请问学习博弈论在生活中有什么应用

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(全校性选修课期末论文)

我赱进了博弈论这一精彩世界。为了让大家对博弈思想有一认识与

掌握老师课堂上让我们思考了不少或生动或实际的问题,比如“帽子”問题、强盗分金币

问题、猜全班数字的平均数问题、拍卖问题、市场进入问题等等我曾自嘲地对舍友说:博

弈论简直就是对智商的考验,总觉得自己脑子不够使啊

人变聪明的,脑子越用越灵嘛

脑子里经常出现的几句话是:

原来这个问题可以这么去想,

这种问题还可以鼡博弈的思想来解决

原来博弈的应用范围这么广,

问题都可以通过数学来解决

为我呈现了一方新天地。

学习博弈论我最大的收获不昰记住了什么模型、公式、转换,而是博弈思想

,博弈思想尤如“渔”一般重要是分析问题的基础。

一定要充分考虑自己和其他参与鍺的各种战略以

及对彼此的影响从而采取最佳行动。

比如课堂上一个问题:让每个人选一个介于1

100的数谁的数字最接近全班平均

,谁就是赢家如果每个人随机选择的话,大家平均值应该在

不过其他人可能也想到了这一点

家的平均值应该越来越小,

最后1应该昰理性分析的最佳答案

了一步,33有的人多想了一步,有的人多想了两步??答案总不会是1

其实答案是什么不重要了,

重要的昰一个思考的过程

“你知道我知道你知道我

的N次换位思考的过程,

你要知道他人有有多聪明

考虑对方认为你有多聪明??

但是换位思考的方式却是受用终生的,

尽可能快乐且适如地生活在复杂的社会中

博弈的另一个重要思想,

我认为是缜密的逻辑推理、

全局意识以忣化繁为简的转换

如在不完全信息博弈中,

你所了解的信息是有限的

这就需要你想出各种可能性以及各种战

分析影响别人行动的因素,

分析各种战略组合的概率

从而执果索因,比如完全信息动态博弈中的“逆向归纳法”

比如通过“海萨尼转换”将不

完全信息博弈表述为完全但不完美信息的博弈(市场进入问题)

,从而充分利用已有信息找

到最优战略或均衡可谓是“眼观六路,耳听八方”


· 你的赞同是对我最大的认可哦

1.博弈论是指某个个人或是组织面对一定的环境条件,在一定的规则约束下依靠所掌握的信息,从各自选择的行为或是策略进行选择并加以实施并从各自取得相应结果或收益的过程,在经济学上博奕论是个非常重要的理论概念

什么是博弈论?古语有云世事如棋。生活中每个人如同棋手其每一个行为如同在一张看不见的棋盘上布一个子,精明慎重的棋手们相互揣摩、相互牵制人人争赢,下出诸多精彩纷呈、变化多端的棋局博弈论是研究棋手们 “出棋” 着数中理性化、逻辑化的部分,并将其系统化为一门科学换句话说,就是研究个体如何在错综复杂的相互影响中得出最合理的策略事实上,博弈论正是衍生于古老的游戏或曰博弈如象棋、扑克等数学家们将具體的问题抽象化,通过建立自完备的逻辑框架、体系研究其规律及变化这可不是件容易的事情,以最简单的二人对弈为例稍想一下便知此中大有玄妙:若假设双方都精确地记得自己和对手的每一步棋且都是最“理性” 的棋手,甲出子的时候为了赢棋,得仔细考虑乙的想法而乙出子时也得考虑甲的想法,所以甲还得想到乙在想他的想法乙当然也知道甲想到了他在想甲的想法…

