Evolutionary games on complex networks : the emergence and maintenance of cooperation

Abstract The object of game theory lies in the analysis of situations where different social actors have conflicting requirements and where their individual decisions will all influence the global outcome. In this framework, several games have been invented to capture the essence of various dilemmas encountered in many common important socio-economic situations. Even though these games often succeed in helping us understand human or animal behavior in interactive settings, some experiments have shown that people tend to cooperate with each other in situations for which classical game theory strongly recommends them to do the exact opposite. Several mechanisms have been invoked to try to explain the emergence of this unexpected cooperative attitude. Among them, repeated interaction, reputation, and belonging to a recognizable group have often been mentioned. However, the work of Nowak and May (1992) showed that the simple fact of arranging the players according to a spatial structure and only allowing them to interact with their immediate neighbors is sufficient to sustain a certain amount of cooperation even when the game is played anonymously and without repetition. Nowak and May's study and much of the following work was based on regular structures such as two-dimensional grids. Axelrod et al. (2002) showed that by randomizing the choice of neighbors, i.e. by actually giving up a strictly local geographical structure, cooperation can still emerge, provided that the interaction patterns remain stable in time. This is a first step towards a social network structure. However, following pioneering work by sociologists in the sixties such as that of Milgram (1967), in the last few years it has become apparent that many social and biological interaction networks, and even some technological networks, have particular, and partly unexpected, properties that set them apart from regular or random graphs. Among other things, they usually display broad degree distributions, and show small-world topological structure. Roughly speaking, a small-world graph is a network where any individual is relatively close, in terms of social ties, to any other individual, a property also found in random graphs but not in regular lattices. However, in contrast with random graphs, small-world networks also have a certain amount of local structure, as measured, for instance, by a quantity called the clustering coefficient. In the same vein, many real conflicting situations in economy and sociology are not well described neither by a fixed geographical position of the individuals in a regular lattice, nor by a random graph. Furthermore, it is a known fact that network structure can highly influence dynamical phenomena such as the way diseases spread across a population and ideas or information get transmitted. Therefore, in the last decade, research attention has naturally shifted from random and regular graphs towards better models of social interaction structures. The primary goal of this work is to discover whether or not the underlying graph structure of real social networks could give explanations as to why one finds higher levels of cooperation in populations of human beings or animals than what is prescribed by classical game theory. To meet this objective, I start by thoroughly studying a real scientific coauthorship network and showing how it differs from biological or technological networks using divers statistical measurements. Furthermore, I extract and describe its community structure taking into account the intensity of a collaboration. Finally, I investigate the temporal evolution of the network, from its inception to its state at the time of the study in 2006, suggesting also an effective view of it as opposed to a historical one. Thereafter, I combine evolutionary game theory with several network models along with the studied coauthorship network in order to highlight which specific network properties foster cooperation and shed some light on the various mechanisms responsible for the maintenance of this same cooperation. I point out the fact that, to resist defection, cooperators take advantage, whenever possible, of the degree-heterogeneity of social networks and their underlying community structure. Finally, I show that cooperation level and stability depend not only on the game played, but also on the evolutionary dynamic rules used and the individual payoff calculations. Synopsis Le but de la théorie des jeux réside dans l'analyse de situations dans lesquelles différents acteurs sociaux, avec des objectifs souvent conflictuels, doivent individuellement prendre des décisions qui influenceront toutes le résultat global. Dans ce cadre, plusieurs jeux ont