8.1.1 演化博弈简介
1.经典博弈论的局限性
经典博弈论存在如下3个假设。
①假设博弈的参与者完全理性,所有参与者都有无穷的信息处理和计算能力,而且都知道如何使自己的利益最大化。
②传统博弈在博弈发生之前均给定了博弈环境以及博弈结构。
③所有博弈方均了解参与人是理性的(共同认识性),人们在完全理性的假设下行为,其行为类比于按照既定程序运行的计算机(即在完全理性假设下,人们的行为严格执行几种可行的策略选择方案),没有非理性的冲动、情绪因素,不会犯错误[1]。
如图8-1所示,柯洁与AlphaGo的围棋大战便是理性与非理性的一次碰撞交锋。
图8-1 柯洁对战AlphaGo
传统博弈论的目的就是在上述假设之下根据所有参与人的理性行为来进行探讨,分析并找出博弈的纳什均衡。从上述假设来看,其概念和条件均存在一些缺陷,对完全理性这一概念人们并未给出严格的定义,而仅给出了理性方不选择何种策略,未明确该选择什么策略,除此之外,传统经典博弈中纳什均衡的求解是一个非常困难的问题。纳什均衡指博弈双方互相的最优反应,对于相对比较复杂的博弈结构,现有分析方法很难找到其纳什均衡。因此,经典博弈论能够解决的问题是十分有限的。(https://www.daowen.com)
2.演化博弈
与传统博弈不同,演化博弈(evolutionary game)不再假定人是完全理性的,而是认为人模型是通过不断试错的方法达到博弈均衡的,这一观点同生物进化论的思想十分相像,博弈中多重均衡的选择受到历史、制度等因素以及均衡过程中某些细节的影响。由于演化博弈十分符合现实意义,因此该理论对于生物学、金融学、经济学以及证券学等学科的发展均具有十分深远的影响[2-4]。
John Maynard Smith(1920—2004年,图8-2)被公认为“演化博弈之父”,1973年他同好友George Price于《自然》(Nature)杂志上发表了题为《动物冲突的逻辑》(“The Logic of Animal Conflict”)的文章,这篇文章从博弈论的角度解释了为什么本质上是自私的个体能够和平共处,甚至能够相互合作,并提出了“演化稳定策略(Evolutionarily Stable Strategy,ESS)”均衡概念[5],其成为演化博弈论的一个基本概念。1982年,John Maynard Smith系统地整理并论述了他在博弈论中的研究成果,出版了《演化与博弈论》(Evolution and the Theory of Games)这一著作,将博弈论者的注意力从日益精细的理性定义上引开,奠定了演化博弈论的理论基础[6]。此外,他还发起并设立了许多奖项,包括欧洲演化生物学会(European Society for Evolutionary Biology)建立的John Maynard Smith Prize,该奖项面向演化生物学界杰出的年轻学者。
演化过程分析和传统博弈论相结合形成了演化博弈论。演化博弈论将重心放在动态均衡上,而不像将研究重点放在静态均衡和比较静态均衡的传统博弈论。早在19世纪,科学家们在生物进化论中得到启示,从而孕育了演化博弈论,所以演化博弈论最早用于解释生物进化过程中的一些现象。20世纪之后,经济学家开始用演化博弈论剖析社会制度、体系、规范、格局等的形成原因及其形成过程。如今,演化博弈在经济学中的应用越发广泛,许多著名经济学家都表示演化博弈是演化经济学中最有发展前景的分支之一。
图8-2 John Maynard Smith
著名的哥德尔不完备定理讲道:任何一个理论体系都必定是不完全的,任何理论都包含了既不能证明为真也不能证明为假的命题。博弈论也是如此。比如博弈论的基本假设之一就是:人是理性的。所谓理性的人是指行动者具有推理能力,在具体策略选择时的目的是使自己的利益最大化。而现实生活中,人们在做决策时往往是有限理性(bounded rationality)的。H.A.Simon在研究决策问题时首次提出了“有限理性”的概念,比如,一个人试图采用其他人能够理解的方式(文字、图表、数字等)来向他们表达自己的知识或者情感的过程是有限制的,这是因为每个人的情况均有所不同,可能有些人还没有掌握这些词汇。
传统博弈下的理性假设具有局限性,这种局限性主要体现在博弈论的研究对象、分析思路以及分析过程3个方面:首先,博弈论的研究对象是参与者互动过程中冲突与合作的问题;其次,在分析思路上,大量情绪、直觉、性格、感觉等非理性的主观心理行为,以及知识的未知状态、不可预测性和多样性等造成不同层次的有限理性,都造成实际行为方式的无序化。为了对人们的互动行为加以模型化分析,必须进行合理的理论抽象,这才产生了博弈论“完全理性”的概念,但是这种“完全理性”的概念本身是具有局限性的;传统博弈下的分析过程往往假设参与者“完全理性”,通过推理演绎达到均衡化的过程。由于理性主义分析思路存在很多问题,因此强理性假设受到Binmore、Simon等众多学者的批评,Simon曾说:“全知全能的荒谬理性无异于奥林匹斯山上无知不晓的神。”
我们来思考这样一个问题,各个植物种群分别占据不同的空间,使群落具有稳定的结构。各个动物种群也分别位于食物链的不同位置,形成稳定的金字塔形生态结构(见图8-3)。自然演化形成的生物种群处于稳定状态,其互动的机理是什么?再譬如,20世纪上半叶人类经历两次大战后〔图8-4(a)〕,吸取教训,建立磋商、合作、谈判机制,维护了世界整体的和平与稳定;核武器的出现使得人类第一次具有毁灭自己的能力,反而维持了恐怖的核平衡〔图8-4(b)〕。现实中大量的人类行为表现出来与完全理性假设不符的非理性和有限理性特征,人类社会会因此永远处于不可预知的无序冲突中吗?这些问题都需要演化博弈论来为我们解答。
