CM Literacy Meeting - Presentazione di G. De Zan del libro: "Supercooperators"

Fiesole, Complexity Literacy Meeting 15/11/2014

G. De Zan - A. F. De Toni 1

Giovanni De ZanAlberto F. De ToniUniversità degli Studi di Udine

SuperCooperatori: Altruismo ed evoluzione, perché abbiamo bisogno l'uno dell'altro

Fiesole, 15 Novembre 2014

COMPLEXITY LITERACY MEETING

Università degli Studi di UdineDipartimento di Ingegneria Elettrica, Gestionale e Meccanica

AGENDA

In sintesi

Prigioniero del Dilemma

La meccanica della cooperazione

Conclusione

TEORIA DEI GIOCHI E DESTINO

3

Il destino mescola le carte e noi giochiamo.

Arthur Schopenhauer ,Parerga e paralipomena

Arthur Schopenhauer (1788 – 1860) filosofo e aforista tedesco

SUPERCOOPERATORI

4

Gli esseri umani sono scimmie egoiste. Noi siamo quelli che non riconoscono i bisogni degli altri: siamo egocentrici, mercenari, narcisisti. Pensiamo prima di tutto a noi stessi, e siamo motivati solo dal nostro interesse personale, che abbraccia fino all’ultimo ossicino del nostro corpo. Si dice che persino i nostri geni siano egoisti. Eppure la storia della biologia non si riduce alla sola competizione: in questa visione manca qualcosa di più profondo.

Martin Nowak e Roger Highfield

GLI AUTORI

5

Martin A. Nowak, Professore di Biologia e Matematica ad Harvard, Direttore del programma Evolutionary Dynamics.

Roger Highfield, autore, direttore di un museo e

giornalista scientifico.

IL DILEMMA DEL PRIGIONIERO

6

Due individui sospettati vengono arrestati e accusati di avercommesso un crimine. La polizia non ha prove sufficienti percondannare i sospettati a meno che uno di loro non confessi.I condannati sono tenuti in celle separate e vengonospiegate loro le conseguenze delle loro azioni.

Gioco proposto dal Professor Albert Tucker(maestro di John Nash) nel 1951



LE OPZIONI DEL PRIGIONIERO

7

A. Se nessuno dei due confessa entrambi sarannocondannati a 2 anni di reclusione.

B. Se entrambi confessano dovranno scontare 3 anni direclusione

C. Se uno confessa e l’altro no, chi ha confessato avrà soloun anno di reclusione mentre l’altro dovrà scontare unapena di 4 anni di reclusione.

Voi cosa fareste? Perché?

PRIGIONIERO DEL DILEMMA

8

Prigioniero 2

Confessare Non confessare

Prig

ioni

ero

1 Confessare -3 ; -3 -1 ; -4

Non confessare -4 ; -1 -2 ; -2

EQUILIBRIO DI NASH NEL DILEMMA DEL PRIGIONIERO

9

Prigioniero 2

ConfessareNon

confessare

Prigioniero 1Confessare -3 ; -3 -1 ; -4

Non confessare -4 ; -1 -2 ; -2

Strategia dominante

per P1

Strategia dominante

per P2

Entrambi scelgono di confessare, perché è la strategiamigliore che ciascun giocatore possa giocare, qualsiasisia la strategia dell'avversario.

CONFESSIONE

Tradire il partner, confessare, è considerata la strategia dominante in un gioco con questa matrice dei payoff.A prescindere da cosa fare il partner la cosa migliore è tradirlo.

STRATEGIA DOMINANTE

11

Una strategia si dice dominante se per ogni combinazione ammissibile di strategie degli altri giocatori, il payoff che il giocatore i riceve giocando tale strategia è superiore di quello che potrebbe ricevere giocando un’altra strategia.

(Gibbons, 1994)

AGENDA

In sintesi



Conclusione



CINQUE MECCANISMI PER COOPERARE

13

Nel corso degli anni ho esplorato il dilemma usando modelli informatici, matematica ed esperimenti per rivelare come la cooperazione possa evolversi, e come sia intessuta nella trama stessa del cosmo. Sono complessivamente cinque i meccanismi che conducono alla cooperazione.

(Nowak, p.19)

OCCHIO PER OCCHIO . . .

