导论：博弈论与经济学.ppt

博 弈 论 陈 艳 中国地质大学（武汉）经管学院 2010年秋 *博弈论（陈艳） 参考书目 o张维迎博弈论与信息经济学，上海：上海三联书店 、上海人民出版社，2001； o张守一，信息经济学，辽宁人民出版社，1992年 o王则柯，博弈论平话，中国经济出版社，1999年 o施锡铨，博弈论，上海财经大学出版社，2000年 o谢识予，经济博弈论，复旦大学出版社，2002年 o罗伯特吉本斯，博弈论基础，北京：中国社会科 学出版社，2000 o杰克赫什莱弗、约翰G赖利（著），不确定性 与信息分析，北京：中国社会科学出版社，2000 Date博弈论（陈艳） 导论：博弈论与经济学 Date博弈论（陈艳） 本章主要内容 o博弈论的经典案例 o博弈论与主流经济学 o博弈论与诺贝尔经济学奖 o博弈论的基本类型 Date博弈论（陈艳） 0.1博弈论经典案例 o海盗分金 o经济学上有个“海盗分金”模型，是说5个海盗抢得 100枚金币，他们按抽签的顺序依次提方案：首先由 1号提出分配方案，然后5人表决，超过半数同意方 案才被通过，否则他将被扔入大海喂鲨鱼，依此类 推。 o假定“每个海盗都是绝顶聪明且很理智”，那么“ 第一个海盗提出怎样的分配方案才能够使自己的收 益最大化？” Date博弈论（陈艳） o推理过程是这样的：从后向前推，如果1-3号海盗都喂了鲨鱼，只剩4 号和5号的话，5号一定投反对票让4号喂鲨鱼，以独吞全部金币。所 以，4号惟有支持3号才能保命。3号知道这一点，就会提（100，0，0 ）的分配方案，对4号、5号一毛不拔而将全部金币归为已有，因为他 知道4号一无所获但还是会投赞成票，再加上自己一票他的方案即可 通过。不过，2号推知到3号的方案，就会提出（98，0，1，1）的方 案，即放弃3号，而给予4号和5号各一枚金币。由于该方案对于4号和 5号来说比在3号分配时更为有利，他们将支持他而不希望他出局而由 3号来分配。这样，2号将拿走98枚金币。不过， 2号的方案会被1号 所洞悉，1号并将提出（97 ，0，1，2，0）或（97，0，1，0，2）的 方案，即放弃2号，而给3号一枚金币，同时给4号（或5号）2枚金币 。由于1号的这一方案对于3号和4号（或5号）来说，相比2号分配时 更优，他们将投1号的赞成票，再加上1号自己的票，1号的方案可获 通过，97枚金币可轻松落入囊中。这无疑是1号能够获取最大收益的 方案了！ Date博弈论（陈艳） o“海盗分金”其实是一个高度简化和抽象的模型， 体现了博弈的思想。 o模型任意改变一个假设条件，最终结果都不一样。 而现实世界远比模型复杂。 o首先，现实中肯定不会是人人都“绝对理性”。 o如果某人偏好看同伙被扔进海里喂鲨鱼。 o再就是俗话所说的“人心隔肚皮”。由于信息不对 称，谎言和虚假承诺就大有用武之地，而阴谋也会 像杂草般疯长，并借机获益。 Date博弈论（陈艳） 囚徒困境 o假设警察局抓住了两个合伙犯罪的嫌疑犯，但获 得的证据并不十分确切，对于两者的量刑就可能 取决于两者对于犯罪事实的供认。警察局将这两 名嫌疑犯分别关押以防他们串供。两名囚徒明白 ，如果他们都交代犯罪事实，则可能将各被判刑 5年；如果他们都不交代，则有可能只会被以较 轻的妨碍公务罪各判1年；如果一人交代，另一 人不交代，交代者有可能会被立即释放，不交代 者则将可能被重判8年。 Date博弈论（陈艳） 囚徒困境 个人理性最终导致集体理性的缺失 Date博弈论（陈艳） o对于两个囚徒总体而言，他们设想的最好的策略 可能是都不交代。但任何一个囚徒在选择不交代 的策略时，都要冒很大的风险，一旦自己不交代 而另一囚徒交代了，自己就将可能处于非常不利 的境地。对于囚徒A而言，不管囚徒B采取何种策 略，他的最佳策略都是交代。