协调与谈判解定义

1、协调与谈判解定义 4.1 协调博弈 4.1.1 多重纳什均衡多重纳什均衡 4.1.2 协调博弈协调博弈4.1.1 多重纳什均衡多重纳什均衡 多重纳什均衡多重纳什均衡 多重纳什均衡的一些选择标准多重纳什均衡的一些选择标准 多重纳什均衡多重纳什均衡 当一个博弈中存在有不止一个纳什均衡时，称为一个多多重纳什均衡博弈问题重纳什均衡博弈问题。 在多重纳什均衡的情况下，有两个基本问题两个基本问题： 一是在多个纳什均衡中进行选择的标准， 二是如何保证局中人的策略选择能保证所选策略能实现纳什均衡，而这两个问题又是交织在一起的。多重纳什均衡的一些选择标准多重纳什均衡的一些选择标准 1. 帕累托占优纳什均衡。 2

2、. 风险占优纳什均衡。 3. 聚点均衡。帕累托占优纳什均衡帕累托占优纳什均衡 定义定义 在博弈在博弈 中，若中，若 均为均为G的其纳什的其纳什均衡，若均衡，若 满足满足 则称则称 为博弈为博弈G的帕累托占优纳什均衡。的帕累托占优纳什均衡。 例例4.1.1 战争与和平博弈战争与和平博弈 设有两个国家均有战争与和平两策略，其博弈结果如右： 该博弈有三个纳什均衡：（战争，战争）、（和平，和平）和一个混合策略纳什均衡 。很显然，（和平，和平）是一个帕累托占优纳什均衡。 , , iiGNSP12,msss0is0()()iiijP sP s1,2, ,1,2,in jm0is(2/7,5/7),(2/7

3、,5/7)风险占优纳什均衡风险占优纳什均衡 例例4.1.2 价格竞争博弈：设有两个商家，价格竞争博弈：设有两个商家，均有均有“高价高价”和和“低价低价”两种策略，两种策略，其收益情况见右表：其收益情况见右表： 该博弈有三个纳什均衡点：（高价，高价）、（低价，低价）该博弈有三个纳什均衡点：（高价，高价）、（低价，低价）和一个混合策略纳什均衡点和一个混合策略纳什均衡点 。 经过比较，（高价，高价）是一个帕累托占优纳什均衡。但是经过比较，（高价，高价）是一个帕累托占优纳什均衡。但是纳什均衡（低价，低价）对商家更有吸引力。因为采用帕累托占纳什均衡（低价，低价）对商家更有吸引力。因为采用帕累托占优纳什均

4、衡（高价，高价）具有风险，当局中人优纳什均衡（高价，高价）具有风险，当局中人1采用采用“高价高价”策略时，若对方局中人策略时，若对方局中人2采用采用“低价低价”时，他得到的收益将减少时，他得到的收益将减少到到0；而局中人出；而局中人出“低价低价”策略，可保证最低收入为策略，可保证最低收入为7。7 17 1( , ),( , )8 88 8 若将此例的情况再特殊一点，若将此例的情况再特殊一点，假设这两个商家相邻，假设这两个商家相邻，且出售同一品牌的同一种产品，且出售同一品牌的同一种产品，其收益情况见右表：其收益情况见右表： 此时，博弈仍有三个纳什均衡，其中（高价，高价）和（低价，此时，博弈仍有三

5、个纳什均衡，其中（高价，高价）和（低价，低价）仍是两个纯策略纳什均衡点，（高价，高价）是帕累托占低价）仍是两个纯策略纳什均衡点，（高价，高价）是帕累托占优纳什均衡。但此时商家一定会出优纳什均衡。但此时商家一定会出“低价低价”策略，而避免出策略，而避免出“高高价价”策略的风险。在这个博弈中，我们称（低价，低价）为该博策略的风险。在这个博弈中，我们称（低价，低价）为该博弈的弈的“风险占优纳什均衡风险占优纳什均衡”。 风险占优纳什均衡难以给一个准确的定义，它取决于局中人的风风险占优纳什均衡难以给一个准确的定义，它取决于局中人的风险态度，历史情况，外来影响等多种因素，只能具体情况具体分险态度，历史情况

6、，外来影响等多种因素，只能具体情况具体分析。风险占优纳什均衡在经济和管理中的应用是非常普遍的现象析。风险占优纳什均衡在经济和管理中的应用是非常普遍的现象聚点均衡聚点均衡 在一些多重均衡的博弈中，人们对多个均衡点选取依赖于博在一些多重均衡的博弈中，人们对多个均衡点选取依赖于博弈之外的一些特定的环境状态，包括共同的知识，共同的习惯，弈之外的一些特定的环境状态，包括共同的知识，共同的习惯，特殊的背景等。特殊的背景等。 在前面的第在前面的第2章中，我们讨论过夫妻爱好问题。该博弈中章中，我们讨论过夫妻爱好问题。该博弈中有三个纳什均衡，其中两个纯策略纳什均衡分别是（足球，足球）有三个纳什均衡，其中两个纯策

7、略纳什均衡分别是（足球，足球）和（芭蕾，芭蕾）。夫妻双方选择什么样的纳什均衡呢？这里不和（芭蕾，芭蕾）。夫妻双方选择什么样的纳什均衡呢？这里不存在上述的帕累托占优纳什均衡，也不存在风险占优纳什均衡，存在上述的帕累托占优纳什均衡，也不存在风险占优纳什均衡，其均衡选择依赖于该博弈之外的特定环境。如果丈夫工作劳累，其均衡选择依赖于该博弈之外的特定环境。如果丈夫工作劳累，妻子温柔体贴，他们会选择（足球，足球）；如果该周末正好是妻子温柔体贴，他们会选择（足球，足球）；如果该周末正好是妻子的生日，他们会选择（芭蕾，芭蕾）。妻子的生日，他们会选择（芭蕾，芭蕾）。 在多重均衡的博弈中，我们称这种有一致意向选择

