（企业管理专业论文）基于战略联盟博弈的企业群体演进研究.pdf

摘要 进化博弈论本是生物学中研究生物种群进化的博弈模型，这种模 型在应用于经济研究时，因考虑了有限理性等因素而比经典博弈论具 有更强的现实基础。另一方面，企业具有的自然属性使得用进化博弈 论研究企业群体更具可行性。鉴于此，本文以进化博弈论为基本方法 来研究企业群体演进分析。 进化博弈论在研究企业群体时，实际上还是以企业个体的配对博 弈为基础。本文利用战略联盟这一中间组织为个体配对博弈的载体， 实现对企业群体的演进分析。文章的导论部分首先对文章研究的问题 背景进行了描述，并简单地回顾了进化博弈论的发展，最后介绍了对 文章的研究意义以及文章的结构。接下来，本文从理论基础、基本假 定、分析思路以及经典概念等方面对进化博弈论进行了详细的介绍。 此外，本文对企业群体进化博弈的要素进行了系统的分析，主要包括 分析载体、策略空间以及结局，这些要素分别对应于战略联盟、战略 联盟中存在的竞争合作关系以及战略联盟的结局。以前面两部分为铺 垫，本文的第四部分利用复制动态方程这一概念，分析了对称和非对 称情形( 支付非对称、角色非对称、基于支付扰动的非对称) 下的博 弈模型，并对这些模型作了局部的改进。本文的实证分析部分以洗衣 机为例，利用相关数据，以战略联盟为基本分析载体，建立并分析了 我国家电供应商、销售终端群体( 以下简称为“家电供销群体”) 演 进的s g 模型，在此基础之上，完成了对我国家电供销群体的演迸发展 的实证研究，并得出了有意义的结论。最后一章主要是对全文分析的 结果进行了总结，并对以后的研究工作进行展望。 关键词进化博弈论，战略联盟，企业群体 a b s t r a c t t h ee v o l u t i o n a r yg a m et h e o r yi st h eg a m et h e o r yu s e dt os t u d yt h e s p e c i e s e v o l u t i o ni nb i o l o g y a tf i r s t w h e ni tw a s a p p l i e dt ot h ee c o n o m i c l e s e a r c l ! l , i th a sam o r er e a l i s t i cb a s et h a nt h ec l a s s i c a lg a m et h e o r yf o ri t s c o n s i d e r a t i o no nt h ef a c t o r s ，s u c ha sb o u n d e dr a t i o n a l i t y o nt h eo t h e r h a n d , t h en a t u r a lp r o p e r t i e so fe n t e r p r i s e sm a k et h ea p p l i c a t i o no f e v o l u t i o n a r yg a m et h e o r yt ot h er e s e a r c ho nt h eg r o u po fe n t e r p r i s e sm o r e f e a s i b l e t h e n , t h i st h e s i s s t u d i e st h ee v o l u t i o no ft h e g r o u p o f e n t e r p r i s e so nt h eb a s eo f t h ee v o l u t i o n a r yg a m et h e o r y i nf a c t , t h es t u d yo nt h eg r o u pb yt h eu s eo ft h ee v o l u t i o n a r yg a m e t h e o r yi s s t i l lb a s e do nt h ei n d i v i d u a l s - m a t c h e dg a m e f o rt h i sr e a s o n , t h i sp a p e rt a k et h es t r a t e g i c a la l l i a n c ea st h ee a l t i e rt oc o m p l e t et h e r e s e a r c ho ne v o l u t i o no ft h eg r o u po fe n t e r p r i s e s s o ，a tf i r s t , t h et h e s i s i n t r o d u c e sc o n t e x to ft h eq u e s t i o nt h ea r t i c l es t u d i e s ，a n dr e v i e w st h e d e v e l o p m e n t o f t h ee v o l u t i o n a r yg a m et h e o r y , a tl a s t , t