对于囚徒B而言也 是如此。最后两人都会选择交代。 Date博弈论（陈艳） 一报还一报 o这里与囚徒困境案例中有个不同之处：他们不只玩一遍 这个游戏，而是一遍一遍地玩上200次。这就是博弈论专 家所谓的重复的囚徒困境，它更逼真地反映了具有经常 而长期性的人际关系。而且，这种重复的游戏允许程序 在做出合作或背叛的抉择时参考对手程序前几次的选择 。 o一个程序总是不管对手作何种举动都采取合作的态度吗 ？或者，它能总是采取背叛行动吗？它是否应该对对手 的举动回之以更为复杂的举措？如果是，那会是怎么样 的举措呢？ o竞赛的桂冠属于其中最简单的策略：一报还一报（TIT FOR TAT）。 Date博弈论（陈艳） o它总是以合作开局，但从此以后就采取以其人之道还治其 人之身的策略。也就是说，一报还一报的策略实行了胡萝 卜加大棒的原则。它永远不先背叛对方，从这个意义上来 说它是善意的。它会在下一轮中对对手的前一次合作给予 回报（哪怕以前这个对手曾经背叛过它），从这个意义上 来说它是宽容的。但它会采取背叛的行动来惩罚对手前一 次的背叛，从这个意义上来说它又是强硬的。而且，它的 策略极为简单，对程序一望便知其用意何在，从这个意义 来说它又是简单明了的。 o具备以下特点的人，将总会是赢家：1善意的 ； 2宽 容的； 3强硬的； 4简单明了的。 Date博弈论（陈艳） 智猪博弈 o假设猪圈里有一大一小两只猪，猪圈的一头 有一个猪食槽，另一头有一个控制猪食供应 的按钮，揿一下按钮会有10个单位的猪食进 槽。若小猪去揿，大猪先吃，大猪可吃到9个 单位，小猪揿好后奔过来，则只能吃到1个单 位；若大猪去揿，小猪先吃，小猪可吃到4个 单位，大猪吃到6个单位；若同时去揿，奔过 来再同时吃，大猪可吃到7个单位，小猪吃到 3个单位。 Date博弈论（陈艳） 智猪博弈 小猪 按 等待 大猪按 等待 5，14，4 9，-10，0 Date博弈论（陈艳） o在这种情况下，不论大猪采取何种策略，小猪的 最佳策略是等待，即在食槽边等待大猪去揿按钮 ，然后坐享其成。而由于小猪总是会选择等待， 大猪无奈之下只好去揿按钮。这种策略组合就是 名闻遐迩的“纳什均衡”。它指的是，在给定一 方采取某种策略的条件下，另一方所采取的最佳 策略(此处为大猪揿按钮)， 多劳者不多得。 Date博弈论（陈艳） 斗鸡博弈 o两只公鸡面对面争斗，继续斗下去，两败俱伤，一 方退却便意味着认输。在这样的博弈中，要想取胜 ，就要在气势上压倒对方，至少要显示出破釜沉舟 、背水一战的决心来，以迫使对方退却。但到最后 的关键时刻，必有一方要退下来，除非真正抱定鱼 死网破的决心。 o如两人反向过同一独木桥，一般来说，必有一人选 择后退。在该种博弈中，非理性、非理智的形象塑 造往往是一种可选择的策略运用。如那种看上去不 把自己的生命当回事的人，或者看上去有点醉醺醺 、傻乎乎的人，往往能逼退独木桥上的另一人。 Date博弈论（陈艳） 斗鸡博弈(胆小鬼博弈) B 进 退 A进 退 -3，-32，0 0，20，0 Date博弈论（陈艳） 性别战 o谈恋爱中的男女通常是共渡周末而不愿意分开活动 的。但对于周末干什么，男女双方各自有着自己的 偏好。男方喜欢看足球比赛，女方喜欢看电影。 o在这个博弈中，存在着两个纳什均衡。男女双方或 者一起去看足球，或者一起去看电影。如果没有进 一步的信息，我们无法确定男女双方在上述博弈中 会作出什么选择。 o实际生活中，也许是这次看足球，下次看电影，如 此循环，形成一种默契。这里还有一个先动优势， 若男的买票，两人就出现在足球场，若女的买票， 两人就会在电影院。 Date博弈论（陈艳） 性别战 女 足球 芭蕾 男足球 芭蕾 2，10，0 0，01，2 先动优势所形成的“解”形成的机会 Date博弈论（陈艳） o“博弈论”的英语原文是Game Theory，直译过来就是游戏论 、运动论或竞赛论。