2004/09/16
「子供の社会行動に関する進化ゲーム論的アプローチ」
間接互恵性の成立
ー進化シミュレーションを用いた選別的利他戦略の
検討ー
北海道大学大学院文学研究科
行動システム科学講座 博士後期課程
真島 理恵
1
社会にはなぜ利他行動が存在するのか?
利他行動:犠牲を払って他者に利益を与える行動
e. g., 知り合い同士での助け合い、見知らぬ人への親切…
人間社会は、様々な種類の助け合いによって成り
立っている。しかし・・・
利他行動は、自分自身の利益にはならない、少な
くとも短期的には非合理的な行動
なぜこのような行動が存在するの
か?
2
社会にはなぜ利他行動が存在するのか?
利他行動:犠牲を払って他者に利益を与える行動
愛他動機による説明:
人々は、生まれつき(もしくは教育により)愛他
的動機をもっている
しかし、なぜそうした動機があるのか?は説明できない
本研究の立場:利他行動に対し、適応論的観点から
の説明を試みる
利他行動が、短期的には損になるが
長期的にみると自らの利益になる(利他行
動が適応的になる)仕組みが存在する
3
利他行動を適応的にする仕組み
長期的な2者関係におけるTFT(しっぺ返し)戦略
(Axelrod, 1984)
長期的な2者関係では、相手が資源を提供してくれる限り、
自分も資源を提供する(利他的に振舞う)ことが合理的
資源提供(利他行動)
TFT:相手が資源を提供して
くれれば自分も提供し、提供
してくれなければ提供しない
資源提供(利他行動) 条件付協力戦略
4
利他行動を適応的にする仕組み
長期的な2者関係におけるTFT(しっぺ返し)戦略
(Axelrod, 1984)
長期的な2者関係では、相手が資源を提供してくれる限り、
自分も資源を提供する(利他的に振舞う)ことが合理的
ただし、①長期的な1対1の関係、②直接の返報が期
待できること(=直接互恵性)を前提とする
直接の返報が保障されない、多人数の間で
も助け合いは存在する
5
利他行動を適応的にする仕組み
長期的な2者関係におけるTFT(しっぺ返し)戦略
(Axelrod, 1984)
長期的な2者関係では、相手が資源を提供してくれる限り、
自分も資源を提供する(利他的に振舞う)ことが合理的
ただし、①長期的な1対1の関係、②直接の返報が期
待できること(=直接互恵性) を前提とする
長期的な関係がなく、直接の返報が期待できない状況
で、なぜ一方的に利他行動をとる人がいるのか?
本研究の解答:間接互恵性が利他行動の基盤
となる
6
利他行動を適応的にする仕組みー間接互恵性ー
間接互恵性:
資源を提供した人が、提供された人以外の第3者か
ら資源を提供されること
♪
♪
利他行動
利他行動
×
直接の返報なし
別の人から返報
間接互恵性が成立していれば、利他的に振舞っ
たほうが得になる
本研究の目的:間接互恵性がいかにして成立
しうるかを探る。
7
利他行動を適応的にする仕組みー間接互恵性ー
◆間接互恵性が成り立つためには・・・
人々が、選別的な利他戦略をとっていることが
必要
♪
♪
選別的利他戦略
利他行動
×
別の人から返報
本研究の具体的焦点:
どのような選別戦略が、間接互恵性の成立を
可能とするのか?
8
Giving game (1) ゲームの概要


毎回、 donor と recipient がランダムに選ばれる。
donorは、コスト(c)を負ってrecipientに資源を提供
するか提供しないかを決定する(recipientは利益b
を受け取る :b>c) 。
この人に資源を提供しようかな?
それとも、自分のものにしようか
な?
donor
recipient
提供 or 非提供
を決定
9
Giving game (1) ゲームの概要
毎回、 donor と recipient がランダムに選ばれる。
 donorは、コスト(c)を負ってrecipientに資源を提供
するか提供しないかを決定する(recipientは利益b
を受け取る :b>c) 。
スコア
• donorは、recipientの評判スコア(GoodもしくはBad )
を参照し、行動を決定する。
• recipientのスコアがGood ⇒ 提供(利他行動)
• recipientのスコアがBad
⇒ 非提供