14

OCCHIO PER OCCHIO, DENTE PER DENTE: LA RECIPROCITA' DIRETTA

I VAMPIRI

15

Rientrando nelle loro tane dopo la caccia, i Vampiri condividono il sangue succhiato dalle loro prede con i pipistrelli che hanno avuto meno fortuna e che sono digiuni, rigurgitandolo.

Offrono il sangue più frequentemente a un loro simile che in precedenza li aveva nutriti.

Questa “strategia”, conosciuta popolarmente come tit for tat, è il primo meccanismo di emergenza della cooperazione e non è altro che la stipula di un contratto basata sul reciproco aiuto.

IL DILEMMA GIOCATO 2 VOLTE

16

Gioco 1 Prigioniero 2

Tradire Cooperare

Prigioniero 1Tradire -3 ; -3 -1 ; -4

Cooperare -4 ; -1 -2 ; -2

Gioco 2 Prigioniero 2

Tradire Cooperare


Cooperare -4 ; -1 -2 ; -2

-3 ; -3

Prigioniero 2

Tradire Cooperare


Cooperare -7 ; -4 -5 ; -5

STRATEGIE PER RISOLVERE IL DILEMMA

17

• Trigger Strategy: Coopera finché l'avversario non tradisce.

• Tit-for-Tat: Coopera al primo turno e poi ripeti l'ultima mossa dell'avversario.

• Win Stay Lose Shift: Se nell’ultimo turno abbiamo cooperato entrambi, io coopererò ancora una volta.Se abbiamo tradito entrambi, io coopererò.Se tu hai cooperato e io ho tradito, io tradirò ancora.Se tu hai tradito e io ho cooperato, io tradirò.

EMERGENZA DELLA COOPERAZIONE PER RECIPROCITA' DIRETTA

18

La reciprocità diretta può condurre all’evoluzione della cooperazione solo se la probabilità di un altro incontro fra gli stessi due individui supera il rapporto costi-benefici dell’atto altruistico.



QUESTIONE DI REPUTAZIONE

19

IL POTERE DELLA REPUTAZIONE:LA RECIPROCITA' INDIRETTA

IL DILEMMA GIOCATO FRA PIU' PERSONE

L'esperimento di Nowak:• Dilemma giocato più volte

• Scontri fra giocatori sempre diversi

• Ad ogni scontro ogni giocatore collaborativo viene valutato con un incremento della reputazione.

• L'esito di uno scontro è comunicato solo a un sottogruppo di persone della popolazione.

20

Emergenza della cooperazioneper discriminazione, cioè per capacità di distinguere frareputazioni buone o cattive.

L'EMERGENZA PER RECIPROCITA' INDIRETTA

21

L’evolversi (emergere) della cooperazione puòverificarsi se la probabilità di conoscere lareputazione di qualcuno è superiore al rapportocosti-benefici.

UN' ESEMPIO

22

SELEZIONE SPAZIALE

23

SELEZIONE SPAZIALE: RECIPROCITA' SPAZIALE

�IL BUON UMORE E' CONTAGIOSO

24

“noi siamo influenzabili anche dagli stati d’animo di amici dei nostri amici e di amici di amici dei nostri amici, persone separate da noi da vari gradi di separazione che non abbiamo mai conosciuto direttamente (1).” (Nowak, p. 253).

Le persone felici tendono a raggrupparsi insieme. Le persone collaborative tendono a raggrupparsi insieme.

(1) Scoperta nel mondo delle reti compiuta da Nicholas Chritakis della Harvard Medical School e di James Fowler dell’Università della California:



GIOCHI SPAZIALI: IL GIOCO DELLA VITA

25

IL GIOCO:Griglia di caselle (celle) che si estende all'infinito in tutte le direzioni; questa griglia è detta mondo.

Ogni cella ha 8 vicini, che sono le celle ad essa adiacenti.

Ogni cella può trovarsi in due stati: viva o morta.

Lo stato della griglia evolve in intervalli di tempo discreti. Tutte le celle del mondo vengono quindi aggiornate simultaneamente.

Le transizioni di stato dipendono unicamente dal numero di vicini vivi:• Una cella morta con esattamente 3 vicini

vivi nasce, diventando viva.• Una cella viva con 2 o 3 vicini vivi sopravvive;

altrimenti muore.