8、的均衡在多重均衡的博弈中，我们称这种有一致意向选择的均衡为为“聚点均衡聚点均衡”，它取决于该博弈之外的特定环境。，它取决于该博弈之外的特定环境。 例例4.1.3 约会博弈约会博弈现有两个人约定第二天就一项重要事宜进行商讨，但未给出具现有两个人约定第二天就一项重要事宜进行商讨，但未给出具体时间。一旦约会成功，两人都会有收益，约会不能见面会误体时间。一旦约会成功，两人都会有收益，约会不能见面会误事，收益为负效应。假设第一人在时刻到达，而第二个人在时事，收益为负效应。假设第一人在时刻到达，而第二个人在时刻到达。显然当时，是纳什均衡点，这种纳什均衡点有无穷多刻到达。显然当时，是纳什均衡点，这种纳什均衡

9、点有无穷多个。个。 进行约会的对方会选择哪一时刻，取决于博弈之外的特定环境。进行约会的对方会选择哪一时刻，取决于博弈之外的特定环境。如果双方都知道对方的工作习惯是上午如果双方都知道对方的工作习惯是上午9点开始工作，他们会选点开始工作，他们会选择会面时刻在上午择会面时刻在上午9点。如果对方历次见面都是中午点。如果对方历次见面都是中午12点吃工作点吃工作餐，他们会选择时刻在中午餐，他们会选择时刻在中午12点。点。 在多重均衡的博弈中，聚点均衡只能具体问题具体分析。在多重均衡的博弈中，聚点均衡只能具体问题具体分析。4.1.2 协调博弈协调博弈 多重均衡的博弈的两个难题多重均衡的博弈的两个难题 协调博

10、弈的分类协调博弈的分类 纯粹协调博弈的特征纯粹协调博弈的特征 博弈论专家对实现协调有一些共同的看法博弈论专家对实现协调有一些共同的看法 多重均衡的博弈的两个难题多重均衡的博弈的两个难题 第一个难题是，当理性的局中人面临着多种策略可以达到第一个难题是，当理性的局中人面临着多种策略可以达到均衡时，如何使所有局中人在策略选择上实现纳什均衡的均衡时，如何使所有局中人在策略选择上实现纳什均衡的一致性，即使每个局中人的选择结果而组成的策略组合是一致性，即使每个局中人的选择结果而组成的策略组合是一个纳什均衡。一个纳什均衡。 第二个难题是，在多重均衡中，存在有社会最优的帕累托占优第二个难题是，在多重均衡中，存

11、在有社会最优的帕累托占优纳什均衡，如何使所有的局中人选择策略，使得组成的策略组纳什均衡，如何使所有的局中人选择策略，使得组成的策略组合是一个帕累托占优纳什均衡。这构成了协调博弈讨论的问题。合是一个帕累托占优纳什均衡。这构成了协调博弈讨论的问题。协调博弈的分类协调博弈的分类 对协调博弈可分为两类：纯粹协调博弈和非纯粹协调博弈。对协调博弈可分为两类：纯粹协调博弈和非纯粹协调博弈。 在一个纯粹协调博弈中，局中人对不同的均衡有相在一个纯粹协调博弈中，局中人对不同的均衡有相同的偏好。例如，例同的偏好。例如，例4.1.2 。在一个非纯粹协调博弈中，局中人对不同的均衡有不在一个非纯粹协调博弈中，局中人对不同

12、的均衡有不同的偏好。例如夫妻爱好博弈。同的偏好。例如夫妻爱好博弈。 纯粹协调博弈的特征纯粹协调博弈的特征纯粹协调博弈有什么特征，我们先看一个例题。纯粹协调博弈有什么特征，我们先看一个例题。 例例4.1.4 Cooper的协调博弈：设有两个局中人的协调博弈：设有两个局中人A和和B，两人从事同，两人从事同一种生产。局中人努力的情况为一种生产。局中人努力的情况为 。假设人均消。假设人均消费量为费量为 每个人的得益为每个人的得益为 该博弈的得益矩阵如图该博弈的得益矩阵如图 该博弈有两个纯策略纳什均衡该博弈有两个纯策略纳什均衡(1，1)和和(2，2)，很明显（，很明显（1，1）是风险占优均衡。而（是风险

13、占优均衡。而（2，2）是帕累托占优纳什均衡。帕累托占）是帕累托占优纳什均衡。帕累托占优纳什均衡是社会最优的。这显然是个纯粹协调博弈问题。优纳什均衡是社会最优的。这显然是个纯粹协调博弈问题。1,2,ieiA Bmin ,ije e2 min , , ,iijie ee ij i jA B 在该博弈中，若局中人在该博弈中，若局中人A选择了策略选择了策略2，局中人，局中人B从第一个均衡从第一个均衡（1，1）转向（）转向（2，2），），B的收益将增加的收益将增加1个单位。局中人个单位。局中人A和和B位置交换结论也一样。这表明，有一个局中人选择了帕累托占优位置交换结论也一样。这表明，有一个局中人选择了帕

14、累托占优纳什均衡中的策略，能增加另一方选择帕累托占优纳什均衡中策纳什均衡中的策略，能增加另一方选择帕累托占优纳什均衡中策略的边际收益。这种具有正反馈的特征称之为策略的互补性。略的边际收益。这种具有正反馈的特征称之为策略的互补性。 在实际的博弈中，局中人是否都会选择策略在实际的博弈中，局中人是否都会选择策略2，或在多次同样的，或在多次同样的博弈中局中人都会选择策略博弈中局中人都会选择策略2，以实现帕累托占优纳什均衡呢？，以实现帕累托占优纳什均衡呢？答案是否定的。答案是否定的。 对纯粹协调博弈，（下面简称协调博弈）的研究大多是用实验博对纯粹协调博弈，（下面简称协调博弈）的研究大多是用实验博弈的方法