どうしよう
かな?
donor
recipient
提供 or 非提供を決定
10
Giving game (1) ゲームの概要
毎回、 donor と recipient がランダムに選ばれる。
 donorは、コスト(c)を負ってrecipientに資源を提供
するか提供しないかを決定する(recipientは利益b
を受け取る :b>c) 。
スコア
• donorは、recipientの評判スコア(GoodもしくはBad )
を参照し、行動を決定する。
• recipientのスコアがGood ⇒ 提供(利他行動)
• recipientのスコアがBad
⇒ 非提供

この人は
Good
donor
recipient
提供
11
Giving game (1) ゲームの概要
毎回、 donor と recipient がランダムに選ばれる。
 donorは、コスト(c)を負ってrecipientに資源を提供
するか提供しないかを決定する(recipientは利益b
を受け取る :b>c) 。
スコア
• donorは、recipientの評判スコア(GoodもしくはBad )
を参照し、行動を決定する。
• recipientのスコアがGood ⇒ 提供(利他行動)
• recipientのスコアがBad
⇒ 非提供

スコアの割り振り方は、戦略によって異なる
この人は
Bad
donor
×
非提供
recipient
12
Giving game (1) ゲームの概要
毎回、 donor と recipient がランダムに選ばれる。
 donorは、コスト(c)を負ってrecipientに資源を提供
するか提供しないかを決定する(recipientは利益b
を受け取る :b>c) 。
スコア
• donorは、recipientの評判スコア(GoodもしくはBad )
を参照し、行動を決定する。
• recipientのスコアがGood ⇒ 提供(利他行動)
• recipientのスコアがBad
⇒ 非提供
エラー
スコアの割り振り方は、戦略によって異なる
1) 行動のエラー (έ)

:意図とは逆の行動をとってしまうエラー
2) 知覚のエラー (δ)
:他のプレイヤーが過去にとった行動を、誤って知覚してしま
13
うエラー
先行研究1-- image scoring 戦略
(Nowak & Sigmund, 1998)
image scoring 戦略
=前回、recipientに提供した相手をGood、
提供しなかった相手をBadとみなす
=過去に他者を助けた相手を助け、
助けなかった相手は助けないTFT的な戦略
image scoring戦略は利己主義者を排除し、
間接互恵性を成立させる!(Nowak &
Sigmund, 1998)
14
第1シミュレーション:image scoring戦略の検討
進化シミュレーションの概要