h i sp a r ti n t r o d u c e s t h eb a s i so f t h es i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c ha n dt h es t r u c t u r eo f t h et h e s i s t h e nt h ea r t i c l ei n t r o d u c e st h ee v o l u t i o n a r yg a m et h e o r yi nd e t a i l ，s u c ha s t h e o r yb a s e ，b a s i ch y p o t h e s e s ，t h ew a y o fa n a l y s ea n dc l a s s i c a lc o n c e p e t s i na d d i t i o n , t h i sa r t i c l e a n a l y s e ss y s t e m a t i c a l l yt h ee l e m e n t so ft h e e v o l u t i o n a r yg a m eo ft h eg r o u po fe n t e r p r i s e s ，w h i c hi n c l u d e sa n a l y t i c a l c a r r i e r , s t a t e g i ca g g r e g a t e ，a n do u t c o m e s ，a n dt h e s ee l m e n t sw a sr e l a t e d t ot h e s t r a t e g i c a la l l i a n c e ，t h ec o o p e t i t i o nr e l a t i o ne x i s t i n gi nt h e s t r a t e g i c a la l l i a n c ea n dt h eo u t c o m e so ft h es t r a t e g i c a la l l i a n c e b a s e d0 1 1 t h et w of o r e p a r t s ，t h e f o r t h p a r ta n a l y z e s t h e s y m m e t r i c a l a n d a s y m m e t r i c a lm o d e l s ( p a y o f fa s y m m e t r y , r o l e c o n d i t i o n e da n d a s y m m e t r yb a s e do np a y o f fp e r t u r b a t i o n s ) b yt h eu s eo fr e p l i c a t o r d y n a m i c s ，a n di m p r o v e st h e ml o c a l l y t a k i n gt h ew a s l 恤, l gm a c h i n ef o r e x a m p l e ，t h ep a r to ft h ee m p r i c a ls t u d y , a tf i r 瓯m o d e l sa n da n a l y z e st h e s go ft h ee v o l u t i o no ft h e s u p p l i e r sa n dt h ed i s t r i b u t o r so fh o m e a p p l i a n c e sb yt h er e l a t e dd a t ao nt h eb a s i so ft h es t r a t e g i ca l l i a n c e ， t h e r e o u t , t h et h e s i sf i n i s h e st h ee m p r i c a ls t u d yo ft h ee v o l u t i o no ft h e s u p p l i e r sa n dt h ed i s t r i b u t o r so fh o m ea p p l i a n c e s ，a n d p r e s e n t ss o m e s i g n i f i c a n tr e s u l t s t h ef i n a lc h a p t e rs u m m a r i z e st h er e s u l t so ft h ew h o l e p a s s a g ea n dv i e w st h ef u t u r ew o r k k e yw o r d se v o l u t i o n a r yg a m e t h e o r y , s t r a t e g i c a la l l i a n c e ，t h eg r o u p o f e n t e r p r i s e s m 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：1 豫显 日期：2 0 0 6 年2 月6 日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家 或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者虢旺导师娩栖俸魄如缛脚6 日 硕士学位论文第1 章导论 1 1 研究背景 第1 章导论 2 0 世纪以来，全球经济发展迅速，市场日新月异，在这种极不稳定的环境中， 企业总面对着一些新的挑战和机遇。