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博弈论

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博弈论(Game Theory),有时也称为对策论,或者赛局理论应用数学的一个分支, 目前在生物学经济学国际关系计算机科学, 政治学军事战略和其他很多学科都有广泛的应用。主要研究公式化了的激励结构(游戏或者博弈(Game))间的相互作用。是研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法。也是运筹学的一个重要学科。

博弈论主要是由冯·诺依曼(1903—1957)创所立的。他是一位出生于匈牙利的天才数学家。他不仅创立了经济博弈论,而且发明了计算机。早在20世纪初,塞梅鲁(Zermelo)、鲍罗(Borel)和冯·诺伊曼已经开始研究博弈的准确的数学表达,直到1939年,冯·诺依曼遇到经济学家奥斯卡·摩根斯特恩(Oskar Morgenstern),并与其合作才使博弈论进入经济学的广阔领域。

博弈论考虑游戏中的个体的预测行为和实际行为,并研究它们的优化策略。 表面上不同的相互作用可能表现出相似的激励结构(incentive structure),所以他们是同一个游戏的特例。其中一個有名有趣的應用例子是囚徒困境悖論(Prisoner's dilemma)。

具有竞争或对抗性质的行为成为博弈行为。在这类行为中,参加斗争或竞争的各方各自具有不同的目标或利益。为了达到各自的目标和利益,各方必须考虑对手的各种可能的行动方案,并力图选取对自己最为有利或最为合理的方案。比如日常生活中的下棋,打牌等。博弈论就是研究博弈行为中斗争各方是否存在着最合理的行为方案,以及如何找到这个合理的行为方案的数学理论和方法。

生物学家使用博弈理论来理解和预测进化(论)的某些结果。例如,John Maynard Smith 和George R. Price 在1973年发表于Nature上的论文中提出的“evolutionarily stable strategy”的这个概念就是使用了博弈理论。还可以参见进化博弈理论(evolutionary game theory)和行为生态学(behavioral ecology)。

博弈论也应用于数学的其他分支,如概率统计线性规划等。.

目录

[编辑] 数学定义

对于“博弈”(game)有不少可以互换的定义。 我们因此给出一个简短的介绍并对于它们之间的关系给予介绍。

[编辑] 正则形式的博弈(Normal form game)

设定 N 是一个“游戏者”(players)的集合。对于每一个“游戏者”i \in \mathrm{N} 都有一个给定的“策略”集合\Sigma\ ^i. 博弈(游戏)是一个函数, 定义为:

\pi\ : \prod_{i\in \mathrm{N}} \Sigma\ ^i \to \mathbb{R}^\mathrm{N}

也就是说,如果我们知道了游戏者的策略集合是什么,那么就可以有一个实数值与之对应。 我们可以把上面的方程拆成两个方程来进一步把它一般化。一个方程是正则形式(Normal form game)的博弈方程,描述策略规定结果的方式。 另外一个方程描写游戏者对于结果(outcome)集合的偏爱(preference)。也就是:

\pi\ : \prod_{i \in \mathrm{N}} \Sigma\ ^i \to \Gamma\

这里 \Gamma\ 是游戏(博弈)的结果集合(outcome set)。对于每一个游戏者i\in \mathrm{N} 都有一个偏爱函数( preference function)

\nu\ ^i : \Gamma\ \to \mathbb{R}.

[编辑] 展开形式的博弈(Extensive form game)

(参见展开形式的博弈)(Extensive form game)

正则形式的定义为数学家们提供了“均衡”(equilibria)问题的研究一个容易使用的表达式。 因为它避免了怎么计算“策略”的问题,也就是说游戏是怎么进行的问题。 处理这类问题的一个比较方便的表达式, 是展开形式的博弈。 这个形式与组合博弈论关系密切。 这个定义通过一个的形式给定。在树的每一个节点(vertex), 不同的游戏者选择一个边(edge)。

[编辑] 简单游戏(Simple game)

[编辑] 博弈论简史

对于博弈论的研究,开始于策墨洛(Zermelo,1913),波雷尔(Borel,1921)及冯·诺伊曼(von Neumann, 1928),后来由冯·诺伊曼和奥斯卡·摩根斯坦(von Neumann and Morgenstern,1944,1947)首次对其系统化和形式化(参照Myerson, 1991)。随后约翰·福布斯·纳什(John Forbes Nash Jr., 1950, 1951)利用不动点定理证明了均衡点的存在,为博弈论的一般化奠定了坚实的基础。


[编辑] 当代博弈论的“三大家”和“四君子”


[编辑] 博弈分类

博弈的分类根据不同的基准也有不同的分类。一般的,博弈可以分为合作博弈非合作博弈;以不同的所持信息又可以分为完美博弈、完全博弈不完全博弈贝叶斯博弈);以博弈进行的次数或者持续长短可以分为有限博弈无限博弈;以表现形式也可以分为一般型战略型)或者展开型,等等。

[编辑] 博弈论相关概念

[编辑] 参考书目

  1. Harold W. K.(editor), 1997, Classics in Game theory, Princeton, NJ:Princeton University Press ISBN 0691011931
  2. Myerson, R., 1991, Game Theory: Analysis of Conflict. Cambridge and London: Harvard University Press.
  3. Osborne, M. and A. Rubinstein,1994,A Course in Game Theory, Cambridge and London: The MIT Press.
  4. 岡田章,1996,『ゲーム理論』東京:有斐閣 ISBN 4641067945
  5. Axelrod, Robert: The Evolution of Cooperation, 1985, ISBN 0465021212
  6. Axelrod, Robert: The Complexity of Cooperation - Agent-Based Models of Competition and Collaboration, 1997, ISBN 0691015678
  7. Dixit, Avinash K./ Skeath, Susan: Games of Strategy, 1999, ISBN 0393974219
  8. Eigen, Manfred / Winkler, Ruthild: Das Spiel, 1976, ISBN 3492021514
  9. Hargreaves Heap, Shaun P. / Varoufakis, Yanis: Game Theory - A Critical Text, 2004, ISBN 0415250951
  10. Kelly, Anthony: Decision Making Using Game Theory - An Introduction for Managers, 2003, ISBN 0521814626
  11. Schlee, Welter: Einführung in die Spieltheorie, 2004, ISBN 3528032146

[编辑] 外部链接

  1. Economics and Language, by Ariel Rubinstein
  2. Bargaining and Markets, by Osborne, M. and A. Rubinstein
其它语言
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