15、进行的。下面将弈的方法进行的。下面将Cooper等人对协调博弈的研究介绍如下。等人对协调博弈的研究介绍如下。 CG是是Cooperation Game 的简称，的简称，22是指是指2人人双矩阵非合作博弈。双矩阵非合作博弈。该博弈的得益矩阵如下：该博弈的得益矩阵如下： 该博弈有两纯策略纳什均衡该博弈有两纯策略纳什均衡1，1和和2，2，其中，其中1，1是风险是风险占优均衡，占优均衡，2，2是帕累托占优纳什均衡，这与例在本质上是一是帕累托占优纳什均衡，这与例在本质上是一样的。样的。 库珀库珀（Cooper）对该博弈的实验是这样进行的：选择了对该博弈的实验是这样进行的：选择了11个人，个人，每人均与其

16、余人进行上述得益矩阵下的两次博弈，其博弈顺序不每人均与其余人进行上述得益矩阵下的两次博弈，其博弈顺序不是公共的知识。若每次博弈完后，则按上面得益矩阵计分。当实是公共的知识。若每次博弈完后，则按上面得益矩阵计分。当实验全部结束后，参与人按所得的分数进行奖励。验全部结束后，参与人按所得的分数进行奖励。实验结果表明，自然协调成功的情况不存在。在实验进行到最后实验结果表明，自然协调成功的情况不存在。在实验进行到最后11个阶段的博弈中，出现了个阶段的博弈中，出现了10次次1，1的风险占优均衡，有的风险占优均衡，有1次未出现均衡，次未出现均衡，而帕累托占优纳什均衡而帕累托占优纳什均衡2，2未出现。库珀对这

17、种现象的解释是：风未出现。库珀对这种现象的解释是：风险占优在该博弈中的指导作用要好于帕累托占优。险占优在该博弈中的指导作用要好于帕累托占优。 不少学者进行了类似的不少学者进行了类似的2人协调博弈实验。取所取得局中人的得益函人协调博弈实验。取所取得局中人的得益函数为数为 其中为局中人的策略，取值为自然数序列，可参考例。这些实验都与其中为局中人的策略，取值为自然数序列，可参考例。这些实验都与库珀对库珀对CG-22的博弈实验有类似结论。的博弈实验有类似结论。min , ,1,2,iijiae eb e ab i jij ie例例4.1.6 CG-34.1.6 CG-33 3协调博弈：协调博弈：CG的

18、意义同例的意义同例4.5，33是指一个是指一个2人人3策略的非合作博弈。策略的非合作博弈。 该博弈的得益矩阵为：该博弈的得益矩阵为： 库珀通过改变参数库珀通过改变参数x和和y的取值，实验局中人对这些参数的理解的取值，实验局中人对这些参数的理解和对均衡的影响。其中三个最典型的实验为：和对均衡的影响。其中三个最典型的实验为： 情形情形1：（x，y）=（1000，0） 情形情形2：（x，y）=（700，1000） 在这两种情况下，策略组合在这两种情况下，策略组合1，1和和2，2都是纯策略纳什均衡，都是纯策略纳什均衡，且且1，1是风险占优均衡，是风险占优均衡，2，2是帕累托占优纳什均衡。是帕累托占优纳

19、什均衡。实验的结果是：实验的结果是：（1）博弈的结果基本上都是纳什均衡；博弈的结果基本上都是纳什均衡；（2）在情形在情形1中，多数结果是中，多数结果是1，1风险占优均衡；在情形风险占优均衡；在情形2中，多中，多数数 结果是结果是2，2帕累托占优纳什均衡。帕累托占优纳什均衡。 在该博弈中，策略组合在该博弈中，策略组合3，3称为次优策略组合，但不是纳什均称为次优策略组合，但不是纳什均衡。对策略衡。对策略3，情形，情形1中局中人的最优反应是策略中局中人的最优反应是策略1，而在情形，而在情形2中，局中人的最优反应是策略中，局中人的最优反应是策略2。因此，库珀对该博弈结果的。因此，库珀对该博弈结果的解释

20、是：寻求次优策略的最优反映导致了均衡结果的选择。解释是：寻求次优策略的最优反映导致了均衡结果的选择。 情形情形3：（：（x，y）=（700，650）。）。 这时，博弈的纯策略纳什均衡同情形这时，博弈的纯策略纳什均衡同情形1和情形和情形2一样，一样，3，3仍然是次优的策略组合。仍然是次优的策略组合。对策略对策略3，局中人的最优反应是策略，局中人的最优反应是策略1。但实验结果表现为均衡。但实验结果表现为均衡2，2结果。因而库结果。因而库珀得到珀得到“没有出现完全和这些结果一致的解释没有出现完全和这些结果一致的解释”。这里的。这里的“这些结果这些结果”是指上面提出是指上面提出的，寻求次优策略的最优反

21、映导致了均衡结果的选择。的，寻求次优策略的最优反映导致了均衡结果的选择。博弈论专家对实现协调有一些共同的看法博弈论专家对实现协调有一些共同的看法1. 1. 博弈前的交流。博弈前的交流。 假定在博弈前，局中人可以向对方传递信息，但这一信息并不假定在博弈前，局中人可以向对方传递信息，但这一信息并不约束局中人在博弈中对策略的选择。这类博弈通常称为廉价商约束局中人在博弈中对策略的选择。这类博弈通常称为廉价商议议（cheap talk）博弈。博弈。库珀对例的协调博弈进行实验，并发现，如果局中人双方都发库珀对例的协调博弈进行实验，并发现，如果局中人双方都发出声明，即双向沟通的情况下，最后出声明，即双向沟通

22、的情况下，最后n个阶段中，个阶段中，91%的结果的结果都是都是2，2帕累托均衡。而且，最后帕累托均衡。而且，最后n个阶段中，所有声明的策个阶段中，所有声明的策略都是略都是2。在单向沟通的情况下，廉价商议的结果则不那么明。在单向沟通的情况下，廉价商议的结果则不那么明显。实验结果表明，显。实验结果表明，53%的结果实现了帕累托占优纳什均衡，的结果实现了帕累托占优纳什均衡，并且并且87%的情况下局中人宣布策略是的情况下局中人宣布策略是2，并发出声明的局中人，并发出声明的局中人并不总是遵守这一承诺，而接受声明的局中人也不一定采取策并不总是遵守这一承诺，而接受声明的局中人也不一定采取策略略2。2. 2.