譬如在足球比赛中，双方都想在努力巩固 防守的同时，积极进攻以置对方于“死地”。这种行为就是一 种博弈。“弈”在汉语中是下棋的意思，下棋中的双方行为特 征也如同足球比赛中双方的行为。当然，扩展开来讲，企业之 间的竞争、国家之间的角力等等，都是“游戏”，只是游戏的 内容不同而已。 o博弈论是研究决策主体的行为发生直接相互作用时候的决策以 及这种决策的均衡问题。 o我们身边充满了博弈，或者说，我们身边的许多行为、现象都 可用博弈来概括。“博弈论”不仅属于经济学，也理应属于社 会学、政治学、心理学、历史学等，这些学科也有理由分享“ 博弈论”那旖旎的学术风光和精细的分析技巧。 Date博弈论（陈艳） 0.2博弈论与主流经济学 o新古典经济学是价格理论，它有两个基本的假定：（1）市场参 与者的数量足够多从而市场是竞争性的，（2）参与人之间不存 在信息不对称问题。 o但这两个假定在现实中一般是不满足的。首先，在现实中，买 卖双方的人数常常是非常有限的，因由市场是不完全竞争的。 在这样的市场上，人们之间的行为是相互影响的，一个人的决 策必须考虑对方的反应，这就是博弈论要研究的问题。 o其次，现实中市场参与者之间的信息是不对称的。当出现这种 情况时，任何一个有效的制度安排必须满足“激励相容”。不 完全信息的存在就使得价格制度不能有效地解决合作与冲突， 需要非价格的制度安排。而非价格的制度安排的最显著特征是 参与者之间的行为的互动。当人们的视线从价格制度转向非价 格制度时，博弈论就成为经济学的基石 Date博弈论（陈艳） 传统微观经济学与博弈论的比较 o传统微观经济学的个人决策是在给定一个价格参数和 收入的条件下最大化自己的效用，个人的效用与其他 人无涉，所有其他人的行为都被总结在“价格”参数 之中 o博弈论中，个人效用不仅依赖于自己的选择，还依赖 于他人的选择，研究在存在外部经济条件下的个人选 择问题 o事实上,行为主体的数量通常不多,相互之间存在明显 影响 o经济学对博弈论寄予厚望，认为用博弈论可以重写经 济学原理 o博弈论改写经济学，从放宽新古典的完全竞争和完全 信息两个条件展开 Date博弈论（陈艳） o认为博弈论进入主流经济学，反映了经济学发展的下述 趋势： o一是经济学的对象越来越转向个体，即使是宏观经济学 ，也日益强调其微观基础的个人。研究个体的消费、投 资行为，需要博弈论。 o二是经济学越来越转向人与人之间的研究，特别是人与 人之间行为的相互影响和作用，人们之间的利益冲突与 一致，竞争与合作的研究。 o三是随着对信息的研究，经济学越来越重视信息问题。 因为它是人们决策的依据，理所当然地成为博弈论的主 战场。 Date博弈论（陈艳） 0.3博弈论与诺贝尔经济学奖 Date博弈论（陈艳） 1994年诺贝尔经济学奖获得者 美国人约翰-海萨尼(John C. Harsanyi) 和美 国人约翰-纳什(John F. Nash Jr.)以及德 国人莱因哈德-泽尔腾(Reinhard Selten) 获奖理由：在非合作博弈的均衡分析理论方 面做出了开创性的贡献，对博弈论和经济学 产生了重大影响 。 Date博弈论（陈艳） 约翰纳什 1928年生于美国 约翰海萨 尼 1920年生于 美国 莱因德泽 尔腾,1930 年生于德国 Date博弈论（陈艳） 1996年诺贝尔经济学奖获得者 英国人詹姆斯莫里斯 (James A. Mirrlees)和美国人威廉-维克瑞(William Vickrey) 获奖理由：前者在信息经济学理论领域做出 了重大贡献，尤其是不对称信息条件下的 经济激励理论的论述；后者在信息经济学 、激励理论、博弈论等方面都做出了重大 贡献。 