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前言

囚徒困境与纳什均衡

智猪博弈

“智猪博弈”由约翰·纳什(John F Nash)于1950年提出,用来说明纳什均衡

这个例子讲的是,猪圈里圈养着两头猪,一头大猪,一头小猪。

猪圈的一头有一个猪食槽,而另一头安装一个按钮,这个按钮控制着猪食的供应。按一下按钮就会有10个单位的猪食进槽,但谁去按钮谁就需要付2个单位的成本(从一头跑到另一头),并且假设两头猪从按钮处跑到猪食槽所用的时间都是相同的。这时有三种情况:

  • 大猪先到,大猪吃到9个单位,而小猪只能吃1个单位;
  • 同时到,大猪吃7个单位,小猪吃3个单位;
  • 小猪先到,则大猪吃6个单位,小猪吃4个单位。

可以发现,大猪和小猪都有两个选择:按完按钮后跑到猪食槽在猪食槽处原地等待

因此我们可以列出如下的支付矩阵:

小猪 按按钮 小猪 等待
大猪 按按钮 5 , 1 4 , 4
大猪 等待 9 , -1 0 , 0

在这个例子中,什么是纳什均衡?首先我们注意到,不论大猪选择“按”还是“等待”,小猪的最优选择均是“等待”

如何理解呢?

  • 假如大猪和小猪都去按按钮,大猪会得到5个单位的猪食,而小猪只得到了1个单位;
  • 让大猪去按按钮,小猪原地等待,则都得到4个单位的猪食;
  • 如果小猪去按而大猪等待,大猪会得到9个单位,而小猪却得到了1-2=-1个单位(甚至没吃到猪食还亏了)。

可以看到,“等待”是小猪的占优战略。因为小猪总是选择“等待”,所以大猪的最优选择只能是“按”。

所以,这个例子里的纳什均衡就是:大猪按,小猪等待,各得4个单位。

现实应用

其实这样的例子随处可见。比如说,股份公司中,股东承担着监督经理的职能,但股东中有大股东和小股东之分,他们从监督中得到的收益并不一样。监督经理需要搜集信息,花费时间。在监督成本相同的情况下,大股东从监督中得到的好处显然多于小股东。在这里,大股东类似“大猪”,小股东类似“小猪”。其中的纳什均衡就是:大股东担当起搜集信息、监督经理的责任,小股东则搭大股东的便车。

股票市场上炒股票也是如此。股市上有大户,也有小户,大户类似“大猪”,小户类似“小猪”。这时候,对小户而言,“跟大户”是最优选择,而大户则必须自己搜集信息,进行分析。

在市场当中,存在着大企业和小企业,研发新产品可以为企业带来巨额的利润,但是这个研发成本往往只有大企业能够承担得起,这就类似于智猪博弈当中的大小猪的关系,按按钮就好比去研发一款新产品。

改变

那么该如何改变这一情况,让小猪愿意主动去按按钮呢?

首先就是可以增加猪食量,使小猪按按钮后获得的收益更高;还有就是降低小猪的成本,提供类似于“快捷通道”等操作,让其更快到达猪食槽;又或者建立激励机制,给小猪设置额外的奖励机制,比如每次按按钮都可以获得额外的食物奖励。

同理,我们也可以将其应用于现实例子。

 

 

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