经济全球化，买方市场的形成，科技飞速发 展并能快速地推动经济发展，这些因素不但使得消费者的需求日益多样化，也使 得消费者需求的变化速度加快，随之出现的便是转瞬即逝的机遇或者突如其来的 危机，这些机遇或者危机并不总是对单个企业产生影响，更多的时候，它会直接 或者因“多米诺骨牌”效应间接对某些具有相似特点的企业所组成的群体产生巨 大的影响。最为典型的例子便是个人电脑产业的异军突起，影响了一大批企业。 在这些企业群体的沉浮之中，往往存在着相当激烈、复杂的利益冲突，各种企业 在这种利益博弈中奋力挣扎，从某种程度上来讲，企业的生存状况在这种情况下 并不总是取决于内部的管理，而是更倾向于受到其所在群体的总体发展状况及其 所处经济环境的影响。当然从更大的范围来看，这种企业群体的演迸( 在本文也 表现为进化) 还受到经济范围之外的政治、文化、国计民生等方面的影响io 企业群体的划分标准比较随机，但是，影响企业群体的因素大致可以分为计 划与市场两类。在市场经济中，企业群体的演进非常明显地受到市场机遇或者危 机的影响，2 0 世纪7 0 年代，机械表工业受到电子表的巨大冲击就可以说明这一点。 政府的政策也会对各种企业群体产生不同的影响，这一点在计划经济体制中表现 得尤为明显，新中国建立以来，中国的社会主义市场经济体制建设取得了巨大的 成就，经济也得到迅速的恢复和发展。在这个转型的过程中，政府政策倾斜往往 也造就了颇为壮观的企业群体的演进发展：2 0 世纪8 0 年代，中国乡镇企业异军突 起，不但跟国营企业抢原料、抢市场，更是抢人才、抢技术。尤其意外的是，这 些企业诱发了饮料食品和家用电器业的发展，直接引爆了国内消费市场的繁荣， 打响了民族工业的第一次振兴战：党的十一届三中全会以后，我国以“社会主义 公有制为主体的前提下，多种所有制经济共同发展”为宗旨进行了经济改革，私 营经济的发展在这一总的经济改革架构中得以实现；1 9 7 9 年，四个经济特区的建 立带动了当地经济蓬勃发展，并对此后中国改革开放乃至世界经济的发展都产生 这两种观点代表着管理学中的两种相对立的理论：管理万能论和管理象征论。前者认为管理者对组织的 成败负有直接责任。相反，象征论观点认为管理者对实质性的组织成果起着极为有限的作用，因为大量的 因素是管理者所不能控制的。管理者在很大程度上影响着象征性的效果。因而，管理者只有象征性的控制 力和影响力。现实是两种观点的综合：每一个组织中都存在着限制管理者决策的内部约束力量( 组织文化) 和外部约柬( 组织环境) ，但在一个相当大的范围内，管理者能对组织的绩效施加重大影响。而在理论研究 中，管理万能论的观点处于支配地位 一1 一 硕士学位论文第1 章导论 了深远的影响；现在我们正在经历的国有企业改革、和谐社会的建立也都会对某 些企业群体产生影响。 1 2 文献综述 博弈论主要研究当决策主体的行为发生直接相互作用时的决策依存及决策 均衡问题。它是数学的一个分支，理论界一般认为博弈论的真正起点是v o n n e u m a n n 和o s k a rm o r g e n s t e m 在1 9 4 4 年出版的著作( t h e o r yo fg a m e sa n d e c o n o m i cb e h a v i o r 。在2 0 世纪末，博弈论的研究迎来了发展的高潮，在此期间， j o h nf n a s h 、j o h nc h a r s a n y i 、r e i n h a r ds e l t e n 三人与w i l l i a mv i c k r e y 以及 r o b e r tj a u m a n n 、t h o m a sc s c h e l l i n g 两人因在博弈论基础领域及其经济应用 领域的卓越研究而分别获得了1 9 9 4 、1 9 9 6 和2 0 0 5 年的诺贝尔经济学奖。 进化博弈论源于博弈论在生物学中的应用，它的出现加强了经典博弈论的现 实基础，使博弈论适用于经济社会生活中更为普遍的有限理性条件。 迸化博弈论的早期研究在生物学领域可以追溯到v o l t e r r a 出版的几篇用博弈 论框架描述种群进化的论文( 1 9 2 6 、1 9 2 7 、1 9 3 1 ) ，以及f i s h e r 关于性别比例的 研究( 1 9 3 0 ) ，在经济学领域则可以追溯到古诺( c o u r n o t ，1 8 3 8 ) 对寡头市场产 量竞争中产量调整过程的研究，也就是所谓的“古诺调整”( c o u m o t a d j u s t m e n t ) 。 