ゲームは人生から難しい部分を取り除いたものかもしれないが、なぜ人々が下す選択をするのかを研究する方法を提供してくれる。従来のゲームは通常、静的な背景に対してプレイされる。つまり、結果ごとの報酬は一定である。これは、現実の生活では戦略的選択の報酬と結果が常に変化するため、行動への関連性を制限する。今、研究者たちは数学的モデルを用いて、進化する戦略とランダムに変動するリターンを含む一連のゲームを研究した。

おそらく最も有名なゲーム理論のコンテストは囚人のジレンマである。囚人のジレンマでは、二人の泥棒が捕まり、警察によって別々に尋問されている。もし二人とも黙秘すれば、軽い罪で罰せられる。もし一人が取引に応じれば(裏切れば)、その囚人は自由になり、もう一人はより重い刑罰を受ける。もし二人とも取引に応じれば、二人とも中間の罰を受ける。

ゲームを運営する人は、協力と裏切りの報酬を変えてゲームを開始し、最適な戦略が報酬とリスクに応じてどのように変化するかを探ることができる。プレイヤーは複数のラウンドにわたって戦略を変えることでそれを理解できる。黙秘(協力)の報酬と裏切りのバランスによって、ゲームは全員が全員を裏切る状態で安定する。この単純な状況では、全員が損をする。

同様のダイナミクスは、チキンゲーム、じゃんけんなどにも見られる。戦略の進化は、安定した集団、双安定集団(集団が二つの安定戦略の間で反転する)、またはリミットサイクル(集団が複数の戦略の間で継続的に移行する)につながる可能性がある。

ゲームをプレイ中に変更する豊富な歴史もある。通常、これらはゲーム内の変動である。たとえば、利用可能な報酬の量に制限を設けることができ、ラウンド数が増えるにつれて戦略がますます限られた資源を考慮に入れるように進化する。言い換えれば、この古い研究のほとんどは、現在のラウンドでのプレイヤーの行動が次のラウンドで利用可能な資源や報酬を変える状況を研究していた。

しかし、現実の生活では、私たちは自分では制御できない外部要因に driven されている。ウサギは巣穴を浸水させる雨や食料を殺す干ばつを制御できない。各ラウンドでゲームが変わるのは、各戦略のリスクと報酬が時間とともに変化するからである。研究者たちは、これらのダイナミクスを数学的モデルに組み込むことで新しい行動が明らかになるかもしれないと認識した。そして彼らは間違っていなかった。

上記の囚人のジレンマには、単一の安定点(全員が損をする)しかない。モデルはすぐにその点に収束し、数ラウンド以内にすべてのプレイヤーが同じ戦略を採用する。しかし、新しい研究では、報酬が時間とともに変化する場合(たとえわずかでも)、モデルから第二の安定点が出現し、協力者と裏切り者の両方が共存できることがわかった。さらに大きな変動の下では、裏切り者の点が不安定になり、協力者のみが存在することになる。

チキンゲームでは、モデルの結果は少し恐ろしい。報酬に変化がない場合、安定点は全員が逸れ、私たち全員が生き残る。ほんの少しの変動を加えると、逸れない集団が出現する。さらにノイズを加えると、生存と衝突の間で双安定的に反転する状態が出現する。(チキンゲームが基本的に冷戦戦略だったことを考えると、私たち全員が次の実存的挑戦に直面するまで生き残ったことはさらに驚きだ。)

じゃんけんでは、さらに複雑なダイナミクスが出現する。安定点と不安定点の観点から言えば、通常のじゃんけんには安定点がない。たとえば、戦略が全員がグーを選ぶことに落ち着くことは決してない。代わりに、全員が三つの選択肢の間で継続的に切り替え続ける。しかし、報酬がラウンドごとにランダムに変化する場合、新しい安定点と不安定点が出現する。ケースに応じて、これはゲームをより迅速に切り替え戦略へと進化させたり、リミットサイクルを発展させたりする可能性がある。リミットサイクルは、報酬が