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子博弈精煉納什均衡

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1.子博弈精煉納什均衡概述

子博弈精煉納什均衡的創(chuàng)立者. ——1994年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?、萊茵哈德·澤爾騰(Reinhard Selten).

澤爾騰則在60年代中期將納什均衡概念引入動(dòng)態(tài)分析。在1965年發(fā)表《需求減少條件下寡頭壟斷模型的對(duì)策論描述》一文,提出了“子博弈精煉納什均衡”的概念,又稱“子對(duì)策完美納什均衡”。這一研究對(duì)納什均衡進(jìn)行了第一次改進(jìn),選擇了更具說(shuō)服力的均衡點(diǎn)。海薩尼在60年代末把不完全信息引入博弈分析。

納什均衡中包含的不可置信的威脅策略剔除出去。它要求參與者的決策在任何時(shí)點(diǎn)上都是最優(yōu)的,決策者要“隨機(jī)應(yīng)變”,“向前看”,而不是固守舊略。

由于剔除了不可置信的威脅,在許多情況下,精煉納什均衡也就縮小了納什均衡的個(gè)數(shù)。這一點(diǎn)對(duì)預(yù)測(cè)分析是非常有意義的。

用動(dòng)態(tài)博弈理論來(lái)討論實(shí)際究竟發(fā)生哪個(gè)納什均衡。

給定“歷史”,每一個(gè)行動(dòng)選擇開(kāi)始至博弈結(jié)束構(gòu)成了一個(gè)博弈,稱為“子博弈”。

只有當(dāng)參與人的策略在每一個(gè)子博弈中都構(gòu)成納什均衡叫做精煉納什均衡。或者說(shuō),組成精煉納什均衡的策略必須在每一個(gè)子博弈中都是最優(yōu)的。

2.子博弈精煉納什均衡的定義

子博弈:一個(gè)擴(kuò)展式表示博弈的子博弈G是由一個(gè)單結(jié)信息集x開(kāi)始的與所有該決策結(jié)的后續(xù)結(jié)(包括終點(diǎn)結(jié))組成的能自成一個(gè)博弈的原博弈的一部分。

對(duì)于擴(kuò)展式博弈的策略組合S*=(S1*,…,Si*,…,Sn*) ,如果它是原博弈的納什均衡;它在每一個(gè)子博弈上也都構(gòu)成納什均衡,則它是一個(gè)子博弈精煉納什均衡。

博弈論專家常常使用“序慣理性”(Sequential rationality):指不論過(guò)去發(fā)生了什么,參與人應(yīng)該在博弈的每個(gè)時(shí)點(diǎn)上最優(yōu)化自己的策略。子博弈精練納什均衡所要求的正是參與人應(yīng)該是序慣理性的。對(duì)于有限完美信息博弈,逆向歸納法是求解子博弈精煉納什均衡的最簡(jiǎn)便的方法。因?yàn)橛邢尥昝佬畔⒉┺牡拿恳粋€(gè)決策結(jié)都開(kāi)始一個(gè)子博弈。求解方法: 最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)上的子博弈(納什均衡)→倒數(shù)第二個(gè)(納什均衡) → ······ → 初始結(jié)點(diǎn)上的子博弈(納什均衡)。

3.完全信息動(dòng)態(tài)博弈

動(dòng)態(tài)是世間萬(wàn)物的基本特征。完全信息靜態(tài)博弈只是一種獨(dú)特的理想狀態(tài)。在現(xiàn)實(shí)中,當(dāng)后一個(gè)參與人行動(dòng)時(shí),自然會(huì)根據(jù)前者的選擇而調(diào)整自己的選擇,而前者也會(huì)理性地預(yù)期到這一點(diǎn),所以不可能不考慮自己的選擇對(duì)他人的影響。1965年,澤爾騰通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)博弈的分析,提出了“子博弈精煉納什均衡”的概念,它要求任何參與人在任何時(shí)間、地點(diǎn)的決策都是最優(yōu)的,決策者應(yīng)該隨機(jī)應(yīng)變,而不是固守前謀。這就推導(dǎo)出子博弈的概念。當(dāng)參與人的戰(zhàn)略在每一個(gè)子博弈中都構(gòu)成納什均衡時(shí),則形成“子博弈精煉納什均衡”。也就是說(shuō),組成“子博弈精煉納什均衡”的戰(zhàn)略必須在每一個(gè)子博弈中都是最優(yōu)的。

4.動(dòng)態(tài)博弈的納什均衡的意義

子博弈精煉納什均衡用于區(qū)分動(dòng)態(tài)博弈中的"合理納什均衡"與"不合理納什均衡",將納什均衡中包含有不可置信威脅策略的均衡剔除出去,就是說(shuō),使最后的均衡中不再包含有不可置信威脅策略的存在。

5.子博弈精煉納什均衡求法——逆向歸納法求解

逆向歸納法(Backward Induction)是求解子博弈精煉納什均衡的最簡(jiǎn)便方法。在求解子博弈精煉納什均衡時(shí),從最后一個(gè)子博弈開(kāi)始逆推上去,這就是逆向歸納法。所以逆向歸納法就是從動(dòng)態(tài)博弈的最后一個(gè)階段或最后一個(gè)子博弈開(kāi)始,逐步向前倒推以求解動(dòng)態(tài)博弈均衡的方法。

用逆向歸納法求解子博弈精煉納什均衡;承諾行動(dòng)與子博弈精煉納什均衡;逆向歸納法與子博弈精煉均衡存在的問(wèn)題。

6.子博弈精練納什均衡的應(yīng)用舉例

在表1描述的博弈模型中,每一次微觀主體間的博弈均可看作一個(gè)子博弈。子博弈精煉納什均衡包含兩層含義:

(1)它是原博弈的納什均衡;

