極簡博弈論之一:極小極大與納什均衡

馮·諾依曼(左)和約翰·納什(右)

兩位大師轰豆,兩個(gè)原理胰伍。

如果你是兩個(gè)孩子的母親,要給兩個(gè)饞嘴的孩子分一塊蛋糕酸休,不管怎么分骂租,最后的結(jié)果總是,有一個(gè)孩子(甚至是兩個(gè)孩子)覺得自己的那塊更小斑司。

這是博弈論中的一個(gè)經(jīng)典問題:分蛋糕渗饮。該怎么分才能讓兩個(gè)孩子都滿意?博弈論可以幫我們破了這個(gè)局宿刮。

馮·諾依曼和約翰·納什

我們把分蛋糕問題暫且擱到一邊互站,先來認(rèn)識一下博弈論的兩位大師——馮·諾依曼和約翰·納什。

馮·諾依曼(后文簡稱馮)有兩個(gè)領(lǐng)域的鼻祖僵缺,他被稱為“計(jì)算機(jī)之父”云茸,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的原型正是出自馮的設(shè)計(jì),這個(gè)原型一直沿用到今天谤饭,他還被稱為“博弈論之父”,因?yàn)樗钤鐚α愫筒┺倪M(jìn)行了深入研究懊纳,提出了“極小極大原理”揉抵。

約翰·納什(后文簡稱納什)比馮晚出生20多年,他年輕有為嗤疯,在博士論文中便提出了著名的“納什均衡”理論冤今,可惜天妒英才,納什的妄想癥隨著年齡的增長越發(fā)嚴(yán)重茂缚,然而他的妻子從未拋棄他戏罢,一直陪伴納什到人生的最后一刻,方才有了震撼人心的電影《美麗心靈》脚囊。

分蛋糕問題

回到分蛋糕的問題龟糕,我們請馮和納什兩位大師出場,來解決分蛋糕問題悔耘。
首先讲岁,我們要把分蛋糕問題需要轉(zhuǎn)化為兩個(gè)孩子博弈問題,博弈的規(guī)則是:兩個(gè)孩子分蛋糕衬以,一個(gè)切蛋糕缓艳,另一個(gè)先選蛋糕。

博弈論的目標(biāo)就是尋找問題的理性解——不考慮情感因素看峻,單從理性角度分析所得的答案阶淘。

我們先把兩個(gè)孩子的策略和對應(yīng)的結(jié)果做成一個(gè)表格。記切蛋糕的孩子為A互妓,選蛋糕的孩子為B溪窒,用“A得到的蛋糕大小坤塞,B得到的蛋糕大小”表示分蛋糕的結(jié)果。

| B選大塊 | B選小塊
:----:|:-----:|:----:
A切成兩塊一樣大 | 一半霉猛,一半 | 一半尺锚,一半
A切成兩塊不一樣大 | 小塊,大塊 | 大塊惜浅,小塊

極小極大原理

先請馮來切蛋糕瘫辩,即馮是A,他自然要運(yùn)用“極小極大原理”坛悉。

“極小”指的是B一定會挑選大塊伐厌,所以留給自己的肯定是小塊,也就是表格中的左邊一列裸影;
“極大”指的是A要使自己的蛋糕盡量大挣轨;
“極小極大”組合起來的意思是,A已知B會選大塊轩猩,所以會把較小的一塊切得大一些卷扮,對A來說,最好的結(jié)果就是表格的左上角“一半均践、一半”晤锹,即兩人各分得半塊蛋糕,這就是這個(gè)問題的理性解彤委。

這就是極小極大原理鞭铆,是不是很簡單?

納什均衡

納什均衡也不難焦影!

這次換做納什來切蛋糕了(即納什是A)车遂,他自然要運(yùn)用“納什均衡”來尋找理性解。A假設(shè)自己切成不一樣大小的兩塊斯辰,B自然會選大塊舶担,也就是表格中左下角一格。

這時(shí)彬呻,A會分別問B和自己一個(gè)問題:你后悔嗎柄沮?
B想:我得到了大塊,我不后悔废岂!
A想:如果我切成一樣大的兩塊祖搓,能得到的更多,我后悔了湖苞!

于是A改變策略拯欧,切成一樣大的兩塊,對應(yīng)表格的左上角财骨。還是重復(fù)剛才的問題镐作,你后悔嗎藏姐?
B想:既然兩塊蛋糕一樣大,后悔也沒用该贾,我不后悔羔杨!
A想:既然B已經(jīng)選了大塊的,我能得到半塊蛋糕已經(jīng)是最好的結(jié)果了杨蛋,我也不后悔兜材!
當(dāng)兩人都不后悔時(shí),納什均衡就達(dá)成了逞力!

尋找納什均衡點(diǎn)一定要注意:“是否后悔”是對方不變更策略的前提下做出的選擇曙寡。這很像球迷們看球時(shí)候的心情,每當(dāng)看到空門不進(jìn)寇荧,球迷們的心聲總是:不會吧举庶!這球換我也能射進(jìn)啊揩抡!

單從分蛋糕的例子來看户侥,兩個(gè)理論得到的答案是一樣的。二者的區(qū)別在于適用范圍峦嗤,極小極大原理只能用來分析零和博弈——雙方利益總和不變的博弈問題添祸,納什均衡對零和博弈、非零和博弈都適用寻仗,這也是納什均衡厲害的地方。不過凡壤,納什均衡為的是找到“使雙方都不后悔的理性解”署尤,這個(gè)理性解未必會給博弈中的個(gè)體或集體帶來利益最大化。

至此亚侠,我們認(rèn)識了兩位大師——馮·諾依曼和約翰·納什曹体,學(xué)習(xí)了兩個(gè)原理——極小極大和納什均衡。

接下來硝烂,我們就來學(xué)習(xí)一個(gè)熟悉又陌生的博弈問題——囚徒困境箕别。

還有哦:極簡博弈論之二:你我都是囚徒

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