シミュレーションには、All-C(無条件利他主義者),
All-D(利己主義者), image scoringの3戦略を投
入。
毎試行、集団の中から一組のdonorとrecipientがランダム
に選ばれ、giving gameを行う。
1世代=1500試行(m=1500)とし、1万世代を繰り返す。
世代終了後、淘汰と突然変異が生じる。 (突然変異
率 :μ=0.0001)
集団サイズ(n)=300, έ = 0.025, δ=0.025,
b/c ratio = 2, 4, 6, 8, 10.
15
第1シミュレーション:image scoring戦略の検討
proportion
1
0.8
image scoring
All-C
All-D
0.6
0.4
0.2
0
1
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
generation
Figure 1
20レプリケーション中、全レプリケーションにおい
て、All-D(利己主義者)が制覇。
image scoring 戦略は、間接互恵性を成
立させえない!
16
image scoring 戦略の問題点
(Leimar & Hammerstein, 2001;
Panchanathan & Boyd, 2003)
「Bad」なrecipientと出会った場合・・
◇image scoring戦略⇒「罰」として、非提供
→他のimage scoring から、「Bad」と見なされる
→他のimage scoring から提供を受ける機会を失う
◇ All-C(無条件利他主義者) ⇒常に提供
→常に「Good」なスコアを保持
→image scoring から提供を受ける機会を失うことは
ない
All-Cの期待利得>image scoringの期待利得
All-C の数は、image scoringの数を上回る
←All-D (利己主義者)が侵入可能
17
image scoring 戦略の問題点
(Leimar & Hammerstein, 2001;
Panchanathan & Boyd, 2003)
「Bad」なrecipientと出会った場合・・
◇image scoring戦略⇒「罰」として、非提供
→他のimage scoring から、「Bad」と見なされる
→他のimage scoring から提供を受ける機会を失う
◇ All-C(無条件利他主義者) ⇒常に提供
→常に「Good」なスコアを保持
→image scoring から提供を受ける機会を失うことは
ない
image scoringは、recipientの前回の相手がGoodな相
手だったかBadな相手だったか区別しないために、互い
に罰しあってしまう!
18
先行研究2—standing戦略
(L & H, 2001; P & B, 2003)
standing戦略
◇recipientが前回、提供⇒ 「Good」と見なす
◇recipientが前回、非提供の場合には・・・
recipientの前回のrecipientのスコアを参照し、それ
が
「Bad」な相手への罰(=正当化できる非提
供)か否かをチェック
◇正当化できる非提供は、「Good」と見なす
正当化できない非提供は、「Bad」と見なす
19
解答2—standing戦略
(L & H, 2001; P & B, 2003)
standing戦略は、正当化できる非提供と正当化できな
い非提供を区別
⇒standingは、「Bad」と見なされることなく非提供者を
罰することが可能
現在のrecipientの前回のrecipientのスコア
現在の
recipientの
前回の行動
提供
非提供
正当化できない非
提供
Good
Good
Bad
Bad
Good
Good
罰として正当化でき
る非提供
standing戦略が間接互恵性を成立させる!
(L & H, 2001; P & B, 2003)
20
proportion
第2シミュレーション—standing戦略
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
standing
All-C
All-D
1
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
generation
standing戦略は必ずしも間接互恵性を成立さ
20レプリケーション中14レプリケーションでは、standing
せえない!
戦略が制覇し、高レベルの提供率を達成 (0.95)。
しかし、20レプリケーション中6レプリケーション では、All-C
間接互恵性を成立させうる利他戦略と
が増加し、最終的にはAll-D(利己主義者)が制覇。
は?
21
第3シミュレーション—新たな解決策の検討


想定される全戦略の有効性を、1種類ずつ検討
各戦略は、次の二種類の情報を用い、recipient
にスコアを割り振る。
(1) recipient の前回の行動
(2) recipient の前回の recipient のスコア
(2) recipient の前回 (1) recipient の前回の行動
のrecipient のスコア
Good
or
Bad
現在のrecipientが、前
回donorになったときの
recipient
提供
or
非提供
現在の
recipient
現在の
donor
22
第3シミュレーション—新たな解決策の検討


①~④の遺伝子は、各ケースの相手にどのよ
うにスコアを割り振るかを決定 (Table 2)。
戦略・・・4種類の遺伝子の組み合わせ
(e. g. GGGG→All-C (無条件利他主義者)
BBBB→All-D (利己主義者)
GGBB→image scoring, GGBG→standing…全16戦略が想定可能)
4種類の遺伝子
recipient の前回のrecipient のスコア
Good
Bad
recipient の 提供
① Good or Bad ② Good or Bad
前回の行動
非提供 ③ Good or Bad ④ Good or Bad
23
第3シミュレーション—新たな解決策の検討