23、 外部建议外部建议 假设在博弈前，存在一个局中人之外的建议者，他对局中假设在博弈前，存在一个局中人之外的建议者，他对局中人的策略选择给出建议。范人的策略选择给出建议。范海克海克（Van Huyck）等人对下面等人对下面三个博弈进行了外部建议的实验。三个博弈进行了外部建议的实验。 （a） （b） （c） 对表对表4.17（a），），在局中人未收到外部建议之前，在局中人未收到外部建议之前，40%的博弈的博弈实验结果在三个纯策略纳什均衡上协调成功，当对三个局中实验结果在三个纯策略纳什均衡上协调成功，当对三个局中人给出外部建议时，协调成功的概率是人给出外部建议时，协调成功的概率是95%。 对表（对表（

24、b），在局中人未收到外部建议之前，），在局中人未收到外部建议之前，98%的博弈实的博弈实验结果是纳什均衡（验结果是纳什均衡（1，1）。而当外部建议选取均衡）。而当外部建议选取均衡3，3时，时，只有只有17%的局中人接受了建议。而当外部建议选取的局中人接受了建议。而当外部建议选取2，2时，有时，有75%的局中人接受了建议。这个结果表明，当建议不符合局中人的局中人接受了建议。这个结果表明，当建议不符合局中人利益时，局中人并不接受建议。利益时，局中人并不接受建议。 对表（对表（c），在局中人未收到外部建议之前，），在局中人未收到外部建议之前，70%的博弈实的博弈实验结果是纳什均衡（验结果是纳什均衡（

25、2，2）。而当外部建议者给出一个）。而当外部建议者给出一个1，1均均衡（或衡（或3，3均衡）建议时，实验博弈的结果与建议相符的只有均衡）建议时，实验博弈的结果与建议相符的只有16%。这个结果表明，若外部建议不是帕累托占优纳什均衡时，。这个结果表明，若外部建议不是帕累托占优纳什均衡时，建议是无效的。建议是无效的。 3. 3. 外部选择：外部选择： 假定在协调博弈之前增加一个对博弈之外的选择，再进行协调博弈，会增加协调成功的可能性。 库珀对CG-22协调博弈（即例）进行了实验。在协调博弈之前，局中人有两个选择：是选择不参加博弈，直接得到900单位收益，二是参加例的CG-22协调博弈。实验结果是有4

26、0%的参与人选择了不参加博弈，直接得到900单位的收益，剩下的人参加协调博弈，77%的博弈结果是2，2帕累托占优纳什均衡，只有2%的博弈结果是1，1风险占优均衡。范海克对CG-22协调博弈进行了实验。在协调博弈之前，对协调博弈的参与权进行拍卖。拍卖的方式是英国时钟式拍卖，即先给一个较低的参与权价格，经过一个固定时间，价格增加一个固定量，随着价格的增加，对参与权不满意的参与人可以宣布退出。该实验最初有18位参与人，经过参与权拍卖，最后留下9人参加博弈。再经过两两成对的配对，对CG-22协调博弈进行纯策略博弈。实验的结果是，几乎所有的结果都是2，2帕累托占优纳什均衡。4.2 相关均衡相关均衡 相关

27、均衡相关均衡 事前沟通事前沟通 的两个例子的两个例子 相关均衡是一种机制设计的思想相关均衡是一种机制设计的思想 相关均衡相关均衡 在静态博弈的纳什均衡中，我们发现，纳什均衡没有考虑均在静态博弈的纳什均衡中，我们发现，纳什均衡没有考虑均衡的效率。这导致了人们对纳什均衡的异议。例如，在例，衡的效率。这导致了人们对纳什均衡的异议。例如，在例，CG-33协调博弈中，无论（协调博弈中，无论（x，y）取什么样的数对，）取什么样的数对， 1，1和和2，2都是纯策略纳什均衡点，而博弈中效率最高的结果（都是纯策略纳什均衡点，而博弈中效率最高的结果（600，600）是策略组合是策略组合3，3的结果。那么是否有办法

28、来实现这种效率最高的结果。那么是否有办法来实现这种效率最高的策略组合的策略组合3，3呢？呢？ 协调博弈的分析使我们看到，在博弈之前进行信息沟通有助协调博弈的分析使我们看到，在博弈之前进行信息沟通有助于对博弈结果向理想方向转变。相关均衡就是利用纳什均衡的思于对博弈结果向理想方向转变。相关均衡就是利用纳什均衡的思想，通过事前沟通，以实现博弈结果向理想方向转变。想，通过事前沟通，以实现博弈结果向理想方向转变。事前沟通的两个例子事前沟通的两个例子 我们再考察一下夫妻爱好博弈，其博弈的收益见表我们再考察一下夫妻爱好博弈，其博弈的收益见表 该博弈有该博弈有2个纯策略纳什均衡个纯策略纳什均衡（足球，足球）和

29、（芭蕾，芭蕾）。（足球，足球）和（芭蕾，芭蕾）。在静态博弈中，局中人是不允许进行事前串通的。因此在博弈前，在静态博弈中，局中人是不允许进行事前串通的。因此在博弈前，尽管丈夫和妻子知道（足球，足球）和（芭蕾，芭蕾）是纯策略尽管丈夫和妻子知道（足球，足球）和（芭蕾，芭蕾）是纯策略纳什均衡，但当他们独立同时进行策略选择后，其结果未必是纳纳什均衡，但当他们独立同时进行策略选择后，其结果未必是纳什均衡。什均衡。 这时，我们可以在博弈前作这样的约定：抛一硬币，若正面这时，我们可以在博弈前作这样的约定：抛一硬币，若正面向上，在博弈中，双方都选择向上，在博弈中，双方都选择足球足球策略；若反面向上，在博弈策略；

