中科院研究團隊對社會(huì )“困境問(wèn)題”進(jìn)行有效建模，通過(guò)數據分析證明“合作”的重要性

通過(guò)搭建數據模型，研究團隊實(shí)現了對現實(shí)博弈問(wèn)題的有效分析。

近日，中科院西安光學(xué)精密機械研究所研究員李學(xué)龍及其合作團隊，在數據驅動(dòng)的行為決策研究方面取得一定成果，研究成果在線(xiàn)發(fā)表在PNAS上。

在社會(huì )、經(jīng)濟、科技和軍事等問(wèn)題中，我們常常會(huì )看見(jiàn)國家間的博弈與沖突、貿易談判與貿易制裁、網(wǎng)絡(luò )攻擊、科技競爭、群體對抗等情況，這些問(wèn)題統稱(chēng)為困境問(wèn)題，這些問(wèn)題往往很難找到合理、有效的解決辦法，給人們帶來(lái)許多的困惑和無(wú)奈。

于是科學(xué)家就想通過(guò)系統建模、結構化數據處理等方式來(lái)嘗試解決這種類(lèi)型的問(wèn)題，基于個(gè)體通過(guò)互相合作可以解決困境問(wèn)題這一現實(shí)經(jīng)驗，科學(xué)家需要找出如何在競爭激烈的環(huán)境下維持穩定的群體合作的方法，于是數理科學(xué)家、信息學(xué)家、生物學(xué)家分別從合作動(dòng)力學(xué)、合作優(yōu)化、合作演化等角度開(kāi)始積極對問(wèn)題進(jìn)行研究。

在這里的實(shí)驗中，研究人員借用博弈框架設計了混合群體（也稱(chēng)非網(wǎng)絡(luò )群體，即每個(gè)個(gè)體可以和所有個(gè)體等概率的進(jìn)行博弈，因此個(gè)體相互作用網(wǎng)無(wú)固定的拓撲）和網(wǎng)絡(luò )群體（即個(gè)體相互作用的搭檔是固定的，呈現特定的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構）兩種行為決策環(huán)境，并邀請300多名志愿者參加匿名實(shí)驗。每名參與者可以選擇合作、非合作兩種策略。隨后研究人員將其反復進(jìn)行博弈以產(chǎn)生行為決策的數據結構化，并對其進(jìn)行分析。

結果表明，相比于混合群體，網(wǎng)絡(luò )群體能夠有效地促使處于劣勢的合作者聚集成團簇（如圖），從而維持穩定的合作水平，使群體獲得較高的收益。這一現象被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )互惠。

接著(zhù)，研究人員進(jìn)一步將懲罰作為第三種策略引入網(wǎng)絡(luò )群體，結果表明，這種新的策略選擇將會(huì )在一定程度上破壞已形成的合作團簇，從而降低網(wǎng)絡(luò )互惠的功效。

于是，通過(guò)數據分析，研究人員證明了：在解決面臨的困境問(wèn)題時(shí)，雙方應以合作、協(xié)商的方式找到解決問(wèn)題的途徑，而慎用懲罰手段，才能有效維護社會(huì )的和諧、穩定和健康發(fā)展。

這一研究成果為解決社會(huì )、科技和軍事問(wèn)題（如網(wǎng)絡(luò )暴力頻發(fā)、交通擁堵令人擔憂(yōu)、教育資源日趨緊張、無(wú)人系統混亂等）提供了一定的科學(xué)依據。這也是國內第一次通過(guò)行為實(shí)驗證實(shí)網(wǎng)絡(luò )互惠對解決社會(huì )與技術(shù)困境問(wèn)題可提供可行的幫助。

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