①~④の遺伝子は、各ケースの相手にどのよ
うにスコアを割り振るかを決定 (Table 2)。
戦略・・・4種類の遺伝子の組み合わせ
(e. g. GGGG→All-C (無条件利他主義者)
BBBB→All-D (利己主義者)
GGBB→image scoring, GGBG→standing…全16戦略が想定可能)
4種類の遺伝子
第3シミュレーション
recipient の前回のrecipient のスコア
◆全16戦略のうち、残り12戦略(All-C(GGGG), All-
Good
Bad
D(BBBB), image scoring(GGBB),
standing(GGBG)を
recipient除いた12戦略)
の 提供 を1種類ずつ検討
① Good or Bad ② Good or Bad
前回の行動
◆All-C, All-D, いずれか1戦略を投入した、12種
非提供 ③ Good or Bad ④ Good or Bad
類のシミュレーションを実施
24
第3シミュレーション—12戦略の検討
1
proportion
0.8
GBBB(strict discriminator)
All-C
All-D
0.6
0.4
0.2
0
1
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
generation
12戦略中、戦略 GBBB(strict discriminator: 以下、
strict disc) のみが間接互恵性を成立させた。
strict disc ⇒全レプリケーションにおいて、他の戦
略に優越し、高レベルの提供率を維持 (全20レプリケー
ションの平均提供率0.81).
25
なぜGBBBが間接互恵性を成立させえたのか?
⇒GBBBはAll-Cの増加を許容しないから
image
scoring
現在のrecipientの前回のrecipientのスコア
提供
非提供
Good
Good
Bad
Bad
Good
Bad
提供
非提供
Good
Good
Bad
Bad
Good
Good
standing
Good
Bad
GBBBimage scoring、 standingは、
Good
Bad
無条件利他主義者(All-C)の存在を許容
(strict
disc) 提供
Bad
Bad
非提供
⇒All-Cを食い物にして、All-Dが侵入
image
scoring と
standing は、
提供者を常
に「Good」と
見なす
↓
All-Cを常に
「Good」と見
なす
26
なぜGBBBが間接互恵性を成立させえたのか?
All-C(無条件協力者)を排除することが、間接
⇒GBBBはAll-Cの増加を許容しないから
互恵性の成立を可能とする重要なポイント
image
scoring
現在のrecipientの前回のrecipientのスコア
Good
Good
提供
非提供discは、Bad
strict
Bad
Good
Bad
standing
Badへの提供者=All-C(無条件利他主義
Good
Bad
者)の存在を許容しない
Good
Good
提供
Bad
Good
非提供
⇒All-D(利己主義者)は侵入不可能
GBBB
Good
Bad
(strict disc) 提供
非提供
Good
Bad
Bad
Bad
GBBB は、
「Bad」に提
供した相手を
罰する
↓
All-Cを
「Bad」と見
なすことが
ある
27
strict discの問題点
strict discが唯一の答えか?
提供
非提供
Good
Bad
Good
Bad
Bad
Bad
第3シミュレーションでは、
strict discが唯一の答え
しかし・・・
28
strict discの問題点
strict discが唯一の答えか?
提供
非提供

Good
Bad
Good
Bad
Bad
Bad
第3シミュレーションでは、
strict discが唯一の答え
しかし・・・
strict discはあまりに厳しすぎる!

strict disc:偶然Badとマッチングされ、やむを
得ず非提供をとった人まで罰する
←直観的に、不条理な厳しさ
29
strict discの問題点
strict discが唯一の答えか?
提供
非提供

Good
Bad
Good
Bad
Bad
Good
第3シミュレーションでは、
strict discが唯一の答え
しかし・・・
strict discはあまりに厳しすぎる!

strict disc:偶然Badとマッチングされ、やむを
得ず非提供をとった人まで罰する
←直観的に、不条理な厳しさ
我々の直観は、 ‘GBBG’により合致
⇔シミュレーション結果とは不一致
30
ランダムマッチング状況と選択的プレイ状況
なぜこのような乖離が生じるのか?
⇒ランダムマッチングという不自然な状況を用
いていたことに由来している可能性
集団内から、資源を提供すべき相手がランダムに
組み合わされる
donor
recipient
この人
に提供
or
Bad
非提
供? recipientが強制的に決まる
Bad
Good
Bad
Bad
Good
Bad
Bad
Good
31
ランダムマッチング状況と選択的プレイ状況
なぜこのような乖離が生じるのか?
⇒他者の評判が全てわかっており、人々が評判を利
用して行動する状況を想定するならば・・・
評判を用いてつきあう相手を選ぶことができず、
相手が強制的にマッチングされるのは不自然
donor
recipient
この人
に提供
or
Bad
非提
供? recipientが強制的に決まる
Bad
Good
Bad
Bad
Good
Bad
donor自身がrecipientを選べる状況(選
Bad
Good
択的プレイ状況)の方が妥当?
32
選択的プレイ状況(e. g., Yamagishi & Hayashi, 1996)
選択的プレイ状況:他のメンバーの評判をも
とに、donor自身が資源の提供相手
(recipient)を選出
他のメンバーの評判を観察
誰に提供しようか
な?
donor
Good
Bad
Bad
Bad
Good
Bad
Bad
Good
33
選択的プレイ状況(e. g., Yamagishi & Hayashi, 1996)
選択的プレイ状況:他のメンバーの評判をも
とに、donor自身が資源の提供相手
(recipient)を選出
他のメンバーの評判を観察
donor自身が、資源の提供相手を選ぶ
donor
recipient
Good
Good
Bad
Bad
Bad
Bad
Bad
Good
34
選択的プレイ状況(e. g., Yamagishi & Hayashi, 1996)
選択的プレイ状況:他のメンバーの評判をも
とに、donor自身が資源の提供相手
(recipient)を選出
⇒より直観に合致する状況設定
⇒より直観に合致する結論が得られるか?
← strict discのみが解決策 or
GBBGでもうまくいく ?
選択的プレイ状況における間接互恵性の
成立要件を検討する。
35
選択的プレイ状況(e. g., Yamagishi & Hayashi, 1996)
選択的プレイ状況におけるrecipientの区分
Goodに提供可能な状況での
(正当化できない)非提供
Goodに提供不可能な状況
での(正当化できる)非提供
集団内にGoodがいる
状況で非提供
集団内にGoodがいない状
況で非提供
recipient の前回のrecipient のスコア
Good
Bad
Good
Bad
recipient の 提供
① Good or Bad ② Good or Bad
Good
Bad
前回の行動
提供
Good or Bad Bad
④ GoodBad
or Bad
非提供 ③非提供
36
第4シミュレーション:選択的プレイ状況での検討