30、若反面向上，在博弈中，双方都选择中，双方都选择芭蕾芭蕾策略。根据博弈前双方的约定，保证了博策略。根据博弈前双方的约定，保证了博弈的结果是一个纯策略纳什均衡。弈的结果是一个纯策略纳什均衡。设有两个商家出售同一种商品。为了促进商品的销售，可以进行设有两个商家出售同一种商品。为了促进商品的销售，可以进行广告宣传，但做广告需要成本。假设两个商家都做广告，肯定双广告宣传，但做广告需要成本。假设两个商家都做广告，肯定双方都有收益；都不做广告，则双方都无收益；若有一个商家做广方都有收益；都不做广告，则双方都无收益；若有一个商家做广告，而另一家不做，则做广告的商家独自承担成本，但另一个商告，而另一家不做，则做

31、广告的商家独自承担成本，但另一个商家则坐享广告带来的好处。两商家分别是家则坐享广告带来的好处。两商家分别是1和和2，策略集都是，策略集都是做做广告，不做广告广告，不做广告，收益情况见下表。，收益情况见下表。 广告博弈与广告博弈与“战争与和平博弈战争与和平博弈”以及一般的竞争博弈有相同的结构。以及一般的竞争博弈有相同的结构。 在该博弈中，存在三个纳什均衡在该博弈中，存在三个纳什均衡做广告，不做广告做广告，不做广告，不做广告，做广告不做广告，做广告和和 。前两个是纯策略纳什均衡。混合策略纳什均衡的结果是前两个是纯策略纳什均衡。混合策略纳什均衡的结果是2 12 1(,),(,)3 33 310 10

32、(,)33两个商家都是理性的局中人，他（她）经过分析发现，若实现了两个商家都是理性的局中人，他（她）经过分析发现，若实现了纳什均衡，尽管两个商家所得到的利益不一致，双方都有一定的纳什均衡，尽管两个商家所得到的利益不一致，双方都有一定的好处，否则可能出现均无收益的最坏结局。同时也发现，若双方好处，否则可能出现均无收益的最坏结局。同时也发现，若双方都采用都采用“做广告做广告”的策略，其总收益比纳什均衡下的总收益还要的策略，其总收益比纳什均衡下的总收益还要好。于是两商家采用了纳什均衡思想进行了事先沟通，制定出进好。于是两商家采用了纳什均衡思想进行了事先沟通，制定出进行博弈的约定。行博弈的约定。 约定

33、约定1 1 ：抛一枚硬币，若正面向上，采用（做广告，不做广抛一枚硬币，若正面向上，采用（做广告，不做广告）策略组合；若反面向上，采用（不做广告，做广告）策略组告）策略组合；若反面向上，采用（不做广告，做广告）策略组合。由于抛硬币时出现正面和反面的概率都是一样的，则每个商合。由于抛硬币时出现正面和反面的概率都是一样的，则每个商家得到的期望收益为：家得到的期望收益为： 约定约定2 2：选择一个博弈的局外人，按下面三步确立每个商家选择一个博弈的局外人，按下面三步确立每个商家的策略选择：的策略选择：0.55, 20.553.5 3.5,10 10（）（ 2，）（， ）（）33第一步，局外人在第一步，局

34、外人在A,B,C中随机地任取一个字母，然后进入下中随机地任取一个字母，然后进入下一步；一步； 第二步，若局外人选取是第二步，若局外人选取是A则通知商家则通知商家1，不通知商家，不通知商家2；，若局；，若局外人选取是外人选取是B，则通知商家，则通知商家2，不通知商家，不通知商家1；若局外人选取是；若局外人选取是C则两个商家都不通知，然后进入第三步；则两个商家都不通知，然后进入第三步； 第三步，若商家第三步，若商家1得到通知，则选择得到通知，则选择不做广告不做广告，否则选择，否则选择做广做广告告，若商家，若商家2得到通知，则选择得到通知，则选择不做广告不做广告，否则选择，否则选择做广告做广告。 分

35、析这种约定的结果是：分析这种约定的结果是：（1）局外人选取了）局外人选取了A，则有策略组合，则有策略组合不做广告，做广告不做广告，做广告，导致一，导致一个纳什均衡的出现；个纳什均衡的出现；（2）局外人选取了）局外人选取了B，则有策略组合，则有策略组合做广告，不做广告做广告，不做广告，导致一，导致一个纳什均衡的出现；个纳什均衡的出现；（3）局外人选取了）局外人选取了C，则有策略组合，则有策略组合做广告，做广告做广告，做广告，导致一个，导致一个次优策略组合的出现；次优策略组合的出现； 由第一步的选取是等可能的，则选取由第一步的选取是等可能的，则选取A，B和和C的概率分别的概率分别是是 ，因而商家的

36、期望收益为：，因而商家的期望收益为： 。 在广告博弈中的两种博弈前约定，与在广告博弈中的两种博弈前约定，与“夫妻爱好博弈夫妻爱好博弈”的事的事前约定一样，满足下面两个要求：前约定一样，满足下面两个要求： 1. 1. 约定是公平合理的，双方都愿意接受；约定是公平合理的，双方都愿意接受； 2. 2. 在约定的要求下，没有人愿意单独的违背约定，否则在约定的要求下，没有人愿意单独的违背约定，否则可能导致自己得益的损失。可能导致自己得益的损失。 上面两个条件的约定实际上是博弈中局中人策略选择的理性上面两个条件的约定实际上是博弈中局中人策略选择的理性规定，称之为博弈的相关均衡。相关均衡能够提高博弈的效率。

