博弈论
博弈论(game theory)研究这样一类决策:一个人的结果还取决于别人怎样行动。它不是“教人算计”的一套固定招数,而是先把参与者、可选行动、已知信息和收益写清,再问每个人面对别人的行动会怎样选择。
两家店同时决定是否降价,就是一个小博弈。若两家都维持价格,各得 3;只有一家降价,它得 5、另一家得 0;都降价则各得 1。这里的数只是教学用的收益排序,不是实际利润。先看行玩家(甲)的收益,列玩家(乙)的收益写在后面:
| 甲\乙 | 维持 | 降价 |
|---|---|---|
| 维持 | (3,3) | (0,5) |
| 降价 | (5,0) | (1,1) |
乙维持时,甲降价得 5,维持只得 3;乙降价时,甲降价得 1,维持得 0。乙的比较也一样。因此双方都降价。要看出这个结论,不能只寻找表里最大的数字,还须逐列、逐行比较单方改变行动的收益。这也是囚徒困境与纳什均衡的入门算例。
一个博弈的四项数据
有限博弈可以用参与者集合 、各人的行动或策略集合 ,以及收益函数 表示。上表中 ,而 。收益表达参与者在该模型中的偏好;它未必等于货币,也不能在没有依据时拿两个不同人的收益作精确的幸福量比较。
如果行动同时决定,表格称为策略式;“同时”也包括虽有先后却无法观察对方选择的情形。如果甲先行动、乙看见后再行动,乙的完整策略必须说明“甲维持时怎么办,甲降价时怎么办”,不只是最后实际走到的那一步。这样的扩展式更适合用树画出,见蜈蚣博弈和海盗分金。还要问行动是公开还是私下、收益是否为各方所知、博弈进行几轮;漏掉其中一项,答案可能改变。
从行动到策略
占优策略指无论别人怎样行动,某一行动都比自己的其他行动好。上例中“降价”严格占优。但多数博弈没有占优策略:在猎鹿博弈里,愿不愿意合作取决于对方合作的可能性。最佳回应是在别人策略给定时使自己收益最大的选择;双方行动互为最佳回应,就得到纳什均衡。
人也可以按概率选择行动,这叫混合策略。例如抛一枚公平硬币,以各 的概率选择正面或反面;若收益取决于双方硬币是否相同,见零和博弈。随机化不是在求解时“拿不准”,而是明确规定了长期频率或一次选择的概率。
四条不同的阅读路线
- 竞争:零和博弈把一方所得设为另一方所失;斗鸡博弈有两个不对称的纯策略均衡。
- 合作与协调:囚徒困境、重复博弈和猎鹿博弈区分短期诱因、长期激励与互相信任。
- 次序与承诺:蜈蚣博弈、海盗分金从最后一步向前推;智猪博弈显示搭便车的激励。
- 不确定性与资源:酒吧博弈研究拥挤下的选择;警察与小偷博弈研究图上的追逐;枪手博弈用概率展示行动顺序的影响。
同一个现实问题可以有不止一种模型。比如把竞争视为一次性的,同时行动可能得到上表;允许双方观察历史并长期相遇时,策略集合变大,重复博弈中便可能出现另一种结果。模型的结论属于写明的规则,不能脱离规则直接套到现实。
参考资料
- Osborne 与 Rubinstein:《A Course in Game Theory》作者书目页,策略式、扩展式与均衡的系统论述。
- MIT:策略式博弈与纳什均衡讲义。