纳什对纳什均衡的“群体行为( m a s sa c t i o n ) 解释”1 则是包含较完整的进化博 弈思想的最早理论成果。 此后，进化博弈论是在经济学和生物学相互渗透的过程中迅速发展的。2 在 2 0 世纪中期。几个生物学家将经济学中使用的博弈论观点用来分析进化现象。 l e w a n t i n ( 1 9 6 0 ) 认为生命历史的遗传特征可以看作是策略，生殖是支付函数， 他还证明了与自然博弈的最优解是一个混合策略：v e m e r ( 1 9 6 5 ) 认为性别比例 就是策略，并证明在总的性别比例有所波动的情况下，一个种群的最优性别比例 为i ：i 。h a m i l t o n ( 1 9 6 7 ) 在个体和种群之间的博弈的意义上，强调了这种“与 博弈论中一些特别情形有着不可思议的相似性”，并分析了两种雌性寄生物在寄 主体内产卵所进行的配对竞争，由此，他第一次将博弈论运用于基于种群密度的 适应度( f i t n e s s ) 模型，以此来分析物种内部竞争。 在进化博弈论发展的第二个阶段，生物学家根据自己研究的需要对博奔论中 的概念进行了界定和修改。j o h nm a y n a r ds m i t h 和p r i c e ( 1 9 7 3 ) 在结合生物进化 论与经典博弈理论的基础上研究了生态演化现象，并提出了进化博弈论的基本均 衡概念进化稳定策略( e v o l u t i o n a r ys t a b l es t r a t e g y ，e s s ) ，随后m a y n a r d s m i t h ( 1 9 7 4 ) 对e s s 作了进一步的分析，提出并研究了第一个非对称博弈模型 硕士学位论文 第1 章导论 拥有者一入侵者模型( o 咖* h h u d 盯c 佃n i c t ) ( 1 9 7 6 ) 。目前学术界普遍认 为进化稳定策略概念的提出标志着进化博弈论的诞生。此后，生态学家t 匆h 和j o n k e r ( 1 9 7 3 ) 在考察生态进化的现象时提出了进化博弈论的基本动态概念一 一复制者动态( r e p l i c a t o rd y n a m i c s ) 。至此进化博弈论有了明确的发展目标。 1 9 9 2 年康奈尔大学举行了进化博弈理论专题学术会议，正式确立了该理论 的学术地位，在此之前，涌现出大量相关研究成果：s e l t e o 在传统单群体生态进 化模型中通过引进角色限制行为( r o l e c o n d i t i o n e db e h a v i o r ) 而对非对称模型进 行了更加深入研究；3 s c h a f f e r 首次给出了适应于描述有限规模群体的均衡定义； f o s t e r 和y o u n g 则首次给出了适应于描述连续随机系统的均衡定义。5 此外，博弈论学者对群体行为调整过程进行了广泛而深入的研究，由于他们 考虑问题的角度不同，对群体行为调整过程的研究重点也就不同，因而提出了不 同的动态模型，如w e i b u l l ( 1 9 9 5 ) 提出的模仿动态( i m i t a t i o nd y n a m i c s ) 模型， 认为人们常常模仿其他人的行为尤其是能够产生较高支付的行为；r g e r s 和 s a t i n 等提出并应用强化动态( r d n f o r e e m e n td y n a m i c s ) 来研究现实中参与人的 学习过程；7 s k y r m s 引入了意向动态( d e l i b e r a t i o n a l d y n a m i c s ) 模型对哲学中的 理性问题进行了讨论；5 s w i n k e l s 提出了近视调整动态( m y o p i ca d j u s l m e n t d y n a m i c s ) 。9 进化博弈论的理论内容日益丰富，并最终应用于其它学科。c o n l i s k 利用带 滞后项及随机项的离散时间动态分析参与人是否总是行为的最优者，并得出结 论：当群体中几乎都是最优化者时，模仿比最优化策略更合算；mp c y t o ny o u n g 利用进化博弈理论研究了社会习俗的形成；i i 1 2 文献 1 3 1 、r 1 4 利用进化博弈理 论研究了在自由竞争易货贸易经济中，当存在交易成本时，交易主体是如何选择 交易方式的；w e i t z m a n 利用进化博弈理论分析了股份制经济；博青木昌彦、奥 野正宽则利用进化博弈理论分析了社会经济体制的变迁。1 6 进化博弈论与认知科学结合所形成的行为博弈论( 即b e h a v i o u r a lg a m e t h c o r y ，也有人称之为认知博弈论c o g n i t i v eg a m et h e o r y 、博弈学习理论l c a r n i n g g e m et h e o r y ) 在实验经济学的基础上也得到了迅速地发展它将进化博弈论研 究的对象从群体延伸至个体。许多学习规则通过对实验数据的统计分析而确定下 来。