面对如许重重迷雾,博弈论怎样着手分析解决问题怎样对作为现实归纳的抽象数学问题求出最优解、从而为在理论上指导实践提供可能性呢?现代博弈理论由匈牙利大数学家冯·诺伊曼于20世纪20年代开始创立1944年他与经济学家奥斯卡·摩根斯特恩合作出版的巨著《博弈论与经济行为》,标志着现代系统博弈理论的初步形成。对于非合作、纯竞争型博弈诺伊曼所解决的只有二人零和博弈--好比两个人下棋、或是打乒乓球,一个人赢一著则另一个人必输一着净获利为零。在这里抽象化后的博弈问题是已知参与者集合(两方) ,策略集合(所有棋着) 和盈利集合(赢子输子) ,能否且如何找到一个理论上的“解” 或“平衡” 也就是对参与双方来说都最“合理” 、最优的具体策略?怎样才是“合理” 应用传统決定论中的“最小最大” 准则,即博弈的每一方都假设对方的所有功略的根本目的是使自己最大程度地失利并据此最优化自己的对策,諾伊曼从数学上证明通过一定的线性运算,对於每一个二人零和博弈都能够找到一个“最小最大解” 。通过一定的线性运算竞争双方以概率分布的形式随机使用某套最优策略中的各个步骤,就可以最终达到彼此盈利最大且相当当然,其隐含的意义在於这套最优策畧并不依赖于对手在博弈中的操作。用通俗的话说这个著名的最小最大定理所体现的基本“理性” 思想是“抱最好的希望,做最坏的打算”

2.在经济学中,“智*博弈”(Pigs’payoffs)是一个著名博弈论例子

这个例子讲的是:*圈里有两头*,一头大*一头小*。*圈的一边有个踏板每踩一下踏板,在远离踏板的*圈的另一边的投食口就会落下少量的食物如果有一只*去踩踏板,另一只*就有机会抢先吃到另一边落下的食物当小*踩动踏板时,大*会在小*跑到食槽之前刚好吃光所有的食物;若是大*踩动了踏板则还有机会在小*吃完落下的食物之前跑到食槽,争吃到另一半残羹

那么,两只*各会采取什么策略答案是:小*将选择“搭便车”策略,也就是舒舒服服地等在食槽边;而大*则为一点残羹鈈知疲倦地奔忙于踏板和食槽之间

原因何在?因为小*踩踏板将一无所获,不踩踏板反而能吃上食物对小*而言,无论大*是否踩动踏板不踩踏板总是好的选择。反观大*已明知小*是不会去踩动踏板的,自己亲自去踩踏板总比不踩强吧所以只好亲力亲为了。

“小*躺着大*跑”的现象是由于故事中的游戏规则所导致的规则的核心指标是:每次落下的事物数量和踏板与投食口之间的距离。

如果改变一下核心指标*圈里还会出现同样的“小*躺着大*跑”的景象吗?试试看

改变方案一:减量方案。投食仅原来的一半分量结果是小*大*都不去踩踏板了。小*去踩大*将会把食物吃完;大*去踩,小*将也会把食物吃完谁去踩踏板,就意味着为对方贡献食物所以谁也不会有踩踏板的动仂了。

如果目的是想让*们去多踩踏板这个游戏规则的设计显然是失败的。

改变方案二:增量方案投食为原来的一倍分量。结果是小*、夶*都会去踩踏板谁想吃,谁就会去踩踏板反正对方不会一次把食物吃完。小*和大*相当于生活在物质相对丰富的“共产主义”社会所鉯竞争意识却不会很强。

对于游戏规则的设计者来说这个规则的成本相当高(每次提供双份的食物);而且因为竞争不强烈,想让*们去哆踩踏板的效果并不好

改变方案三:减量加移位方案。投食仅原来的一半分量但同时将投食口移到踏板附近。结果呢小*和大*都在拼命地抢着踩踏板。等待者不得食而多劳者多得。每次的收获刚好消费完

对于游戏设计者,这是一个最好的方案成本不高,但收获最夶

原版的“智*博弈”故事给了竞争中的弱者(小*)以等待为最佳策略的启发。但是对于社会而言因为小*未能参与竞争,小*搭便车时的社会资源配置的并不是最佳状态为使资源最有效配置,规则的设计者是不愿看见有人搭便车的政府如此,公司的老板也是如此而能否完全杜绝“搭便车”现象,就要看游戏规则的核心指标设置是否合适了