été inventés afin de saisir l'essence de divers dilemmes rencontrés dans d'importantes situations socio-économiques. Bien que ces jeux nous permettent souvent de comprendre le comportement d'êtres humains ou d'animaux en interactions, des expériences ont montré que les individus ont parfois tendance à coopérer dans des situations pour lesquelles la théorie classique des jeux prescrit de faire le contraire. Plusieurs mécanismes ont été invoqués pour tenter d'expliquer l'émergence de ce comportement coopératif inattendu. Parmi ceux-ci, la répétition des interactions, la réputation ou encore l'appartenance à des groupes reconnaissables ont souvent été mentionnés. Toutefois, les travaux de Nowak et May (1992) ont montré que le simple fait de disposer les joueurs selon une structure spatiale en leur permettant d'interagir uniquement avec leurs voisins directs est suffisant pour maintenir un certain niveau de coopération même si le jeu est joué de manière anonyme et sans répétitions. L'étude de Nowak et May, ainsi qu'un nombre substantiel de travaux qui ont suivi, étaient basés sur des structures régulières telles que des grilles à deux dimensions. Axelrod et al. (2002) ont montré qu'en randomisant le choix des voisins, i.e. en abandonnant une localisation géographique stricte, la coopération peut malgré tout émerger, pour autant que les schémas d'interactions restent stables au cours du temps. Ceci est un premier pas en direction d'une structure de réseau social. Toutefois, suite aux travaux précurseurs de sociologues des années soixante, tels que ceux de Milgram (1967), il est devenu clair ces dernières années qu'une grande partie des réseaux d'interactions sociaux et biologiques, et même quelques réseaux technologiques, possèdent des propriétés particulières, et partiellement inattendues, qui les distinguent de graphes réguliers ou aléatoires. Entre autres, ils affichent en général une distribution du degré relativement large ainsi qu'une structure de "petit-monde". Grossièrement parlant, un graphe "petit-monde" est un réseau où tout individu se trouve relativement près de tout autre individu en termes de distance sociale, une propriété également présente dans les graphes aléatoires mais absente des grilles régulières. Par contre, les réseaux "petit-monde" ont, contrairement aux graphes aléatoires, une certaine structure de localité, mesurée par exemple par une quantité appelée le "coefficient de clustering". Dans le même esprit, plusieurs situations réelles de conflit en économie et sociologie ne sont pas bien décrites ni par des positions géographiquement fixes des individus en grilles régulières, ni par des graphes aléatoires. De plus, il est bien connu que la structure même d'un réseau peut passablement influencer des phénomènes dynamiques tels que la manière qu'a une maladie de se répandre à travers une population, ou encore la façon dont des idées ou une information s'y propagent. Ainsi, durant cette dernière décennie, l'attention de la recherche s'est tout naturellement déplacée des graphes aléatoires et réguliers vers de meilleurs modèles de structure d'interactions sociales. L'objectif principal de ce travail est de découvrir si la structure sous-jacente de graphe de vrais réseaux sociaux peut fournir des explications quant aux raisons pour lesquelles on trouve, chez certains groupes d'êtres humains ou d'animaux, des niveaux de coopération supérieurs à ce qui est prescrit par la théorie classique des jeux. Dans l'optique d'atteindre ce but, je commence par étudier un véritable réseau de collaborations scientifiques et, en utilisant diverses mesures statistiques, je mets en évidence la manière dont il diffère de réseaux biologiques ou technologiques. De plus, j'extrais et je décris sa structure de communautés en tenant compte de l'intensité d'une collaboration. Finalement, j'examine l'évolution temporelle du réseau depuis son origine jusqu'à son état en 2006, date à laquelle l'étude a été effectuée, en suggérant également une vue effective du réseau par opposition à une vue historique. Par la suite, je combine la théorie évolutionnaire des jeux avec des réseaux comprenant plusieurs modèles et le réseau de collaboration susmentionné, afin de déterminer les propriétés structurelles utiles à la promotion de la coopération et les mécanismes responsables du maintien de celle-ci. Je mets en évidence le fait que, pour ne pas succomber à la défection, les coopérateurs exploitent dans la mesure du possible l'hétérogénéité des réseaux sociaux en termes de degré ainsi que la structure de communautés sous-jacente de ces mêmes réseaux. Finalement, je montre que le niveau de coopération et sa stabilité dépendent non seulement du jeu joué, mais aussi des règles de la dynamique évolutionnaire utilisées et du calcul du bénéfice d'un individu.