(2)它在每一個(gè)子博弈上給出納什均衡。

子博弈精煉納什均衡就是要剔除那些只在特定情況下是合理的,而在其他情況下并不合理的行動(dòng)規(guī)則。

表1 微觀主體間的博弈

子博弈精煉納什均衡

在表1中,a代表只有一個(gè)微觀主體創(chuàng)新時(shí)所帶來(lái)的收益,c代表該微觀主體創(chuàng)新所需付出的成本。當(dāng)只有一個(gè)微觀主體進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)將會(huì)獲得創(chuàng)新帶來(lái)的全部收益(a-c),而當(dāng)兩個(gè)主體同時(shí)創(chuàng)新時(shí),收益將會(huì)減半(a-c)/2。一般情況下“a-c>0”,則很明顯在這個(gè)博弈過(guò)程中,(創(chuàng)新,創(chuàng)新)是一個(gè)納什均衡,更嚴(yán)格地說(shuō),是一個(gè)嚴(yán)格優(yōu)勢(shì)策略均衡。依此類推,可以得出,在每一次新的金融規(guī)制后,(創(chuàng)新,創(chuàng)新)這個(gè)策略都將是至下次新規(guī)制出現(xiàn)前的子博弈的納什均衡。因此,在利潤(rùn)的驅(qū)動(dòng)下,微觀主體都會(huì)選擇創(chuàng)新這樣一個(gè)策略。

舉例的進(jìn)一步分析

在市場(chǎng)進(jìn)入博弈中,在給定企業(yè)B已經(jīng)進(jìn)入的情況下,在位者的“斗爭(zhēng)”,“高價(jià)”策略已不再是最優(yōu)的,這種“斗爭(zhēng)”是不可置信的威脅,因?yàn)槎窢?zhēng)的結(jié)果是沒(méi)有利潤(rùn);而合作會(huì)帶來(lái)50單位利潤(rùn)。所以,(進(jìn)入,高價(jià))不是一個(gè)精煉納什均衡。剔除這個(gè)均衡,可以證明,(進(jìn)入,高價(jià))是唯一的子博弈精煉納什均衡。

在動(dòng)態(tài)博弈中,參與人的行動(dòng)有先后順序,后行動(dòng)的參與人在自己行動(dòng)之前就可以觀察到先行動(dòng)者(參與人)的行為,并在此基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的策略。而且,由于先行動(dòng)者擁有后行動(dòng)者可能選擇策略的完全信息,因而先行動(dòng)者在選擇自己的策略時(shí),就可以預(yù)先考慮自己的選擇對(duì)后行動(dòng)者選擇的影響,并采取相應(yīng)的對(duì)策。

利用房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)的例子,討論子博弈精煉納什均衡。表2給出了靜態(tài)條件下雙方參與人的收益情況。

表2 房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)博弈(靜態(tài))的收收益矩陣

子博弈精煉納什均衡

從表2可以知道,該博弈有兩個(gè)納什均衡,即(A開(kāi)發(fā),B不開(kāi)發(fā))和(A不開(kāi)發(fā),B開(kāi)發(fā)),我們無(wú)法確定是開(kāi)發(fā)商A選擇開(kāi)發(fā),開(kāi)發(fā)商B選擇不開(kāi)發(fā),還是恰恰相反的結(jié)果。

現(xiàn)在,我們討論動(dòng)態(tài)博弈。假定房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商A是先行動(dòng)者。在行動(dòng)之前,開(kāi)發(fā)商A對(duì)對(duì)手開(kāi)發(fā)商B的策略進(jìn)行了預(yù)測(cè)。在行動(dòng)開(kāi)始之前的A看來(lái),如果不計(jì)得失,B有四種策略可供選擇:

策略一:無(wú)論A是否選擇開(kāi)發(fā),B選擇開(kāi)發(fā)。

策略二:若A選擇開(kāi)發(fā),B也選擇開(kāi)發(fā);若A選擇不開(kāi)發(fā),B也選擇不開(kāi)發(fā)。

策略三:若A選擇開(kāi)發(fā),B就選擇不開(kāi)發(fā);若A選擇不開(kāi)發(fā),B就選擇開(kāi)發(fā)。

策略四:無(wú)論A是否選擇開(kāi)發(fā),B都選擇不開(kāi)發(fā)。

在表2的基礎(chǔ)上,結(jié)合A先行動(dòng),B可能選擇的四種策略,不難得出表3。

表3先行動(dòng)者A對(duì)B預(yù)測(cè)結(jié)果的收益矩陣

子博弈精煉納什均衡

由表3可以看出,在開(kāi)發(fā)商A先行動(dòng)的情況下,開(kāi)發(fā)商B可供選擇的策略中,策略一只包括了上述兩個(gè)納什均衡中的后一種均衡,即(A不開(kāi)發(fā),B開(kāi)發(fā)),而沒(méi)有包括前一種納什均衡,即(A開(kāi)發(fā),B不開(kāi)發(fā));策略二上述兩種納什均衡都沒(méi)有包括;策略四只包括了上述兩種納什均衡中的前一種均衡,即(A開(kāi)發(fā),B不開(kāi)發(fā)),而未包括后一種納什均衡,即(A不開(kāi)發(fā),B開(kāi)發(fā));只有策略三既包括了上述兩種納什均衡中的前一種均衡,又包括了后一種均衡。也就是說(shuō),如果B選擇策略三,那么,無(wú)論A作出什么選擇,B的回應(yīng)都能達(dá)到納什均衡。反過(guò)來(lái),在給定B會(huì)選擇策略三來(lái)回應(yīng)A的選擇的前提下,開(kāi)發(fā)是A的占優(yōu)選擇。因此,A一定會(huì)選擇開(kāi)發(fā)


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