信念学习( b e l i e f l e a r n i n g ) ( “习惯性学习”) 就是一种比较普遍的方法，在 这种学习中，参与入利用与其他人博弈的历史形成对其他参与者将来行为的预 测，并采取相应的行动；1 7 还有一种学习方法就是强度学习( r e i n f o r c e m e n t l e a r n i n g ) ，在这种学习中，参与者将会重复先前能够产生较好支付的策略墉( 可 能将权重分配给该策略，侈当权重为变量时，学习速度变慢) ；在融合了前两 种方法的综合模型e w a ( e x p e r i e n c e w e i g h t e da t t r a c t i o n ) 中，参与者对先前他 一3 一 硕士学位论文 第1 章导论 们并没有采取的策略所能产生的支付进行可能失实的预测，并对预测的结果进行 赋权；”还有一类混合模型就是“规则学习”( r u l el e a r n i n g ) ，在这种模型中。参 与者改变能够提供较高支付的学习规则的权数。2 2 现在，进化博弈论的研究已远远超过了原来的范畴，从应用范围来看，它已 经深入到社会学、经济学、心理学、生物学等学科领域，而它所研究的内容也囊 括了历经百万年的生物进化过程，以世纪计算的人类社会文化的传承，以及更短 时间内便能完成的学习认知过程。 1 3 研究意义 本文拟以两个企业组成的战略联盟为基本分析载体，运用进化博弈论来分析 我国家电供销群体在相互影响、相互作用情形下的演进发展。这种思路突破了传 统的企业群体演进研究方法，具有一定的实践意义和理论意义。 从理论上来看，以产业经济学为例，该学科也经常采用博弈论方法，但是这 种方法自身的缺陷常常限制了它在产业经济学中运用：由于经典博弈论是研究有 限经济个体的决策行为及其相互作用所达到的均衡状态的理论，因此该方法仅仅 局限于用来分析产业组织领域中寡头市场的企业决策行为及其作用规律：另一方 面，由于博弈论对决策主体理性的严格假设也限制了它在经济学中的运用。而将 进化博弈论运用于产业经济学中能够较好的弥补这些缺陷：由于进化博弈论研究 的是群体博弈的行为，因此进化博弈论可以研究非垄断市场的演进以及均衡规 律，而且能用来分析行业间企业群体的博弈行为，此外，对行为主体有限理性的 假设使得这种方法的研究对象更加接近于实际情况。 利用这种理论进行的实证分析对我国社会经济的发展也颇具指导意义。我国 市场经济发展到现阶段，已经出现非常多的矛盾，而其中销售终端和供应商之间 的矛盾一直存在且日益突出，因为销售终端日趋组织化、规模化发展、相关科学 技术的快速应用以及代理批发改革落后于商业零售改革等原因，销售终端在双边 关系中的强势地位日渐提高，批发、代理、厂家等供应商逐渐失去了与之抗衡、 叫板的实力，这一点在家电业中表现得尤为明显。在双边交易中，销售终端使出 各种不公平的伎俩，使得供应商的生存发展受到严重威胁。为此，国家商务部、 发展改革委、公安部、税务总局、工商总局五部委联合颁布并于今年1 1 月1 5 日起 执行零售商供应商公平交易管理办法，该办法据当前销售终端与供应商之间 的不平等交易现象，对零供交易中的强势方销售终端的行为作出了强制约 束，适当保护了供应商的利益。但是一些供应商认为，该法规对保护供应商来说 是一件好事，不过力度仍然不够。 硕士学位论文 第1 章导论 那么政府政策应该在多大程度上来扶持家电供应商群体，以解决目前存在的 不平衡状态呢? 这就是本文实证部分即将探讨的问题。相对于其他方法而言，进 化博弈论可以从整体上分析家电供销企业群体的演进，可以更加清晰地描述它们 演进过程，及其受环境因素的影响情况，而且这种方法还能依据已有的历史数据 预测出我国家电供销企业群体未来局势的走向，可以更加全面地为零售业、制造 业的发展提出中肯的建议。 1 4 论文主要结构及各章内容 本文各章节的内容结构如下介绍： 第一章主要是介绍性的文字首先分析了市场环境的不稳定性，并以我国各 类企业群体为例对企业群体进行了简单的介绍。第二节以进化博弈论的发展为线 索，对相关的文献进行了综述。最后介绍了本文研究的理论意义及其对实践指导 的作用，并简单介绍本文的主要内容和结构。 第二章主要介绍了进化博弈理论，内容主要涉及到了该理论的理论基础、基 本假定与分析思路，并对进化博弈论的模型进行了分类，最后介绍了进化博弈论 的经典概念：进化稳定策略和复制者动态方程。 第三章主要对企业群体博弈的要素进行了分析。进化博弈论的构成要素采用 了经典博弈论的概念或在其基础上作一定的修正，包括参与人( p l a y e r s ) 、策略 ( s t r a t e g i e s ) 、行动( a c t i o n s 或m o v e s ) 、信息( i n f o r m a t i o n ) 、支付( p a y o f f ) 、 结果( o u t c o m e ) 等，本章只是对企业群体演进博弈的主要要素单元博弈的 载体，博弈的策略空间以及博弈的结局进行了分析。 第四章主要是以战略联盟为载体，利用复制动态方程分析了进化博弈理论中 对称和非对称( 支付非对称、角色非对称、基于支付扰动的非对称) 模型，在具 体的分析过程中，还对这些模型进行了改进。 