利用 PDE 模型探索阿尔法饱和惩罚的文化多层选择演化
摘要
两种用于研究合作行为演化的机制是：1）阿尔法饱和惩罚，即合作个体支付额外成本来惩罚不合作行为；2）多层选择，即群体间竞争有助于抵消个体层面对作弊的激励。Boyd、Gintis、Bowles 和 Richerson 曾使用文化演化的仿真模型表明，阿尔法饱和惩罚与两两群体级竞争可以协同作用，以促进合作，即使单独的两种机制都无法实现。本文提出一种基于 Boyd 等人方法的 PDE 模型，用于多层选择，模型中以基于个体收益的复制方程描述个体层面的出生-死亡竞争，并以基于竞争群体平均收益差异的两两冲突描述群体层面的竞争。基于现有的频率无关群体级竞争的多层选择 PDE 模型，我们运用分析和数值技术来理解个体收益和平均收益的形式如何影响群体结构化人口中维持阿尔法饱和惩罚的长期能力。我们发现，与现有多层选择 PDE 模型的行为存在若干有趣差异，包括：本新模型可出现阿尔法饱和惩罚强度与长期集体收益之间非单调关系。展望而来，我们的 PDE 框架可作为连接和比较跨越进化生物学和人类学文献中不同多层选择方法的途径。
引用
@article{arxiv.2405.18419,
title = {Exploring the Evolution of Altruistic Punishment with a PDE Model of Cultural Multilevel Selection},
author = {Daniel B. Cooney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.18419},
year = {2024}
}
备注
87 pages, 18 figures; v2: Updated version of Section 5 with corrected versions of Figures 5.1 and 5.5, as well as new subsection and figure added to describe multilevel dynamics for Tullock contest function; v3: incorporated analytical results and conjectures for multilevel selection with pairwise group-level competition with two strategies (described in Section 4.2 and applied in Section 6.1)