論文の概要: Integrating upstream and downstream reciprocity stabilizes cooperator-defector coexistence in N-player giving games

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04743v1
• Date: Fri, 05 Sep 2025 01:49:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.445792
• Title: Integrating upstream and downstream reciprocity stabilizes cooperator-defector coexistence in N-player giving games
• Title（参考訳）: 上流と下流の相互性の統合はN-プレイヤのコオペレーター-デフェクター共存を安定化させる
• Authors: Tatsuya Sasaki, Satoshi Uchida, Isamu Okada, Hitoshi Yamamoto, Yutaka Nakai,
• Abstract要約: 認知的制約やグループ規模の課題にもかかわらず、社会的な協力を含め、ペイ・イット・フォワード・チェーンとアセスメント・システムは共同で社会を維持することができることを示す。 この枠組みは、認知的制限やグループサイズの課題に拘わらず、社会的な協力を共同で維持する方法を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1381558444077822
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Human cooperation persists among strangers despite theoretical predictions of difficulties in large, well-mixed populations, leaving a fundamental evolutionary puzzle. While upstream (pay-it-forward: helping others because you were helped) and downstream (rewarding-reputation: helping those with good reputations) indirect reciprocity have been independently considered as solutions, their joint dynamics in multiplayer contexts remain unexplored. We study N-player giving games with benefit b and cost c and analyze evolutionary dynamics for three strategies: unconditional cooperation (X), unconditional defection (Y), and an integrated reciprocal strategy (Z) combining unconditional forwarding with reputation-based discrimination. We show that integrating upstream and downstream reciprocity can yield a globally asymptotically stable mixed equilibrium of unconditional defectors and integrated reciprocators whenever the benefit-to-cost ratio exceeds a threshold (b/c > 2). Counterintuitively, introducing small complexity costs, rather than destabilizing, stabilizes the equilibrium by preventing not only unconditional cooperators (viewed as second-order freeloaders) but also alternative conditional strategies from invading. While the equilibrium frequency of integrated reciprocators decreases with group size N, it remains positive for any finite N. Rather than requiring uniformity, our model reveals one pathway to stable cooperation through strategic diversity. Defectors serve as "evolutionary shields" preventing system collapse while integrated reciprocators flexibly combine open and discriminative responses. This framework demonstrates how pay-it-forward chains and reputation systems can jointly maintain social polymorphism including cooperation despite cognitive limitations and group size challenges, offering a potential evolutionary foundation for behavioral diversity in human societies.
• Abstract（参考訳）: 人類の協力は、大きな、よく混ざった集団の困難に関する理論的予測にもかかわらず、見知らぬ人々の間で持続し、根本的な進化のパズルを残している。 上流(あなたが助けられたため、他の人を助けます)と下流(良い評判を持つ人々を助けること)は、間接的な相互性は、独立してソリューションとみなされてきましたが、マルチプレイヤーのコンテキストにおける彼らの共同ダイナミクスは、まだ探索されていないままです。 非条件協調(X)、非条件欠陥(Y)、および非条件フォワードと評判に基づく識別を組み合わせた統合的相互戦略(Z)の3つの戦略について、N-プレイヤによるゲーム提供とコストcの分析を行った。 上流と下流の相互性の統合は、利益対コスト比がしきい値を超えると(b/c>2)、非条件の欠陥と統合された相互性器の漸近的に安定な混合平衡が得られることを示す。 対極的には、不安定化ではなく、小さな複雑さのコストを導入することは、非条件のコオペレータ(二階のフリーローダーと見なされる)だけでなく、代替条件の戦略の侵入を防ぐことで均衡を安定化させる。 統合的往復器の平衡周波数は、グループサイズ N で減少するが、一様性を必要とするのではなく、任意の有限 N に対して正である。 ディフェクターは「進化的シールド」としてシステム崩壊を防ぐ一方で、統合されたレシプロはオープンと差別的な応答を柔軟に組み合わせている。 この枠組みは、認知的制限やグループサイズの課題に拘わらず、社会的多型を共同で維持し、人間の社会における行動多様性の潜在的な進化基盤を提供する。

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