第五章在前面几章的基础之上，以洗衣机行业为例，利用相关数据建立了我 国家电供销群体的进化博弈模型，在此基础之上，对我国家电供销群体的发展进 行了分析。在这一分析过程中，本文是以战略联盟的个体博弈为载体来确定群体 博弈模型的参数，从而实现对我国家电供销群体发展的实证分析。 第六章主要是对全文的主要结论进行了总结，提出了本文的创新点和不足之 处，并进一步揭示了深入研究的方向。 硕士学位论文 第2 章进化博弈论简介 第2 章进化博弈论( e v o i u t i o n a r yg a m et h e o r y ) 简介 从2 0 世纪6 0 年代起，经典博弈论在研究中取得了巨大进步，生态学家开始将 其应用于解释生态现象，进化博弈论的雏形在这个时候就己经出现；七十年代梅 纳德女客澌( m a y n a r ds i m t h ) 和普莱斯( p r i c e ) 提出的进化稳定策略则标志 着进化博弈论的真正产生。进化博弈论首先是产生于生物学，2 0 世纪8 0 年代以后， 许多经济学家开始把进化博弈理论引入到经济学领域的研究中，用于分析社会制 度和经济制度的变迁，同时对进化博弈理论的研究也开始由对称博弈深入到非对 称博弈，并取得了一定的成果；自1 9 9 2 年关于进化博弈理论的会议在康奈尔大学 召开以后，进化博弈理论在经济学上的学术地位得到正式认可，进化博弈理论的 研究开始进入了一个崭新的阶段，其应用已经渗透到经济学领域中的各个方面， 成为经济学家们分析社会经济现象的有力工具下面我们将对进化博弈论进行详 细的介绍。 2 1 进化博弈论的理论基础、基本假定与分析思路 乱进化博弈论的理论基础 进化博弈论的理论基础主要来自于两个方面。其一是前面提到的经典博弈 论，进化博弈论的构成要素，包括参与人、策略、行动、信息、支付、结果等都 采用了经典博弈论的概念或在其基础上作一定的修正，另外，在经典博弈论中所 使用的均衡分析方法同样是进化博弈论分析和预测的主要方法。 进化博弈论的另一理论基础来自于生物学中拉马克的遗传理论、达尔文的生 物进化理论和近代发展起来的基因理论。在生物进化过程中，因为遗传和变异这 两种机制的影响，使得一些变异物种在竞争中获得较高支付( 繁殖成活率) 而幸 存下来；获得较低支付的变异物种则在竞争中被淘汰，即“物竞天择、优胜劣汰”， 在这种原则下物种进化趋于均衡。 b 进化博弈论的基本假设 l 、进化博弈论的基本假设之一是参与者的有限理性( b o u n d e dr a t i o n a l i t y ) ， 在某些情况下甚至假设参与者是幼稚( n a i v e ) 的，进化博弈论中的个体有限理 性体现在以下三个方面： ( 1 ) 惯性( i n e r t i a ) 。在每次行动的瞬间，各个参与者似乎是采取已经程序化 了的策略，但是进化博弈论假定每期内群体中的一部分人可以变更策略，这样， 一6 一 硕士学位论文 第2 章进化博弈论简介 采取各个策略的人群分布就会逐渐地被调整，反过来说，群体是不可能一下子变 化的，在策略选择上存在着惯性 惯性这一假设的存在，是用于分析下列情况的一种模式，即参与者不太了解 博弈结构，不清楚自己的行动将会带来多大的收益，或者变更策略会产生很大的 转换成本，因此很难想象全体都变更策略。 ( 2 ) 近视眼( m y o p i a ) 当有的参与者变更其策略时，进化博弈论将其视为 参与者在那个时点对最佳策略的考虑。这种思考会涉及到这一点：也许在一定的 时间内，别的参与者也可能同样会采取最佳行动，使得群体中的策略分布发生变 化，从而会出现最佳策略发生变化的情况。 近视眼假定是对下列情况的模式化，即虽然参与者的行动不完全是合理的， 但是在实践中有些参与者成功了，引起别的参与者模仿学习，从参与者并不具备 预测将来动向这一合理的假设来看，参与者是有限理性的。 ( 3 ) 试错法试验( t r a i la n de r r o r s 或e x p e r i m e n t s ) 。博弈中具有革新意识的参 与者也许不会拘泥于最佳策略，而是去尝试各种各样可能的策略，而且每一次都 会有一部分参与者改变策略，也许采用新策略的新生代能够与环境相适应，当然 采用新策略的小群体也可能会消失。 2 、进化博弈论的第二个重要假定是博弈的重复性和匿名性。博弈的重复性 是指在进化博弈中，博弈并不是一次性的，而是重复进行的，在这个重复博弈的 过程中，有可能发生变异( m u t a t i o n ) ；同时选择( s e l e c t i o n ) 机制也在重复博 弈中发挥着作用，这一机制甄选出具有较高收益的参与者，而获得较低支付的参 与者在长期的博弈过程中具有学习和模仿对手以逐步改善自身支付的能力。 博弈的匿名性是指博弈对手不像经典博弈论那样是确定的，具体的，而是随 机的，当局者仅知道对方的策略分布，即采取某种策略的参与者占总体的比例。 虽然参与者当前的行动方式将会影响其对手今后的行动方式，但是该参与者不太 可能继续与他当前的竞争对手匹配或与他当前的竞争对手经常相遇。 3 、进化博弈理论的第三个重要假定是选择动态满足收益单调性。