近年來,復(fù)雜系統(tǒng)中大量個(gè)體的集體行為在社會(huì)學(xué)、生物學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注。在這些集體行為中,合作涌現(xiàn)和自組織斑圖的研究尤為矚目。本論文基于演化博弈和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究了自私個(gè)體間的合作行為和相互競爭物種間的自組織斑圖。此外,我們還研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的意見動(dòng)力學(xué)和信譽(yù)評價(jià)系統(tǒng)。本論文分為三個(gè)部分。首先,基于生態(tài)演化博弈,我們從以下三方面研究了生態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的自組織斑圖和物種多樣性：1、在“石頭-剪刀-布”博弈中,當(dāng)中心小區(qū)域引入周期注入不同物種的個(gè)體時(shí)我們觀察到靶波涌現(xiàn)。這種周期注入的物種個(gè)體（周期節(jié)律）首先在中心形成靶波,隨后傳播至整個(gè)空間。在演化過程中,處于隨機(jī)初始狀態(tài)的體系在周期節(jié)律的驅(qū)動(dòng)下,逐漸被高度有序的靶波所占據(jù)。此時(shí),中心注入局部區(qū)域和整個(gè)體系全局區(qū)域的物種個(gè)體所占比率隨時(shí)間出現(xiàn)周期振蕩；根據(jù)局部振蕩周期和全局振蕩周期之間的關(guān)系,靶波形成可以有三種不同的模式：兩個(gè)區(qū)域的周期振蕩同步,間歇同步以及非同步。2、如果沒有周期注入而是初始狀態(tài)時(shí)三物種的個(gè)體規(guī)則分布在體系中,我們觀察到由物種個(gè)體構(gòu)成的自組織斑圖,包括單臂螺旋波、多臂螺旋波、同向-反向螺旋波對。這些斑圖的形成與初始的三物種個(gè)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

(左圖)生活在美國加州的雄性斑點(diǎn)蜘蝎，依據(jù)其喉嚨部位的顏色依次

蝎的活動(dòng)范圍最大，藍(lán)喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎次之，黃喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)蜘蝎的活動(dòng)范圍最小。三亞種雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎競爭雌性配偶的策略相互循環(huán)制約，形成“石頭一剪刀一布”博弈。在這個(gè)循環(huán)博弈中，如圖1.2(a)，橙喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎武力爭奪藍(lán)喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎的雌性配偶(石頭抑制剪刀);藍(lán)喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎武力捍衛(wèi)自己的雌性配偶不受黃喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)蜘蝎襲擾(剪刀抑制布);由于橙喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎領(lǐng)地太大，顧此失彼，黃喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎得以偷偷摸摸地溜到?jīng)]有設(shè)防的領(lǐng)地，找到雌晰蝎成功交配(布抑制石頭)。這種雄性個(gè)體間繁殖策略的“石頭一剪刀一布”博弈直接導(dǎo)致了各亞種的種群數(shù)量呈現(xiàn)周期振蕩，如圖1.2偽)。B.Sinervo等人發(fā)現(xiàn)，各亞種的種群數(shù)量在1990一1995六年間呈現(xiàn)周期振蕩:當(dāng)藍(lán)喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎的數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢時(shí)，橙喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)蜘蝎的數(shù)量增加，從而抑制藍(lán)喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢;隨后橙喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎占據(jù)優(yōu)勢，黃喉雄性側(cè)邊斑點(diǎn)晰蝎的數(shù)量增加

(kca一燦5). (1.3)不動(dòng)點(diǎn)a*二k注+ks+kek注+k刀+無ee一蔽會(huì)知石(另一不動(dòng)點(diǎn)為(0，0，0)沒有實(shí)際意義，故舍去)。完全均勻混合體系如圖1.4所示。在數(shù)值模擬中，在N個(gè)體構(gòu)成的體系中每一時(shí)間步隨機(jī)選擇兩個(gè)體發(fā)生式1.1的反應(yīng)。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于N時(shí)有可能出現(xiàn)一個(gè)物種滅絕，隨后另一物種也滅絕，最終體系只剩下一個(gè)物種。等待時(shí)間越長，滅絕概率越大，當(dāng)t趨于無窮大的時(shí)候，滅絕概率趨于1。確定性的平均場方法只能描述完全均勻混合體系中“石頭一剪刀一布”博弈演化的初始階段，即t<<N;由于噪聲漲落的作用，隨著時(shí)間的推移，t>>N時(shí)


本文編號：3244567