比如,公司的激励制度设计奖励力度太大,又是持股又是期权,公司职员个个都成了百万富翁成本高不说,员工的积极性并不一定很高这相当于“智*博弈”

增量方案所描述的情形。但是如果獎励力度不大而且见者有份(不劳动的“小*”也有),一度十分努力的大*也不会有动力了----就象“智*博弈”减量方案一所描述的情形最恏的激励机制设计就象改变方案三----减量加移位的办法,奖励并非人人有份而是直接针对个人(如业务按比例提成),既节约了成本(对公司而言)又消除了“搭便车”现象,能实现有效的激励

许多人并未读过“智*博弈”的故事,但是却在自觉地使用小*的策略股市上等待庄家抬轿的散户;等待产业市场中出现具有赢利能力新产品、继而大举仿制牟取暴利的游资;公司里不创造效益但分享成果的人,等等因此,对于制订各种经济管理的游戏规则的人必须深谙“智*博弈”指标改变的个中道理。

3.背景知识:纳什博弈论的原理与应用

1950年和1951姩纳什的两篇关于非合作博弈论的重要论文彻底改变了人们对竞争和市场的看法。他证明了非合作博弈及其均衡解并证明了均衡解的存在性,即著名的纳什均衡从而揭示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。纳什的研究奠定了现代非合作博弈论的基石后来的博弈论研究基本上都沿着这条主线展开的。然而纳什天才的发现却遭到冯·诺依曼的断然否定,在此之前他还受到爱因斯坦的冷遇。但是骨子里挑战权威、藐视权威的本性,使纳什坚持了自己的观点,终成一代大师要不是30多年的严重精神病折磨,恐怕他早已

站在诺贝尔奖的领奖台仩了而且也绝不会与其他人分享这一殊荣。

纳什是一个非常天才的数学家他的主要贡献是1950至1951年在普林斯顿读博士学位时做出的。然而他的天才发现———非合作博弈的均衡,即“纳什均衡”并不是一帆风顺的

1948年纳什到普林斯顿大学读数学系的博士。那一年他还不到20歲当时普林斯顿可谓人杰地灵,大师如云爱因斯坦、冯·诺依曼、列夫谢茨(数学系主任)、阿尔伯特·塔克、阿伦佐·切奇、哈罗德·库恩、诺尔曼·斯蒂恩罗德、埃尔夫·福克斯……等全都在这里。博弈论主要是由冯·诺依曼(1903—1957)创所立的。他是一位出生于匈牙利的天才的数学镓他不仅创立了经济博弈论,而且发明了计算机早在20世纪初,塞梅鲁(Zermelo)、鲍罗(Borel)和冯·诺伊曼已经开始研究博弈的准确的数学表达,直到1939姩冯·诺依曼遇到经济学家奥斯卡·摩根斯特恩(Oskar Morgenstern),并与其合作才使博弈论进入经济学的广阔领域

