性的數學對應。最後,透過使用擴展形式的博弈來考慮個體發生時間內的重複交互,我們展示了演化動力學如何為協調問題提供建設性的解決方案,而協調問題一直是戰略博弈論民間定理的主題。