EMERGENZA DI CONFIGURAZIONI STABILI

26

Per la mia ricerca sul dilemma del prigioniero scelsi di avvalermi di un approccio simile...

(Nowak, p.80)

IL DILEMMA SPAZIALE

Cooperare Tradire

Cooperare 1 0

Tradire b 0

Ogni cella gioca contro le 8 celle vicine e lo stato al passofuturo è pari a quello dellacella vicina con più alto payoff.

27Fonte: Nowak, May (1992)

RISULTATI: b = 1.15

28

Cooperatore (C)

Traditore (T)C che fu T

T che fu C

Fonte: Nowak, May (1992)

RISULTATI: b = 1.55

29

Cooperatore (C)


T che fu C


RISULTATI: 1.75 < b < 1.8

30

Cooperatore (C)


T che fu C




RISULTATI: 1.8 < b < 2

31

Cooperatore (C)


T che fu C


L'EMRGERE DELLA COOPERAZIONE

32

THE GROWER


L'EMERGENZA PER SELEZIONE SPAZIALE

33

Gruppi di cooperatori possono prevalere anche seassediati da defezionisti.

GUERRE TRIBALI

34

�SELEZIONE DI GRUPPO: RECIPROCITA' TRIBALE

LO DICEVA DARWIN

35

Una tribù comprendente moltimembri […] che furono semprepronti ad aiutarsi l'un l'altro e a sacrificarsi per il bene comune,

sarebbe vittoriosa sulla maggiorparte delle altre tribù; e questa

sarebbe selezione naturale.

Darwin (1871)

L'EMERGENZA PER SELEZIONE DI GRUPPO

36

La selezione di gruppo permette l'evoluzione dellacooperazione, a condizione che il rapporto trabenefici e costi sia superiore di uno a quello tragrandezza del gruppo e numero di gruppi.



SELEZIONE DI PARENTELA

37

�NEPOTISMO: RECIPROCITA' PARENTALE

QUANTO SARESTI DISPOSTO A PAGARE PER SALVARE LA VITA A UN ALTRA PERSONA?

38

"sono pronto a sacrificare la mia vita per salvare due fratelli, oppure otto cugini."

John Burdon Haldane (1892 - 1964)è stato un biologo e genetista inglese

NUMERI ALLA MANO …

39

1/2 A

1/2

Padre

1/2

Figlio

1/2

A

1/2 A

1/2 A

1/4 A

1/8 A

1/4 A

1/2Nonno

Cugino

Zio

1/2

1/2

Fratello

REGOLA DI HAMILTON

40

Hamilton formalizzò matematicamente l'idea di Haldane.

William Donald Hamilton

Regola di Hamilton:

� ��

�

C = costo dell'atto altruisticoB = benefici dell'atto altruisticor = grado di relazione genetica

Se il costo di agire altruisticamente, diviso il beneficio g oduto dalricevente è inferiore al coeff. di rapporto di parentela (pr obabilità cheentrambi gli individui posseggano il gene), allora potrebb ero evolversigeni per cooperazione.

IL CITELLO DI BELDING

41

Rimane esposto al pericolo ed emette un allarme per mettere in salvo i propri parenti … e quindi i propri geni.

L'EMERGENZA PER SELEZIONE PARENTALE

42

La cooperazione emerge se il coefficiente diparentela supera il rapporto costi-benefici dell'attoaltruistico.



AGENDA

In sintesi



Conclusione

I 5 MECCANISMI IN SINTESI

44

Reciprocità diretta

Reciprocità indiretta

Reciprocità spaziale

Reciprocità tribale

Reciprocità parentale��

��

��

��

��

AGENDA

In sintesi



Conclusione

LA RECIPROCITA' DELLO SCAMBIO

46

Questo incontro è un'occasione di scambio di conoscenza . . . come da bambini scambiavamo le figurine!

Prof. Alberto F. De Toni

[email protected]

www.diegm.uniud.it/detoni/wordpress/

CONTATTI

47

Ing. Giovanni De Zan

[email protected]

DISCUSSIONE

48

La discussione è aperta …

Leadership & Management

CM Literacy Meeting - Presentazione di G. De Zan del libro: "Supercooperators"