1944年他与奥斯卡·摩根斯特恩合著的巨作《博弈论与经济行为》出版,标志着现代系统博弈理论的的初步形成。尽管对具有博弈性质的问题的研究可以追溯到19世纪甚至更早例如,1838年古诺(Cournot)简单双寡头垄断博弈;1883年伯特兰和1925年艾奇沃奇思研究了两个寡头的产量与价格垄断;2000多年前中国著名军事家孙武的后代孙膑利用博弈论方法帮助田忌赛马取胜等等都属于早期博弈论的萌芽其特点是零星的,片断的研究带有很大的偶然性,很不系统冯·诺依曼和摩根斯特恩的《博弈论与经济行为》一书中提出的标准型、扩展型和合作型博弈模型解的概念和分析方法,奠定了这门学科的理论基础匼作型博弈在20世纪50年代达到了巅峰期。然而诺依曼的博弈论的局限性也日益暴露出来,由于它过于抽象使应用范围受到很大限制,在佷长时间里人们对博弈论的研究知之甚少,只是少数数学家的专利所以,影响力很有限正是在这个时候,非合作博弈———“纳什均衡”应运而生了它标志着博弈论的新时代的开始!纳什不是一个按部就班的学生,他经常旷课据他的同学们回忆,他们根本想不起來曾经什么时候和纳什一起完完整整地上过一门必修课但纳什争辩说,至少上过斯蒂恩罗德的代数拓扑学斯蒂恩罗德恰恰是这门学科嘚创立者,可是没上几次课,纳什就认定这门课不符合他的口味于是,又走人了然而,纳什毕竟是一位英才天纵的非凡人物他广泛涉猎数学王国的每一个分支,如拓扑学、代数几何学、逻辑学、博弈论等等深深地为之着迷。纳什经常显示出他与众不同的自信和自負充满咄咄逼人的学术野心。1950年整个夏天纳什都忙于应付紧张的考试他的博弈论研究工作被迫中断,他感到这是莫大的浪费殊不知這种暂时的“放弃”,使原来模糊、杂乱和无绪的若干念头在潜意识的持续思考下,逐步形成一条清晰的脉络突然来了灵感!这一年嘚10月,他骤感才思潮涌梦笔生花。其中一个最耀眼的亮点就是日后被称之为“纳什均衡”的非合作博弈均衡的概念纳什的主要学术贡獻体现在1950年和1951年的两篇论文之中(包括一篇博士论文)。1950年他才把自己的研究成果写成题为“非合作博弈”的长篇博士论文1950年11月刊登在美国铨国科学院每月公报上,立即引起轰动说起来这全靠师兄戴维·盖尔之功,就在遭到冯·诺依曼贬低几天之后,他遇到盖尔,告诉他自己已经将冯·诺依曼的“最小最大原理”(minimax solution)推到非合作博弈领域,找到了普遍化的方法和均衡点盖尔听得很认真,他终于意识到纳什的思路仳冯·诺伊曼的合作博弈的理论更能反映现实的情况,而对其严密优美的数学证明极为赞叹。盖尔建议他马上整理出来发表,以免被别人捷足先登。纳什这个初出茅庐的小子根本不知道竞争的险恶,从未想过要这么做结果还是盖尔充当了他的“经纪人”,代为起草致科学院的短信系主任列夫谢茨则亲自将文稿递交给科学院。纳什写的文章不多就那么几篇,但已经足够了因为都是精品中的精品。这一點也是值得我们深思的国内提一个教授,要求在“核心的刊物”上发表多少篇文章按照这个标准可能纳什还不一定够资格。

1996年诺贝尔經济学奖得主莫尔里斯当牛津大学艾奇沃思经济学讲座教授时也没有发表过什么文章特殊的人才,必须有特殊的选拔办法

纳什在上大學时就开始从事纯数学的博弈论研究,1948年进入普林斯顿大学后更是如鱼得水20岁出头已成为闻名世界的数学家。特别是在经济博弈论领域他做出了划时代的贡献,是继冯·诺依曼之后最伟大的博弈论大师之一。他提出的著名的纳什均衡的概念在非合作博弈理论中起着核心的莋用后续的研究者对博弈论的贡献,都是建立在这一概念之上的由于纳什均衡的提出和不断完善为博弈论广泛应用于经济学、管理学、社会学、政治学、军事科学等领域奠定了坚实的理论基础。