37、规定，称之为博弈的相关均衡。相关均衡能够提高博弈的效率。 1311111 1110 10(5,2)(2,5)(4,4)(,)(,)3333333 在例中，出现了两种约定，哪一种约定更好呢？这要取决于博弈在例中，出现了两种约定，哪一种约定更好呢？这要取决于博弈的得益结构情况。在例中，第一种约定比第二种约定的结果要好的得益结构情况。在例中，第一种约定比第二种约定的结果要好些些 。但如果将例的得益结构作如下变化：。但如果将例的得益结构作如下变化： 易知，约定易知，约定2要比约定要比约定1好。（提示：好。（提示： ）11 11(3.5,3.5)(,)33(4,4)(3.5,3.5)相关均衡是一种机制设

38、计的思想相关均衡是一种机制设计的思想 博弈的相关均衡的确立是一种机制设计的思想，这种博弈的相关均衡的确立是一种机制设计的思想，这种机制设计满足纳什均衡的思想，这种机制设计必须使博弈机制设计满足纳什均衡的思想，这种机制设计必须使博弈的局中人对博弈有足够的理解和相互的信任，因为约定是的局中人对博弈有足够的理解和相互的信任，因为约定是没有法律效力的。没有法律效力的。 适用于相关均衡的博弈分析必须是局中人的收益情况适用于相关均衡的博弈分析必须是局中人的收益情况是对称的，这才能保证约定的公平合理。是对称的，这才能保证约定的公平合理。4.3 纳什谈判解 纳什谈判解的实质纳什谈判解的实质 二人谈判问题二人谈

39、判问题 谈判过程谈判过程 纳什公理体系纳什公理体系 纳什谈判解的定义纳什谈判解的定义 纳什谈判解的三个定理纳什谈判解的三个定理 三个定理的说明三个定理的说明 例题例题4.3.1 例题例题纳什谈判解的实质纳什谈判解的实质 纳什谈判解又称为纳什讨价还价解。纳什谈判解又称为纳什讨价还价解。 在非合作博弈中，出现了纳什均衡对效率考虑的失缺。纳在非合作博弈中，出现了纳什均衡对效率考虑的失缺。纳什本人也意识到这点，因而在他提出什本人也意识到这点，因而在他提出n人非合作博弈纳什均衡的人非合作博弈纳什均衡的概念之后，提出了纳什谈判解（概念之后，提出了纳什谈判解（1950）。纳什谈判解的实质是）。纳什谈判解的实

40、质是对博弈中所有局中人可能得到的最大收益集合的边界上进行一种对博弈中所有局中人可能得到的最大收益集合的边界上进行一种收益的分配。因而也是一种从非合作博弈向合作博弈的演变。这收益的分配。因而也是一种从非合作博弈向合作博弈的演变。这里的合作博弈具有非线性的可转移支付。如何使局中人能得到的里的合作博弈具有非线性的可转移支付。如何使局中人能得到的收益达到公平合理，纳什给出了纳什公理体系，并推导出纳什解收益达到公平合理，纳什给出了纳什公理体系，并推导出纳什解的结果。本节对此进行介绍。的结果。本节对此进行介绍。二人谈判问题二人谈判问题设有一个二人有限策略的完全信息静态博弈，即双矩阵博弈。局中人设有一个二人

41、有限策略的完全信息静态博弈，即双矩阵博弈。局中人1取混合策略取混合策略 ，局中人局中人2取混合策略集取混合策略集 ，局中人，局中人1和和2的支付矩阵分别是的支付矩阵分别是A和和B，即即 。当局中人。当局中人1取策略取策略 局中人局中人2取策略取策略 时，局时，局中人中人1和和2的得益的得益 分别为分别为: 记两人所得为记两人所得为 ，并考虑到可用抽彩方式决定两人的收益，且抽彩结果是，并考虑到可用抽彩方式决定两人的收益，且抽彩结果是线性的，则两个局中人的得益线性的，则两个局中人的得益 是是 中一个有界闭凸子集，记中一个有界闭凸子集，记 并称为结果集并称为结果集或可达集。即任何或可达集。即任何 表

42、示两个局中人可以共同行动，分别获得收益表示两个局中人可以共同行动，分别获得收益 。一般地讲，在可达集一般地讲，在可达集 的帕累托边界上，一个局中人得到的多一些，另一个局的帕累托边界上，一个局中人得到的多一些，另一个局中人得到的就少一些。那么一个局中人能同意让对方得到多少呢？给对方少一中人得到的就少一些。那么一个局中人能同意让对方得到多少呢？给对方少一些所得，对方是否会接受呢？这构成了两个局中人的谈判问题。些所得，对方是否会接受呢？这构成了两个局中人的谈判问题。XY1,2, , , GX YA BxXyYuv和,TTuxAyvxBy( , )u v( , )u v2RS( , )u vSuv和S

43、谈判过程谈判过程 当局中人在谈判中考虑自己能得多少，对方可以得多少，首先要考虑局中人当局中人在谈判中考虑自己能得多少，对方可以得多少，首先要考虑局中人不合作行动时可以得到多少，也就要考虑一个进行谈判的不合作行动时可以得到多少，也就要考虑一个进行谈判的初始参考点初始参考点，不妨设，不妨设为为 。由于谈判是完全信息静态博弈下进行的，这里初始点。由于谈判是完全信息静态博弈下进行的，这里初始点 应是一个共同应是一个共同知识，一个合理的假设点。例如：知识，一个合理的假设点。例如： （）（） （）（） 显然由（）和（）式确立的显然由（）和（）式确立的 是可以达到博弈结果集的，即是可以达到博弈结果集的，即

44、。 局中人注意到局中人注意到 往往是往往是 的一个内点，他们想以的一个内点，他们想以 为谈判的初始点，在为谈判的初始点，在 中寻找比中寻找比 更高的收益，并且是双方都能接受的，记为更高的收益，并且是双方都能接受的，记为 ，并称，并称 为为纳什纳什谈判解谈判解。则谈判过程可以抽象地记为：。则谈判过程可以抽象地记为： （）（）(,)u v),(vumaxminTyxuxAymaxminTxyvxByuv和(,)u vS),(vu),(vuSS),(vu( , )u v( , )u v( , )( ,)u vS u v纳什公理体系纳什公理体系公理公理1 （个体合理性）（个体合理性） ；公理公理2 （

