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因为分身乏术,警察一次只能在一个地方巡逻;而小偷也只能偷盗其中一家。若警察在某家看守财产,而小偷也选择了去该富户家,就会被警察抓住;若警察没有看守财产的富户家而小偷去了,则小偷偷盗成功。
一般人会凭着感觉认为,警察当然应该看守富户A家财产,因为A有2万元的财产,而B只有1万元的财产。实际上,对于警察的一个最好的做法是,警察抽签决定去A家还是B家。
因为A家的财产是B家的2倍,小偷自然光顾A家的概率要高于B家,不妨用两个签代表A家,比如如果抽到1、2号签去A家,抽到3号签去B家。这样警察有2/3的机会去A家做看守,1/3的机会去B家做看守。
而小偷的最优选择是:以同样抽签的办法决定去A家还是去B家实施偷盗,只是抽到1、2号签去A家,抽到3号签去B家,那么,小偷有l/3的机会去A家,2/3的机会去B家。这些数值是可以通过联立方程准确计算出的,笔者这里就不给出具体的数学计算过程了。
细心的读者会发现,警察捉小偷博弈与前面所举的两个博弈案例有一个很大的差别,就是用到了概率的知识,警察与小偷没有一个一定要选择某个策略的纳什均衡,而只有选择某个策略是多少几率的纳什均衡。
在博弈论中,可以选择出某个策略的纳什均衡,这个策略叫做纯策略。
用专业的话来说,所谓纯策略是指参与者在他的策略空间中选取惟一确定的策略。但至少存在一个混合策略均衡点。
所谓混合策略是指参与者采取的不是惟一的策略,而是其策略空间上的概率分布。这就是纳什于1950年证明了的纳什定理。而这个博弈没有纯策略纳什均衡点,而有混合策略均衡点。这个混合策略均衡点下的策略选择是每个参与者的混合策略选择。
最常见混和策略就是猜硬币游戏。比如在足球比赛开场,裁判将手中的硬币抛掷到空中,让双方队长猜硬币落下的正反面。由于硬币落下是正是反是随机的,概率应该都是1/2。那么,猜硬币游戏的参与者都是1/2的概率选择正与反,这时博弈达到混和策略纳什均衡。
再比如我们儿时玩的“剪、布、锤”就不存在纯策略均衡,对每个小孩来说,自己采取出“剪”、“布”、还是“锤”的策略应当是随机的。一旦一方知道另一方出其中某个策略的可能性增大,那么这个对弈者在游戏中输的可能性就增大。因此,每个小孩的最优混合策略是采取每个策略的可能性是l/3。在这样的博弈中,每个小孩各取三个策略的1/3是纳什均衡。
由此可见,纯策略是参与者一次性选取的,并且坚持他选取的策略。而混合策略是参与者在各种备选策略中采取随机方式选取的。
在博弈中,参与者可以改变他的策略,而使得他的策略选取满足一定的概率。当博弈是零和博弈时,即一方所得是另外一方的所失时,此时只有混合策略均衡。对于任何一方来说,此时不可能有纯策略的占优策略。
《生活中的博弈论》第一部分位置博弈的策略
有这么一个大家都很熟悉的现象,那就是在每个大大小小的城市街道上,经常见到一些地段上的商店十分拥挤,形成一个繁荣的商业中心区,但另一些地段却十分冷僻,没什么商店。
更有意思的是,往往同类型的商家总是聚集在比较近的地方,比如肯德基、麦当劳之间总是紧紧相邻。再如超市现象,前两年有很多人对超市的布局发表了一些议论。因为有人注意到,如果在一条街上有2~3家超市的话,这几家超市经常会“相依为邻”,选址离得很近,倘若它们稍微分散地布置于街上,无疑对市民的购物提供相当的便利,因此他们认为超市“拥挤”在一起属于资源浪费。
类似的事情也发生于国内各省级电视台的节目播放。很多电视迷会发现,大部分电视台总是将最精彩的节目放在相同的时间段,甚至有些时候是在相同时间段播放类似的节目,比如你播“快乐大本营”,我就播“超级总动员”;你播“玫瑰之约”,我就播“单身男女”。人都说文人相轻,电视台也是这么相煎太急。
博弈论能够对这个现象作出科学的解释。首先对一个简单的博弈模型进行叙述:
假设有条完全笔直的公路,连接城市A到城市B之间的交通。这条公路上每天行驶着大量的车辆,并且车流量在公路上是均匀分布的。假设有两家快餐店,我们不妨假设为靠高速公路起家的麦当劳与肯德基,它们要在这条公路上选择一个位置开设快餐,招揽来往车辆。为了能够更加清晰地说明这个博弈,我们不得不画一张图。