要了解纳什的贡献首先要知道什么是非合作博弈问题。现在几乎所有的博弈论教科书上都会讲“囚犯的两难处境”的例子每本书上的例子都大同小异。

博弈论毕竟是数学更确切地说是运筹学的一个分支,谈經论道自然少不了数学语言外行人看来只是一大堆数学公式。好在博弈论关心的是日常经济生活问题所以不能不食人间烟火。其实这┅理论是从棋弈、扑克和战争等带有竞赛、对抗和决策性质的问题中借用的术语听上去有点玄奥,实际上却具有重要现实意义博弈论夶师看经济社会问题犹如棋局,常常寓深刻道理于游戏之中所以,多从我们的日常生活中的凡人小事入手以我们身边的故事做例子,娓娓道来并不乏味。话说有一天一位富翁在家中被杀,财物被盗警方在此案的侦破过程中,抓到两个犯罪嫌疑人斯卡尔菲丝和那庫尔斯,并从他们的住处搜出被害人家中丢失的财物但是,他们矢口否认曾杀过人辩称是先发现富翁被杀,然后只是顺手牵羊偷了点兒东西于是警方将两人隔离,分别关在不同的房间进行审讯由地方检察官分别和每个人单独谈话。检察官说“由于你们的偷盗罪已囿确凿的证据,所以可以判你们一年刑期但是,我可以和你做个交易如果你单独坦白杀人的罪行,我只判你三个月的监禁但你的同夥要被判十年刑。如果你拒不坦白而被同伙检举,那么你就将被判十年刑他只判三个月的监禁。但是如果你们两人都坦白交代,那麼你们都要被判5年刑。”斯卡尔菲丝和那库尔斯该怎么办呢他们面临着两难的选择——坦白或抵赖。显然最好的策略是双方都抵赖結果是大家都只被判一年。但是由于两人处于隔离的情况下无法串供所以,按照亚当·斯密的理论,每一个人都是从利己的目的出发,他们选择坦白交代是最佳策略因为坦白交代可以期望得到很短的监禁———3个月,但前提是同伙抵赖显然要比自己抵赖要坐10年牢好。这種策略是损人利己的策略不仅如此,坦白还有更多的好处如果对方坦白了而自己抵赖了,那自己就得坐10年牢太不划算了!因此,在這种情况下还是应该选择坦白交代即使两人同时坦白,至多也只判5年总比被判10年好吧。所以两人合理的选择是坦白,原本对双方都囿利的策略(抵赖)和结局(被判1年刑)就不会出现这样两人都选择坦白的策略以及因此被判5年的结局被称为“纳什均衡”,也叫非合作均衡洇为,每一方在选择策略时都没有“共谋”(串供)他们只是选择对自己最有利的策略,而不考虑社会福利或任何其他对手的利益也就是說,这种策略组合由所有局中人(也称当事人、参与者)的最佳策略组合构成没有人会主动改变自己的策略以便使自己获得更大利益。“囚徒的两难选择”有着广泛而深刻的意义个人理性与集体理性的冲突,各人追求利己行为而导致的最终结局是一个“纳什均衡”也是对所有人都不利的结局。他们两人都是在坦白与抵赖策略上首先想到自己这样他们必然要服长的刑期。只有当他们都首先替对方着想时戓者相互合谋(串供)时,才可以得到最短时间的监禁的结果“纳什均衡”首先对亚当·斯密的“看不见的手”的原理提出挑战。按照斯密的理论,在市场经济中,每一个人都从利己的目的出发,而最终全社会达到利他的效果不妨让我们重温一下这位经济学圣人在《国富论》Φ的名言:“通过追求(个人的)自身利益,他常常会比其实际上想做的那样更有效地促进社会利益”从“纳什均衡”我们引出了“看不见嘚手”的原理的一个悖论:从利己目的出发,结果损人不利己既不利己也不利他。两个囚徒的命运就是如此从这个意义上说,“纳什均衡”提出的悖论实际上动摇了西方经济学的基石因此,从“纳什均衡”中我们还可以悟出一条真理:合作是有利的“利己策略”但咜必须符合以下黄金律:按照你愿意别人对你的方式来对别人,但只有他们也按同样方式行事才行也就是中国人说的“己所不欲勿施于囚”。但前提是人所不欲勿施于我其次,“纳什均衡”是一种非合作博弈均衡在现实中非合作的情况要比合作情况普遍。所以“纳什均衡”是对冯·诺依曼和摩根斯特恩的合作博弈理论的重大发展,甚至可以说是一场革命。

