Deutsche Übersetzung des Titels: Emergenz von Kooperation in evolutionären, sozialen Interaktionsnetzwerken

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Abstract

Cooperation is the cornerstone of life and human societies—its evolution is a perennial question. Evolutionary Game Theory models elucidated mechanisms promoting cooperation. However, they pay little attention to its emergence, operate with predefined states of defectors and cooperators, and presume defection as the natural state. Models need more realism. Here, I introduce ReCooDy, a model combining population dynamics, limited resources, dynamic networks, coevolution of nine parameters, and optional social dilemma interactions, all implemented in the Utopia framework, which allows performant, flexible, and reliable computer simulation. ReCooDy investigates the emergence of cooperation and defection in a generalized continuous public goods interaction that incorporates “true defection”—exploitative destruction for selfish benefits. I show that macroscopically classifying agents as selfish or selfless oversimplifies the intricacy of the emerging mesoscopic social dilemma. Simulations exhibit the emergence of cooperation, even for minute synergies if interacting is not crucial. For moderate synergy, agents evolve specializations that depend vitally on the interactions. Further, defection emerges naturally as a response to cooperation. ReCooDy exhibits recurrent dynamics patterns with history dependence and frequent strategy collapses through cascaded thresholds caused by Red Queen dynamics. Thus, simulations reveal ReCooDy's deterministically chaotic self-organized nature and the overall unintuitive phenomenology of more realistic social dynamics modeling.

Übersetzung des Abstracts (Deutsch)

Kooperation ist der Grundstein des Lebens und menschlicher Gesellschaften – ihre Evolution ist eine immerwährende Frage. Evolutionäre Spieltheorie-Modelle haben Mechanismen zur Verstärkung von Kooperation aufgezeigt. Sie berücksichtigen jedoch kaum die Emergenz von Kooperation, arbeiten mit vordefinierten „Defekteur" und „Kooperateur“ Zuständen und gehen davon aus, dass Defektion der natürliche Zustand sei. Modelle brauchen mehr Realismus. In dieser Arbeit stelle ich ReCooDy vor – ein Modell, das Populationsdynamik, begrenzte Ressourcen, dynamische Netzwerke, Koevolution von neun Parametern und optionale soziale Dilemmainteraktionen kombiniert. Es ist im Utopia-Framework implementiert, das performante, flexible und zuverlässige Computersimulation ermöglicht. ReCooDy untersucht die Entstehung von Kooperation und Defektion in einem verallgemeinerten, kontinuierlichen Öffentliche Güter Spiel, das „wahre Defektion“ beinhaltet – ausbeuterische Zerstörung für egoistische Vorteile. Ich zeige, dass die makroskopische Agentenklassifizierung als egoistisch oder selbstlos die Komplexität des entstehenden mesoskopischen sozialen Dilemmas zu sehr vereinfacht. Simulationen zeigen die Entstehung von Kooperation, selbst für geringe Synergien, solange Interaktionen nicht lebensnotwendig sind. Bei moderaten Synergien entwickeln Agenten Spezialisierungen, die entscheidend von Interaktionen abhängen. Defektion entsteht hierbei als natürliche Folge auf Kooperation. ReCooDy zeigt wiederkehrende, geschichtsabhängige dynamische Strukturen und häufige kaskadierte Strategiezusammenbrüche durch Überschreitung von Schwellenwerten, getrieben durch eine „Red Queen“-Dynamik. Damit zeigen Simulationen die deterministisch chaotische, selbstorganisierte Natur von ReCooDy und die insgesamt unintuitive Phänomenologie einer realistischeren Modellierung sozialer Dynamiken.