45、可行性）（可行性） ；公理公理3 （帕累托最优性）（帕累托最优性） 若若 ，且，且 ，则，则 公理公理4 （无关方案的独立性）（无关方案的独立性） 若若 ，则则公理公理5 （线性变换的无关性）（线性变换的无关性） 若若 ，且，且 ，则，则 。公理公理6（对称性）如果对任意（对称性）如果对任意 ，都有，都有 ，若若 ，则，则),(),(vuvu( , )u vS( , )u vS),(),(vuvu),(),(vuvu( , ),( , )( ,)u vTS u vS u v),(),(vuTvu112212( , )|, ,0,0,( , )Tu vuuvuu vS ( , )( ,)u vS

46、 u v11221122( ,)(,)Tuvuv ( , )u vS( , )vu Svuvu 对于函数对于函数 到底如何规定的问题，纳什提出以上的公理体系，并在这到底如何规定的问题，纳什提出以上的公理体系，并在这些合理的公理下，确立了函数些合理的公理下，确立了函数 的形式。的形式。 以上以上6条公理中，前三条公理的意义很明确，对谈判问题显然应满足条公理中，前三条公理的意义很明确，对谈判问题显然应满足的。的。第第4条公理指当结果集扩大后的谈判结果仍在原结果集中，则原结果条公理指当结果集扩大后的谈判结果仍在原结果集中，则原结果集上谈判结果也就是扩大后的谈判结果。这显然是合理的。集上谈判结果也就是

47、扩大后的谈判结果。这显然是合理的。第第5条公理使得每个局中人的收益可用效用函数来度量，满足效用函数条公理使得每个局中人的收益可用效用函数来度量，满足效用函数的线性变换不变性条件。的线性变换不变性条件。第第6条公理指谈判的双方若有相同的获得结果能力，并且谈判的初始点一条公理指谈判的双方若有相同的获得结果能力，并且谈判的初始点一样，当然应该是谈判的结果一样。样，当然应该是谈判的结果一样。因此，这因此，这6条公理组成的公理体系都是谈判双方可以接受的。条公理组成的公理体系都是谈判双方可以接受的。Roth（1977年）证明了满足公理年）证明了满足公理1和公理和公理4，则必有公理，则必有公理3成立。对此，

48、读者成立。对此，读者可以自己去证明。可以自己去证明。( ,)S u v纳什谈判解的定义纳什谈判解的定义 定义定义 满足上述纳什公理体系下的称为纳什谈判解满足上述纳什公理体系下的称为纳什谈判解（Nash bargaining solution）。）。 在上述公理体系基础上，纳什证明了下列结论，证在上述公理体系基础上，纳什证明了下列结论，证明了纳什谈判解的存在性、唯一性及具体求解方法。明了纳什谈判解的存在性、唯一性及具体求解方法。纳什谈判解的三个定理纳什谈判解的三个定理定理定理4.3.1 若若 是有界的闭凸集，是有界的闭凸集， 为谈判初始点。若有为谈判初始点。若有 满足满足 ，则下面的规划有唯一的

49、最优解：，则下面的规划有唯一的最优解： （）（）定理定理4.3.2 若若 是定理条件下的最优解，令函数是定理条件下的最优解，令函数（）（） 则则 有有 。定理定理4.3.3 设设2人谈判问题的结果集人谈判问题的结果集 为凸集，为凸集， 是初始参考点，是初始参考点，则存在唯一满足公理则存在唯一满足公理1到公理到公理6的函数的函数 。证明过程：定理证明过程：定理4.3.1 定理定理4.3.2 定理定理4.3.3 S),(vu( , )u vSvvuu,max( , )()(). .( , )g u vuuvvst u vSuu),(vu( , )()()h u vvvuuuv ( , )u vS)

50、,(),(vuhvuhS(,)u v( ,)S u v定理的证明定理的证明最优解的存在性。由于最优解的存在性。由于 显然是有界的闭集，因此连续函数在此集显然是有界的闭集，因此连续函数在此集合上必有最优值和最优解。合上必有最优值和最优解。最优解的唯一性。反证法。设有最优解的唯一性。反证法。设有 和和 都是最优解且都是最优解且 ，不妨假定，不妨假定 设设 由于由于 是凸集，是凸集， 。于是。于是 显然，显然， 。这与。这与 和和 都是最大值点矛都是最大值点矛盾。故盾。故 的最大值点是惟一的。的最大值点是惟一的。 Suu),(11vu),(22vu1212,uu vv2121,vvuu1212()/

51、2,()/2vvvuuuS ( , )u vS12121112212211221221()() ()() ( , )221()()()()()()()()4111()()()()()()224uuuuvvvvg u vuuvvuuvvuuvvuuvvuuvvuuvvuuvv),(),() , (2211vugvugvug),(11vu),(22vug定理的证明定理的证明 采用反证法。采用反证法。 设存在有设存在有 ，使得，使得 。令。令。（）。（） 因为因为 是凸集，因此是凸集，因此 。此时。此时 。（）。（） 由假设，有由假设，有 （）（） 在（）式中当在（）式中当 ，最后一项可以忽略。并由

52、（）式，最后一项可以忽略。并由（）式有有 。 （）（） 但是这与但是这与 是是 的最大值点矛盾。故的最大值点矛盾。故 有有 ( , )u vS),(),(vuhvuh)(uuuu1010)(vvvvS( , )u vS2( , )( )( )()()( , )(,)()()g u vuuvvuuuuvvvvg u vh uu vvuu vv(,)()()()()( , )( , )0h uu vvvvuuuuvvh u vh u v0),() , (vugvug),(vug( , )u vS),(),(vuhvuh定理的证明定理的证明 令令 是定理所得的最优解。下面证明满足公理是定理所得的最优