所谓选择 动态的收益单调性是指对于任意两个产生不同收益的策略来说，产生高收益的策 略有更高的增长率，而产生相同收益的策略有相同的增长率，从另一角度来看， 这个假设实际上也描述了策略的“优胜劣汰”动态的收益单调性是自然选择和 参与者学习的共同结果。 c 进化博弈论的基本思路 进化博弈论认为，稳定均衡状态是有限理性的主体，即不可能正确地知道自 己所处的利害状况，发现最佳行动的能力也有限的主体，通过对被认为是最有利 硕士学位论文 第2 章进化博弈论简介 的策略的逐渐模仿，而最终所达到的状态。这样的过程实际上是采用获得更高收 益的策略的人数比率逐渐上升的动态过程，这与更善于适应现状的种类逐渐地占 据统治地位，即所谓生物进化的过程相类似”。在实际分析过程中，进化博弈论 通常是依靠策略均衡和动态方程等工具来描述这一过程的。 2 2 进化博弈理论基本模型分类 进化博弈理论的模型按所考察种群中存在的基因型( g e n o t y p e 2 4 ，有的文献 是用表现型( p h e n o t y p e ) ”) 的数量，可分为单形态( m o n o m o r p h i c ) 和多形态 ( p o l y m o r p h i c ) 模型，后者同时考察种群中的基因型或表现型的数量不止一种。 按考察的种群数量，进化博弈的模型可以分为单种群( s i n g l e - s p e c i e ，有的 文献是用s i n 酉e - p o p m a t i o i l 2 6 ) 和多种群( m u l t i s p e c i e 或m u l t i p o p u l a t i o n ) ，此时， 我们考察的实际上就是种群内部和种群之间进行的博弈。进化博弈论的发展是从 单形态、单种群转向多形态、多种群的。c r 懿锄a n a 和g 盯a y 对以上两种分类的四 种组合作了详细的分析。2 7 进化博弈模型还可以根据研究对象分为u n d e r l y i n gg a m e ( 以下简称u g ，描 述对象为群体) 和s u r f a c eg a m e ( 以下简称s g ，描述对象为个体) 。m a y n a r ds m i t h 提出了一种进化博弈模型，在这个模型中，从一个大种群中重复随机选择配对后 的个体作为鹰鸽博弈的行参与者或列参与者，我们称一个观察者看见两个个体在 这样的情况下所进行的鹰鸽博弈即为s g 。然而，由于进化博弈具有匿名性，个 体在搏弈过程中实际面对的是其对手所在的群体，此时需要用u g 进行分析，其 参与方涉及到了群体。源引文献 2 8 】的语言，可将s g 和u g 的关系表述如下：“当 s g 为鹰鸽博弈时，它的混合均衡对应于这个进化博奔的某种均衡，最简单的对 应情况就是u g 的单形态均衡，在这种博弈中，每一个动物的混合策略为：鹰， 0 5 ；鸽，0 5 对应于鹰鸽( h a w k - d o v e ) s g 模型中混合策略的u g 纯策略纳 什均衡相应地要求一半的动物采取鹰的策略，一半的动物采取鸽的策略。如果群 体充分大，一个被选择进行s g 的参与者面对的博弈方实际上采用鹰或鸽的概率 均为0 5 。因此，这个参与s g 的参与者所面对的策略问题实际上就是鹰鸽博弈中 一个面对选择均衡混合策略的对手的参与者所面对的问题”。 在进化博弈论中，进行s g 的个体往往都是来自于群体，这种形式的博弈其 零基因型和表现型是生物学概念，而进化博奔论把种群中生物体的基因型( 或表现型) 作为参与者的策略。 其中，基因型又称遗传型，它反映生物体的遗传构成，即从双亲获得的全部基因的总和。它可能发育为某 种性状的遗传基础。而表现型是指生物体所有性状的总和，与基因型一样，整个生物体的表现型也是无法 具体表示的。因此，实际使用的表现型往往也是指生物发育的某一具体性状。表现型是生物体把遗传下来 的某一性状发育的可能变成现实的表现。基因型、表现型与环境之间的关系可用如下公式来表示；表现型 = 基因型+ 环境，即生物体某一性状的表现受到从双亲获得的基因和环境这两个方面的影响。 一8 一 硕士学位论文第2 章进化博弈论简介 匹配方式实际上有三种：其一为单对模型，在每一阶段每个群体里只随机产生一 个个体，这n 个个体进行固定的博弈；其二为随机匹配模型，群体所有的个体与其 他群体的个体随机匹配进行博弈；其三为总体模型，所有的个体都采取行动参与 博弈，而每个决策者的收益由所有入的行动累积决定。除此之外，因为经济或社会 领域的问题更加灵活，所以个体的匹配也可以是一对多或多对多。拶 在s g 中，博弈的模型还可进一步分为对称博弈( s y m m e t r i cg a m e s ) 模型和 非对称博弈( a s y m m e t r i cg a m e s ) 模型。进化博弈是非对称的可能意味着研究的 两种群模型中行参与者是从一个种群中选出的，而列参与者是从另一种群中选择 的；也可能意味着单群模型中s g 的支付是非对称的：还可能意味着角色的非对 称( 这个模型是s e l t e n 于1 9 8 0 年提出的) ，这种非对称情况的标准模型就是 b o u r g e o i s 鹰鸽博弈模型( m a y 衄ls m i t h ，1 9 8 2 ) ，在这个模型中，行参与者是 世代居民或者是领土受到侵略的统治者，而列参与者是侵入者，e s h e l 和i l 缸对这 一标准模型进行详尽的讨论阳；第四种非对称的情形，就是基于支付扰动的非对 称。