Mobilités numériques. De l'usage à l'expérience utilisateur (UX) du monde.

Résumé La mobilité ne signifie plus uniquement se mouvoir d'un point à un autre ; il s'agit d'un concept lui-même en constante évolution, grâce au progrès technique et à l'innovation sociale notamment. Aujourd'hui, la recherche de la vitesse n'est plus le seul enjeu au coeur de nos préoccupations. Elle a été remplacée par un retour au voyage enrichi par l'expérience et ce quelle que soit sa durée. Cet enrichissement s'est principalement fait par le truchement des technologies de l'information et de la communication et peut prendre plusieurs formes liées aux problématiques contemporaines de la ville et du territoire. Citons comme exemple la valorisation du temps de déplacement, grâce à un meilleur accès à l'information (travail, réseaux sociaux, etc.) et à la recherche d'une plus grande cohérence entre l'acte de se mouvoir et l'environnement proche ou lointain. Cette « recontextualisation » du mouvement nous interpelle dans notre rapport à l'espace et nous donne également des pistes pour repenser le métier d'urbaniste de la ville intelligente. Abstract Mobility issues do not only involve the act of moving nowadays. The concept itself evolves continuously thanks to technological and social innovations. The main stakes do not focus anymore on improving speed, but on enriching the experience of travelling, even in the case of short trips. One of the main factors that fosters this evolution is the progressive adoption of information and communication technologies that help to reshape the issues of contemporary cities. For example, the quality of travel time has improved thanks to the ubiquitous accessibility to information, and by offering a better coherence between the trip and the immediate social environment. The "recontextualisation" of everyday activities (working, interacting, etc.) challenges the relationship individuals have with space and offers many clues in regard to the required skills that urban planners and designers of the smart city should possess.

Trois sortes d'altruisme et leur rapport à la morale

Nombreux sont les philosophes et psychologues qui voient en l'altruisme une des plus grandes vertus humaines. Certains en font même une composante nécessaire à la morale. Sachant cela, il est assez piquant de constater que les biologistes trouvent de l'altruisme dans le monde animal et que, plus récemment, il est également devenu un objet de recherche en économie. L'hétérogénéité des disciplines qui traitent de l'altruisme en ont fait une notion extrêmement complexe et difficile à saisir. L'objectif de cet article est d'explorer les différents sens donnés à cette notion et de comprendre le rôle qu'elle joue dans les débats propres aux sciences qui l'utilisent. Il s'agira également de réfléchir aux liens qu'entretiennent les diverses formes d'altruisme, entre elles d'une part, et avec la morale d'autre part.La première partie de l'article est consacrée à trois types de débats faisant usage de la notiond'altruisme. Nous verrons que chacun d'eux prend place dans le cadre d'une science ou d'un groupe de sciences différentes et que la signification de l'altruisme s'y adapte. Le premier débat a pour cadre la biologie et utilise la notion d'« altruisme biologique » ; il s'agit d'expliquer comment un comportement désavantageux du point de vue de la survie et de la reproduction a pu être sélectionné au fil de l'évolution. Le second débat a lieu au sein des sciences sociales (plus particulièrement en économie et anthropologie évolutionniste) et se centre sur la notion d'« altruisme comportemental » ; il s'agit de montrer que des personnes ordinaires ne se comportement souvent pas en maximisateurs rationnels de leur gains propres, comme le prédirait la théorie économique néoclassique. Le troisième débat repose sur la notion d'« altruisme psychologique » et engage particulièrement les philosophes, les psychologues mais également certains économistes et neuroscientifiques ; il s'agit de déterminer si les êtres humains sont capables d'agir en fonction de motivations dirigées vers le bien-être d'autrui. La seconde partie de l'article a pour objectif de mettre en relation ces trois formes d'altruisme ainsi que leur rapport avec la morale.