Date博弈论（陈艳） 詹姆斯莫里斯 1936年生于英国 威廉维克瑞 ，1914-1996， 生于美国 Date博弈论（陈艳） 2001年诺贝尔经济学奖获得者 三位美国学者乔治-阿克尔洛夫(George A. Akerlof)、迈克尔-斯彭斯(A. Michael Spence)和约瑟夫-斯蒂格利茨(Joseph E. Stiglitz) 获奖理由：在“对充满不对称信息市场进 行分析”领域做出了重要贡献。 Date博弈论（陈艳） 约瑟夫斯蒂格利 茨，1943年生于美 国的印第安纳州， 1967年获美国麻省 理工学院博士头衔 ，曾担任世界银行 的首席经济学家， 现任美国哥伦比亚 大学经济学教授 乔治阿克尔洛夫 1940年生于美国的 纽黑文，1966年获 美国麻省理工学院 博士头衔，现为美 国加利福尼亚州大 学经济学教授。 迈克尔斯彭斯 1948年生于美国的 新泽西，1972年获 美国哈佛大学博士 头衔，现兼任美国 哈佛和斯坦福两所 大学的教授。 Date博弈论（陈艳） 2005年诺贝尔经济学奖获得者 以色列经济学家罗伯特奥曼（ Robert J. Aumann）和美国经济学 家托马斯谢林（Thomas C. Schelling） 获奖原因：“通过博弈论分析加强了 我们对冲突和合作的理解”所作出 的贡献而获奖。 Date博弈论（陈艳） 罗伯特奥曼 托马斯谢林 Date博弈论（陈艳） 0.4博弈论的基本类型 o合作博弈与非合作博弈 o合作博弈（cooperative game） o 达成有约束力的协议（binding agreement）强 调团体理性，强调效率、公正、公平 o非合作博弈（non-cooperative game） o 不能达成有约束力的协议。强调个人理性，个人 最优决策，其结果可能有效率，也可能无效率。 Date博弈论（陈艳） o非合作博弈有不同的种类： n从行动顺序角度： o静态博弈。参与人同时选择行动 o动态博弈。参与人的行动有先后顺序 n从拥有信息角度： o完全信息博弈。每个参与人对所有其他参与人的特征 、战略空间、支付函数有准确的知识 o不完全信息博弈。 Date博弈论（陈艳） 非合作博弈的基本分类 行动顺序 信息 静态动态 完全信息 完全信息静态博弈 纳什均衡 纳什（1950，1951） 完全信息动态博弈 子博弈精练纳什均衡 泽尔腾（1965） 不完全信息 不完全信息静态博弈 贝叶斯纳什均衡 海萨尼（1967-1968） 不完全信息动态博弈 精练贝叶斯纳什均衡 泽尔腾（1965） Kreps 和Wilson(1982) Fudenberg 和Tirole(1991) Date博弈论（陈艳） 静态博弈与动态博弈 (static games and dynamic games) o从参与人行动的先后顺序：静态博弈和动态博弈 o静态博弈：参与人同时选择行动或非同时行动但后行动 者并不知道前行动者采取了什么具体行动； o动态博弈：参与人行动有先后顺序，且后行动者能够观 察先行动者选择的行动。 Date博弈论（陈艳） 完全信息博弈与不完全信息博弈 (games of complete information and games of incomplete information) o参与人对其他参与人（对手）的特征、战略空间及支 付函数的知识：完全信息博弈和不完全信息博弈。 v完全信息：每一个参与人对所有其他参与人的（对手 ）的特征、战略空间及支付函数有准确的 知识，否则 为不完全信息。 Date博弈论（陈艳） 完美信息博弈与不完美信息博弈 (games with perfect information and games with imperfect information) o是关于动态博弈进行过