Математическая модель объясняет, как возникают самоорганизующиеся институты для управления ресурсами

Исследователь из японского института RIKEN и его коллега разработали простую математическую модель, которая предсказывает возникновение самоорганизующихся институтов для управления ограниченными ресурсами, такими как рыбные запасы или вода для орошения. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Рыболовство, леса, пресная вода и пастбища — это лишь несколько примеров ограниченных природных ресурсов, которые необходимо грамотно управлять для обеспечения долгосрочной устойчивости.

В сообществах по всему миру возникают так называемые самоорганизующиеся институты, которые управляют этими ресурсами. Характеризуемые нормами и правилами, регулирующими поведение людей, эти институты стремятся обеспечить, чтобы ресурсы не истощались из-за чрезмерного использования и чтобы каждый имел к ним разумный доступ.

«Некоторые примеры самоорганизующихся институтов включают те, что управляют водными источниками в перуанском нагорье и Испании, а также рыболовством на островах у побережья Австралии», — отмечает Кенджи Итао из Центра исследований мозга RIKEN.

Эти институты не устанавливаются внешним высшим авторитетом, а развиваются со временем на уровне местных сообществ. Это поднимает вопрос о том, как они возникают.

Интегрировав теорию игр, динамические системы и теорию многоуровневой эволюции, Итао и Кунихко Канеко из Копенгагенского университета в Дании разработали простую математическую модель, показывающую, как могут возникать самоорганизующиеся институты.

Модель рассматривает сценарий периодического сбора природного ресурса, такого как рыба, который естественным образом восстанавливается. Модель проста — всего два ключевых параметра — и маломасштабна, включая двух человек. Каждый человек стремится максимизировать свое потомство.

На каждом шаге человек решает, собирать ли ресурс. Его решение основано на текущих запасах рыбы и на том, насколько хорошо живут он и другой человек.

У них есть три варианта: сотрудничать с другим человеком, проявляя сдержанность в сборе; наказывать его чрезмерным сбором, если они считают, что другой человек вел себя эгоистично; или действовать эгоистично самим. К какой категории относится реакция человека, зависит от текущих запасов рыбы и истории их взаимодействий.

«Было очень удивительно, что мы получили очень богатые результаты, хотя модель была очень простой, всего с двумя параметрами», — комментирует Итао.

Модель предоставляет полезную отправную точку для понимания того, как возникают самоорганизующиеся институты. Итао хочет расширить модель на другие контексты, например, на то, как работает дарение подарков в современных обществах.

Дополнительная информация: Kenji Itao et al, Self-organized institutions in evolutionary dynamical-systems games, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2500960122