Définir la nouvelle économie sociale par les critères plutôt que par les statuts ? Une analyse théorique à partir des critères retenus en Suisse par APRÈS-GE

Les contours principalement admis pour définir le noyau dur de l'ESS, à savoir les formes juridiques, ne semblent plus être une condition suffisante pour garantir l'adhésion à l'ESS. Des entreprises ont émergé depuis les années 1990 se revendiquant de la filiation ESS (critères Emes). Mais la seule prise en compte des critères en matière de résultats suffit-elle à qualifier une entreprise de « sociale » au sens de l'ESS ? C'est dans ce contexte que nous poserons les termes du débat en nous focalisant sur le récent exemple de la Chambre de l'ESS en Suisse romande (APRÈS- GE) qui nous servira d'étude de cas, la filiation affichée de celle-ci étant celle de l'ESS selon une visée élargie aux critères. Nous présenterons l'enquête menée en 2010 par APRÈS-GE et les critères choisis (partie 1) avant d'évaluer le potentiel, les limites et les interprétations théoriques de cette approche originale (partie 2). Des pistes de collaboration concrète avec les collectivités locales seront évoquées en conclusion.

Male beach workers and western female tourists : livelihood strategies in Kenya's south coast region

Recent years have seen an emerging knowledge base and increasing public interest and awareness of sexual-economic relationships between local men and Western women, in different touristic regions around the world. However, to date, Western perspectives on the phenomenon make up the bulk of the existent literature. Questioning the dominant discourse of 'romance tourism' and representations of male participants as 'victims-opportunists', this dissertation explores male beach workers' experiences with, and perspectives on sexual-economic relationships between Kenyan men and visiting Western women in Kenya's South Coast region. The men were not considered in isolation; their experiences and perspectives are situated in relation to their family ties, social networks and the political economy of beach tourism. The study shows that locally these relationships are clearly understood as livelihood strategies for the visited. Men seek to establish long-term intimate relationships with female tourists as a means to accessing life's basic necessities for themselves and for their families and overall to improve their standards of living. It is argued that these relationships are a response to the poverty and inequalities generated by socio-economic changes over time. They are also a response to local gender role prescriptions that hinge male social value on men's capacity to marry, procreate and provide intergenerational social and economic support. The men's parallel quest for non-sexual economically motivated friendships with visiting foreign tourists termed "family friends" is a salient finding, that serves to reinforce the finding that the sexual- economic relationships are above all livelihood strategies. Résumé Ces dernières années ont vu l'émergence d'une base de connaissance, ainsi que d'un intérêt et d'une prise de conscience accrue du public, à l'égard des relations économico-sexuelles entre hommes locaux et femmes occidentales, dans différentes régions touristiques du monde. Cependant, à ce jour, des perspectives occidentales sur ce phénomène constituent l'essentiel de la littérature existante. En remettant en question le discours dominant du «romance tourism» (tourisme sentimental) et les représentations qui conçoivent les hommes participants comme étant 'victimes-opportunistes', cette thèse explore les expériences, et les visions qu'ont les travailleurs de plage sur les relations économico-sexuelles entre hommes Kenyans et femmes Occidentales dans la région de la côte sud du Kenya. Les hommes n'ont pas été considérés de manière isolée; leurs expériences et leurs perspectives sont situées par rapport à leur liens familiaux, leur réseaux sociaux et aussi par rapport à l'économie politique du tourisme balnéaire. L'étude montre que sur place ces relations sont clairement conçues comme des stratégies de survie pour les participants hôtes. Les hommes cherchent à établir des relations de long durée avec des femmes touristes comme moyen d'accéder à des biens et des services qui constituent des nécessités de bases, pour eux et pour leur familles et globalement pour relever leur niveau de vie! L'étude fait valoir que ces relations sont une réponse à la pauvreté et aux inégalités sociales crées par des dynamiques socio-économiques au fil du temps. Elles sont aussi une réponse au prescriptions sociales locales par lesquelles la valeur sociale masculine est définie à travers la capacité des hommes à se marier, à procréer et d'assurer un soutien intergénérationnel social et économique. La quête, en parallèle, de relations d'amitiés non-sexuelles à motivation économique, dénommé « family friends », par des hommes, est un résultat saillant de cette étude qui vient renforcer l'observation que les relations économico-sexuelles relèvent avant tout des stratégies de survie.