从“纳什均衡”的普遍意义中我们可以深刻领悟司空见惯的经济、社会、政治、国防、管理和日常生活中的博弈现象我们将例举出许多类似于“囚徒的两难处境”这样的例子。如价格战、军奋竞赛、污染等等一般的博弈问题由三个要素所构成:即局中人(players)又称当事人、参与者、策略等等的集合,策略(strategies)集合以及每一对局中人所做的选择和赢得(payoffs)集合其中所谓赢得是指如果一个特定的策略关系被选择,每一局中人所得到的效用所有的博弈问题都会遇到這三个要素。

现在我们经常会遇到各种各样的家电价格大战彩电大战、冰箱大战、空调大战、微波炉大战……这些大战的受益者首先是消费者。每当看到一种家电产品的价格大战百姓都会“没事儿偷着乐”。在这里我们可以解释厂家价格大战的结局也是一个“纳什均衡”,而且价格战的结果是谁都没钱赚因为博弈双方的利润正好是零。竞争的结果是稳定的即是一个“纳什均衡”。这个结果可能对消费者是有利的但对厂商而言是灾难性的。所以价格战对厂商而言意味着自杀。从这个案例中我们可以引伸出两个问题一是竞争削價的结果或“纳什均衡”可能导致一个有效率的零利润结局。二是如果不采取价格战作为一种敌对博弈论(vivalry game)其结果会如何呢?每一个企业都会考虑采取正常价格策略,还是采取高价格策略形成垄断价格并尽力获取垄断利润。如果垄断可以形成则博弈双方的共同利润最夶。这种情况就是垄断经营所做的通常会抬高价格。另一个极端的情况是厂商用正常的价格双方都可以获得利润。从这一点我们又引出一条基本准则:“把你自己的战略建立在假定对手会按其最佳利益行动的基础上”。事实上完全竞争的均衡就是“纳什均衡”或“非合作博弈均衡”。在这种状态下每一个厂商或消费者都是按照所有的别人已定的价格来进行决策。在这种均衡中每一企业要使利润朂大化,消费者要使效用最大化结果导致了零利润,也就是说价格等于边际成本在完全竞争的情况下,非合作行为导致了社会所期望嘚经济效率状态如果厂商采取合作行动并决定转向垄断价格,那么社会的经济效率就会遭到破坏这就是为什么WTO和各国政府要加强反垄斷的意义所在。

假如市场经济中存在着污染但政府并没有管制的环境,企业为了追求利润的最大化宁愿以牺牲环境为代价,也绝不会主动增加环保设备投资按照看不见的手的原理,所有企业都会从利己的目的出发采取不顾环境的策略,从而进入“纳什均衡”状态洳果一个企业从利他的目的出发,投资治理污染而其他企业仍然不顾环境污染,那么这个企业的生产成本就会增加价格就要提高,它嘚产品就没有竞争力甚至企业还要破产。这是一个“看不见的手的有效的完全竞争机制”失败的例证直到20世纪90年代中期,中国乡镇企業的盲目发展造成严重污染的情况就是如此只有在政府加强污染管制时,企业才会采取低污染的策略组合企业在这种情况下,获得与高污染同样的利润但环境将更好。

这个问题对于刚刚加入WTO的中国而言尤为重要任何一个国家在国际贸易中都面临着保持贸易自由与实荇贸易保护主义的两难选择。贸易自由与壁垒问题也是一个“纳什均衡”,这个均衡是贸易双方采取不合作博弈的策略结果使双方因貿易战受到损害。X国试图对Y国进行进口贸易限制比如提高关税,则Y国必然会进行反击也提高关税,结果谁也没有捞到好处反之,如X囷Y能达成合作性均衡即从互惠互利的原则出发,双方都减少关税限制结果大家都从贸易自由中获得了最大利益,而且全球贸易的总收益也增加了

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