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自我质疑机制下公共物品博弈模型的相变特性
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O225[理学—运筹学与控制论;理学—数学]
  • 作者机构:[1]昆明理工大学数据科学研究中心,昆明650500, [2]昆明理工大学理学院,昆明650500, [3]中国科学院理论物理研究所、理论物理前沿重点实验室,北京100190, [4]中国科学院大学物理科学学院,北京100049
  • 相关基金:昆明理工大学引进人才科研启动基金项目(批准号:KKSY201607047); 国家自然科学基金(批准号:61573173)资助的课题
中文摘要:

公共物品博弈是研究群体相互作用的经典模型,广泛用于解释自私个体间合作的涌现和保持.本文从理论分析和蒙特卡罗模拟两个方面研究了二维正方格子上一个有偿惩罚机制下随自我质疑更新规则演化的公共物品博弈模型的相变特性.理论分析方面,将公共物品博弈模型转化为一个外场不为零的铁磁Ising模型.通过有效能量发现:不存在惩罚时,个体间的耦合强度为零,体系只有外场作用;存在惩罚时,个体间包含最近邻、次近邻和第三近邻相互作用且外场不为零.蒙特卡罗模拟方面,首先验证了理论分析的正确性,然后对公共物品博弈模型相关的一级相变和二级相变进行了有限尺度标度分析.研究发现:1)蒙特卡罗模拟所得结果与类Ising模型分析结果完全吻合;2)相比二维Ising模型,公共物品博弈的二级相变临界指数发生了变化;3)公共物品博弈的一级相变与二维Ising模型相同.

英文摘要:

The spatial public goods game is one of the most popular models for studying the emergence and maintenance of cooperation among selfish individuals. A public goods game with costly punishment and self-questioning updating mechanism is studied in this paper. The theoretical analysis and Monte Carlo simulation are involved to analyze this model. This game model can be transformed into Ising model with an external field by theoretical analysis. When the costly punishment exists, the effective Hamiltonian includes the nearest-, the next-nearest-and the third-nearestneighbor interactions and non-zero external field. The interactions are only determined by costly punishment. The sign of the interaction is always greater than zero, so it has the properties of ferromagnetic Ising. The external field is determined by the factor r of the public goods game, the fine F on each defector within the group, and the relevant punishment cost C. The Monte Carlo simulation results are consistent with the theoretical analysis results. In addition,the phase transitions and critical behaviors of the public goods game are also studied using the finite size scaling theory.The results show that the discontinuous phase transition has the same finite size effects as the two-dimensional Ising model, but the continuous phase transitions is inconsistent with Ising model.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876