53、解。下面证明满足公理1到公理到公理6。 显然，显然， 满足公理满足公理1和和2。又因为如果。又因为如果 且且 ，那么，那么 。因此，它满足公理。因此，它满足公理3。它同时满足公理。它同时满足公理4，这是因为如，这是因为如果它是果它是 在在 上的最大值点，它一定也是上的最大值点，它一定也是 上的最大值点。令上的最大值点。令 ， 。此时。此时 （）（） 因此，当因此，当 是是 的最大值点时，的最大值点时， 亦是亦是 的最大值点。所以的最大值点。所以 满足公理满足公理5。最后，它也满足公理。最后，它也满足公理6。因为，如果。因为，如果 是对称的，并且是对称的，并且 ，我们，我们易知易知 而而 是是

54、唯一的最大值点，因此唯一的最大值点，因此 ，也就是说，也就是说 。( , )( ,)u vS u v),(vu),(),(vuvu),(),(vuvu),(),(vugvug),(vugSTS2211,vvuu120,0112212( , ) () ()( , )g u vuuvvg u v ),(vu),(vug) , (vu) , (vug),(vuS vu( , ), ( , )( , )v uS g u vg v u),(vu),(vug),(),(uvvuvu 下面验证满足下面验证满足 纳什公理体系的解的唯一性。若纳什公理体系的解的唯一性。若 如上定理所得的最优解，考虑如下集合如上定

55、理所得的最优解，考虑如下集合 （）（） 因为为定理的最优解，由定理，因为为定理的最优解，由定理， 。 考虑从考虑从 到到 的一个线性变换：的一个线性变换： （）（） 由于由于 ，即，即 也即：也即： 由定理假设可知，由定理假设可知， ，从而，从而 于是，于是， ( , )( ,)u vS u v),(vu),(),(| ),(vuhvuhvuUUS UT, uuvvuvuuvv),(),(vuhvuh()()()()vv uuu vvv uuu v()()()()0vvuuuuvv,uu vv0uuvvuuvv0uuuuvvvvuuuuvvvv2uv( , )|2Tu vuv),(vu 此时，

56、由（）式有此时，由（）式有 。又因为。又因为 是对称的，根据公理是对称的，根据公理6可知，讨价还可知，讨价还价解一定在价解一定在 线上。根据公理线上。根据公理3 ，它即为点，它即为点 根据上述线性变换的反变换，由公理根据上述线性变换的反变换，由公理5可知，可知， 一定是一定是 的解。因为的解。因为 ，根据公理，根据公理4， 也是的解。而这也是的解。而这个问题的最优解是唯一的，所以个问题的最优解是唯一的，所以 是是 唯一最优解。唯一最优解。 当定理的条件不成立时，有两种情况：当定理的条件不成立时，有两种情况：在第一种情况里，取在第一种情况里，取 。此时从公理。此时从公理1至公理至公理3可以看出不

57、存在可以看出不存在其它的解，且满足从公理其它的解，且满足从公理1到公理到公理6也只有这样的唯一解也只有这样的唯一解 。 在第二种情况里，取在第二种情况里，取 。此时从公理。此时从公理1至公理至公理3可以看出不存在其可以看出不存在其它的解，且满足从公理它的解，且满足从公理1到公理到公理6也只有这样的唯一解也只有这样的唯一解 。 0vuTvu ( ,)(1,1)u v ),(vu( ,)U u v( , )u vS),(vu( ,)S u v),(vu( ,)S u v,( , ),( , )uu vvu vSuu vvu vS，和，( , )max ,u vSuu vv( , )max ,u v

58、Svv uu),(vu),(vu三个定理的说明三个定理的说明 定理表明，满足纳什公理体系的谈判解定理表明，满足纳什公理体系的谈判解 是存在的，并且由定理可知，是存在的，并且由定理可知，它即是它即是 函数在函数在 中求最大值时的最优解。满足纳什公理体系（公理中求最大值时的最优解。满足纳什公理体系（公理1公理公理6）的纳什谈判解也简称为谈判解，有的教材也称为纳什解。的纳什谈判解也简称为谈判解，有的教材也称为纳什解。 下面我们对定理进行一些分析。根据该定理，对下面我们对定理进行一些分析。根据该定理，对 有有 。若取。若取等号，即有：等号，即有： （）（） 上式右端是一个常数，因此上式上式右端是一个常

59、数，因此上式是是 上的一条直线，对于任意上的一条直线，对于任意 中的中的点点 都在该直线的左下方。都在该直线的左下方。),(vu( , )g u vS( , )u vS),(),(vuhvuh()()( , )vvuuuvh u v 2RS( , )u v 当结果集当结果集 的边界是光滑的，该直线是的边界是光滑的，该直线是 的切线，且切点在的切线，且切点在点点 。再从（）式看，该直线的斜率为：。再从（）式看，该直线的斜率为： 而连接而连接 和和 直线斜率为直线斜率为 ，正好是，正好是上式的相反数，这对我们求解纳什谈判解是很有作用的。上式的相反数，这对我们求解纳什谈判解是很有作用的。 同时，同时

60、， 反映了在谈判过程中，两个局中人可以反映了在谈判过程中，两个局中人可以接受的效用转换率。接受的效用转换率。 当两个局中人在谈判中的效用转换率为当两个局中人在谈判中的效用转换率为1：1时，（时，（ ）问题变得更简单。例如，两人谈判问题变得更简单。例如，两人谈判 问题的结果集在直线问题的结果集在直线 的左下方。的左下方。SS( , )u vvvkuu ( ,)u v(,)u vvvuu|vvkuu| 1k uva若初始参考点为若初始参考点为 ，则纳什谈判解为，则纳什谈判解为 根据公理根据公理3，我们知道讨价还价问题，我们知道讨价还价问题 的解的解 一定在的一定在的子集子集 上。因为上。因为 是凸