選択的プレイ状況においてAll-D、All-Cを
除く14戦略の有効性を、1種類ずつ検討
All-C, All-D, いずれか1戦略を投入した、
14種類のシミュレーションを実施
recipient の前回のrecipient のスコア
Good
Bad
recipient の 提供
① Good or Bad ② Good or Bad
前回の行動
非提供 ③ Good or Bad ④ Good or Bad
37
第4シミュレーション結果
1
戦 0.8
略
0.6
の
比 0.4
率 0.2
0


1
0.8
strict disc
All-C
All-D
0.6
0.4
0.2
generation
0
GBBG
All-C
All-D
generation
14戦略中、GBBB (strict disc)と、GBBGの2
戦略が、間接互恵性を成立させた。
GBBB(平均提供率0.97)とGBBG(平均提供率0.97)
は、全条件の全レプリケーションで、他の戦略
に優越。
38
なぜGBBGも成功したのか?
strict disc (GBBB)
Good
Bad
提供
Good
Bad
非提供
Bad
Bad

GBBG
提供
非提供
Good
Bad
Good
Bad
Bad
Good
GBBBとGBBGの違い:「④Badしかいない状況での非
提供者」を排除するか、許容するか

しかし、「集団内の全員がBad」という状況は非常に稀

④を排除するという基準は重要な意味をもたない
選択的プレイ状況では「Badを罰した者を罰す
る」という不自然な選別基準は必要ない!
39
考察
◆ 間接互恵性の(共通)成立要件
① 適切な提供に報いる(Goodへの提供者に提供)
② 無条件利他主義者を排除する(Badへの提供者
には非提供)
③ 利己主義者を排除する(Goodへの非提供者に非提
供)
◆選択的プレイ状況では、直観に合致しない不自然な
条件(④Badを罰した者を罰する)は不要
選別的な利他性が、二者を超えた多人数
における協力状態を成り立たせている可
能性
40
展望(1)

間接互恵性成立条件の数理的解析


選別戦略が機能する範囲の厳密な検討
現実に人々はstrict discやGBBGを採用して
いるのか?
←実験室実験による実証的検討が必要
※予備調査として、質問紙実験を実施済み
41
展望(2) 教育・発達研究に対する示唆


利他性の適応的基盤に関するモデルの提供
 長期的目標として、利他性に関するモデル(どの
ような種類の利他性が、適応的になり得るか?)
を社会に提供し、道徳教育の方法へ示唆を提供
できる可能性
発達研究・フィールドワーク研究とのリンク

発達過程における、利他行動のパターンの観察


人々は、発達過程で、どのような過程で利他的な行
動パターンを獲得するのか?
また、そうした行動パターンの獲得は、どのような認
知能力の発達と関わっているのか?
⇒人間の利他性の獲得メカニズムとその至近的基
盤を解明する手がかりに
42
43
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