再对该模型作一个合乎逻辑的假定:通常情况下,车辆总是乐意到距自己最近的快餐店购买食物。根据这个原则,从资源的最佳配置来看,麦当劳、肯德基应该分别开在1/4、3/4处是最优。
在这种均匀散布的情况下,每家快餐店都拥有1/2的顾客量,同时对于开车的人们总体来说,这种策略的选择,车辆到快餐店的总的距离最短。
然而,人生不如意事十之八九,天并不总能遂人之愿。肯德基与麦当劳都是百年老店,自然是精明之至,从经济学上就是具有经济理性。他们只要手段合法,总是希望自己的生意尽可能地红火,至于其他人的生意的好坏则与己无关。
出于这种理性,肯德基分店经理肯定会想到:如果我将店铺从3/4点处向左移一点,那么1/4点之间的中点不再是1/2点处,而是位于1/2点的靠左边一点。这等于说,这一移位,肯德基将从麦当劳夺取部分顾客,这对于肯德基单方面来说无疑是一个好主意。当然麦当劳也不甘示弱,作为一个“理性人”,麦当劳自然也应该想到将自己的店铺从1/4点处向右移动以争取更多的顾客。
不难想象,双方博弈的结果将使他们的店铺设置在l/2中点附近达到纳什均衡状态,甲乙两人相依为邻且相安无事地做起快餐生意。如果我们放宽条件,不是两家快餐店,而是很多家快餐店,很容易分析得到结果:这些快餐店仍然会在1/2处设店达到纳什均衡。
同样的道理,如果地段的繁华等其他原因在一条路上都可以认为到处相同的话,没有一个商家会将自己安置于某条路的一头,只要条件许可,超市将几乎趋向于相依为邻,这种现象完全可以看做公正的市场竞争的合理结果。这就是很多城市商业中心形成的原理,在博弈论中称为位置博弈。
电视台之间在时间段上的重叠问题在本质上就是位置博弈。事实上,我们只要将时间设想为上述案例中的公路,就不难分析出:市场竞争的结果就是,观众青睐的精彩节目将集中在同一黄金时段。在这种情况下,电视台之间的竞争会更加激烈,为了获得收视率,电视台只能在制作质量上下功夫,最终获得实惠的仍然是广大观众。
西方国家在名义上是民权政治。实际上,选举上台的各个政党之间的政策并没有多大差别。就拿美国来说,民主党与共和党为了能够获得总统大选的胜利,必须要尽量争取最多的选民。两党在制订政策时,必然以这个目的为原则。我们把选民的政治主张看成是位置博弈中的均匀分布的人群,把两个政党看成是两个店铺,最终的结果必然是两个政党的政策趋向于折衷,并且非常近似。从这个意义上来说,西方政党的换届选举倒真是有“换汤不换药”的味道。
《生活中的博弈论》第一部分猎鹿模型的合作哲学
社会学告诉我们,在人类文明之初的原始社会,人们维生的方式主要是狩猎。
话说某个部落有两个出色的猎人,某一天他们狩猎的时候,看到一头梅花鹿。于是两人商量,只要守住梅花鹿可能逃跑的两个路口,梅花鹿就会无路可逃。只要他们能够齐心协力,梅花鹿就会成为他们的盘中餐。不过只要其中有任何一人放弃围捕,梅花鹿就会逃跑掉。
“福兮祸之所依;祸兮福之所伏。”有时运气太好并不一定有好的结果。正当两个猎人严阵以待,围捕梅花鹿的时候,在两个路口都跑过一群兔子,如果猎人去抓兔子,会抓住4只兔子。从维持生存的角度来看,4只兔子可以供一个人吃4天,1只梅花鹿如果被抓住将被两个猎人平分,可供每人吃10天。这里不妨假设两个猎人叫A和B。
在这个矩阵图中,每一个格子都代表一种博弈的结果。具体说来:
1.左上角的格子表示,猎人A和B都抓兔子,结果是猎人A和B都能吃饱4天;
2.左下角的格子表示,猎人A抓兔子,猎人B打梅花鹿,结果是猎人A可以吃饱4天,B则一无所获;
3.在右上角,猎人A打梅花鹿,猎人B抓兔子,结果是猎人A一无所获,猎人B可以吃饱4天;
4.在右下角,猎人A和B合作抓捕梅花鹿,结果是两人平分猎物,都可以吃饱10天。
在这个博弈中,根据纳什均衡的定义,应用博弈论中的“严格劣势删除法”(有兴趣的读者可以找本书参考文献中的相关书籍阅读,这里不做详细介绍。)可以得到该博弈有两个纳什均衡点,那就是:要么分别打兔子,每人吃饱4天;要么合作,每人吃饱10天。
两个纳什均衡,就是两个可能的结局。两种结局到底哪一个最终发生,这无法用纳什均衡本身来确定。
比较'10,10'和'4,4'两个纳什均衡,明显的事实是,两人一起去猎梅花鹿比各自去抓兔子可以让每个人多吃6天。按照经济学的说法,合作猎鹿的纳什均衡,分头抓打兔子的纳什均衡,具有帕累托优势。与'4,4'相比,'10,10'不仅有整体福利改进,而且每个人都得