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狂热者驯服空间石头剪刀布游戏中的振荡

物理与社会 2016-07-18 v1 统计力学 生物物理 种群与进化

摘要

石头剪刀布游戏是生物多样性的范式模型,其应用范围从微生物种群到人类社会。然而研究表明,流动性会通过促进螺旋波的形成而危及生物多样性,特别是在缺乏竞争玩家总数守恒律的情况下。首先,我们表明即使存在此类守恒律,如果方形晶格的少量连接被随机重连,流动性仍然会危及空间石头剪刀布游戏中的生物多样性。其次,我们表明狂热者(zealots)在抑制由流动性和/或相互作用随机性引起的振荡幅度方面非常有效,无论后者是淬火还是退火的。即使极小比例的狂热者也能带来显著益处,而在 5% 的占据率下,狂热者实际上消除了所有振荡,无论流动性强度如何,也无论相互作用结构中随机性的类型和强度如何。有趣的是,通过退火随机性,狂热者的影响在定性上与流动性相同,这凸显了快速扩散不一定破坏物种共存,且狂热行为有助于恢复稳定的平均场解。我们的结果强化了狂热者在循环优势模型中的重要作用,并揭示了结构化种群中迷人的演化结果,这是这种不妥协行为的独特后果。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.04269,
  title  = {Zealots tame oscillations in the spatial rock-paper-scissors game},
  author = {Attila Szolnoki and Matjaz Perc},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.04269},
  year   = {2016}
}

备注

6 two-column pages, 4 figures; accepted for publication in Physical Review E