这些非对称往往就是博弈参与者采取策略的依据之一。 2 3 进化稳定策略( e v o l u t i o n a r ys t a b i es t r a t e g y ) 进化稳定策略是梅纳德史黟折( m a y n a 珈ls m i t h ) 和普莱斯( p r i c e ) 在1 9 7 3 年考察单种群、单形态中个体的适应度时提出的。进化稳定策略的基本思想是： 假设存在一个全部选择某一特定策略的大群体，由于突变的原因，在这个大群体 中产生了一个选择不同策略的突变小群体，从而形成一个混合群体，如果突变小 群体在混合群体的博弈中所得到的支付大于原群体中个体所得到的支付，那么小 群体就能够侵入整个群体，反之，就不能够侵入大群体而在进化过程中消失。如 果一个群体能够消除任何小突交群体，那么就称该群体达到了一种进化稳定状 态，此时该群体所选择的策略就是进化稳定策略。3 1 也进化稳定策略的定义 下面就介绍一下m a y n a r ds m i t h 和p r i c e 在1 9 7 3 对单种群、单形态、对称情形 下的进化稳定策略所进行的定义。假定存在一个个体数目为n 衅 l ，2 n ) 的 大群体，其中f i t 是一个充分大的数群体中每一个个体i e n 都有相同的纯策略空 间( 行动集) s k = s 。、鲂”瞄( 这种纯策略是相对于s g 来说的) ，于是混合策 略集合x 可定义为： x = x i ，】【2 x k ) ，其中，x ；= o ，x r = l 其中x i 表示群体( p o p u l a t i o n ) 中个体选择纯策略s i 的概率，也是在该时刻群体 一9 一 硕士学位论文第2 章进化博弈论简介 中选择纯策略s i 的个体所占的比例。此时，x 可视为进行u g 时的纯策略，由于群 体中个体进行的是对称博弈且个体数目充分大，因此可以认为群体中每个个体n 都选择相同的混合策略x 。 当k = 2 时，令s k = s 、s ，x = 、卜e ) 。如果对v s e s k ，s s ，存在一个e s e ( o ，1 ) ， 不等式f i s ，( 1 - e ) s + e s f i s ，( 1 - e ) s + e s 】对任意e e ( 0 ，e s ，) 都成立，则称s e s k 是进化稳 定策略。其中，s 表示突变策略；e s ，是一个与突变策略s 有关的常数，称之为侵 入壁垒( i n v a s i o nb a r r i e r s ) ；( 1 - e ) s + e s 表示选择进化稳定策略群体与选择突变策 略群体在混合群体中的组成情况。3 2 我们可以这样理解进化稳定策略：从u g 的角度来看，假定在大群体中存在 一个选择突变策略s e s k 的小群体，突变小群体在大群体中所占比例为e ( 0 ，1 ) ， ( 是一个非常小的正数) 。群体中个体之间进行两两重复匿名博弈，即无法判 定对手具体来自原群体还是突变群体，因此都认为对手来自状态( 1 e ) s + e s ，即 认为对手选择策略( 1 e ) s + e s ，这里所说的对手实际上是一个虚拟的参与人。我们 用f ( s ，( 1 ) s + 稻) 表示选择策略s 的参与人在博弈时所得到的期望支付( 即“适应 度”) ，f ( s ，( 1 - e ) s + e s ) 表示突变者选择策略s 所得到的支付，即可以理解为每个 参与者个体都面对一个能够代表整个群体( 即选择混合策略h ) 的个体。不等式 t i s ，( 1 一e ) s + e s f i s ，( 1 一e ) s + e s 】表示的是采用纯策略s 的群体在与采用纯策略 ( 1 e ) s + e s 的混合群体在博弈过程中所得到的支付，比采用纯策略s 的突变群体在 与采用纯策略n e ) s + e s 的混合群体在博弈过程中所得到的支付要多。 此后，m a y n a r ds m i t h 在1 9 8 2 年从s g 角度对e s s 作了更为精确的定义：若s 是 进化稳定均衡策略，则对于任意一个变异策略s ，必须满足以下等式： f ( s ，s ) 鼬，s )( 2 - 1 ) f ( s ，s ) = f ( s ，s ) ，则f ( s ，s ) 坟s ，s ) ( 2 - 2 ) 等式( 2 1 ) 表明如果策略s 是进化稳定策略，那么在与采取s 的个体进行博弈 时，选择突变策略s 的个体所得的支付不多于选择s 的个体得到的支付，即突变 群体不能侵入到选择进化稳定策略的群体中，也即突变群体可能和采取进化稳定 策略的群体处于相持阶段，也可能因为自己的侵入而消亡；等式( 2 2 ) 表明在与采 取s 的个体进行博弈时，若选择突变策略s 的个体所得的支付等于选择s 的个体得 到的支付，那么，在与采取s 的个体进行博弈时，选择进化稳定策略s 的个体所 得的支付多于选择s 的个体得到的支付，即当突变群体仅能够维持与选择进化稳 定策略群体的平衡时，突变群体可能因为选择进化稳定策略的