槍手博弈
槍手博弈是指,槍手甲乙丙三人相互怨恨,以決鬥的形式進行一場博弈。
其中,甲的槍法最準,十發八中(命中率80%)。乙的槍法在甲之下,屈居第二,也能有十發六中的成績(命中率60%)。丙的槍法最差,只能十發四中(命中率40%)。假設在三人都瞭解彼此實力並能理性判斷的情況下,會出現以下兩種情況:一,三人同時開槍,誰活下來的可能最大?
二,若由丙開第一槍,隨後輪流開槍,他會如何選擇?
第一種情況:
第一輪:
甲:最佳的策略是先對準乙,因為乙的槍法比丙好。
乙:最佳的策略是先對準甲,因為三人中甲的槍法最準,這樣,在乙丙兩人中,乙活下來的機率更大。
丙:同樣也會先解決槍法最準的甲,幹掉甲後再考慮如何應對乙。
現在我們可以分別計算三人活下來的機率。
甲活:即乙和丙都未命中。乙的命中率為60%,那麼未命中機率就為40%,丙的未命中率為60%。因此兩人都射偏的機率為:40%×60%,所以甲活下來的機率為24%。
乙活:即甲射偏。甲有20%的未命中率,就相當於乙的存活率為20%。
丙活:根據上面的分析,在這一種情況下,沒有任何人對準丙,因此丙最有可能活下來,他的存活機率為100%。
由此我們可以看到,在這一輪的決鬥中,丙槍法最差但活下來的機率卻最大。而甲和乙的槍法都遠大於丙,存活率卻都比丙低。當然,導致這種結果的前提條件是三人都瞭解彼此的實力。但我們都清楚,在現實生活中,這樣理想的前提條件很難滿足,難免會因為資訊不對等而產生其他的結果。若甲選擇隱藏自己的實力,營造一個槍法最差的假象,那麼此時甲的存活機率就會大大提升。
第二輪:
第一輪過後,若甲乙中有一方打偏,那麼丙既有可能面對甲也有可能面對乙,若都打偏,那丙將同時面對甲乙兩人,或者甲乙皆死。
如果丙只面對甲或乙,那丙的存活率最低。
如果同時面對甲乙兩人,則返回第一輪的場景。
如果甲乙皆死,那麼無疑丙最終存活。
第二種情況:
由丙先開第一槍,那麼可能如下:
丙射中甲:乙與丙對決,且只能由乙先開槍,丙會處於不利位置。
丙射中乙:同上,甲的命中率最高,丙的處境會更糟。
丙都未射中的話:甲乙都不會選擇先射擊丙,而是會在甲乙雙方之間一決勝負,直至其中一人死亡,而這時就會又輪到丙。可以這樣說,只要丙誰都不打中,在接下來的對決中他就處於相對而言最有利的位置。
警察與小偷博弈
在某個小鎮上只有一名警察,整個小鎮的治安全部由他負責。此時,我們假設這個小鎮上的一頭有一家銀行,而小鎮的另一頭有一個酒館;若這個小鎮上只有一名小偷,那麼由於他不具備分身術,所以當這個小鎮上的警察在小鎮的一頭巡視時,小偷只能去小鎮的另一頭採取他的偷盜行動。
假想一下,當小鎮的警察正好在小偷採取行動的地方巡視,便能不費吹灰之力地抓住小偷;若是小鎮的警察的巡視方向恰好與小偷採取偷盜行為的方向相反,那麼小偷便能在不被警察抓到的情況下成功偷盜。
此時,我們設定此小鎮上的銀行中需要保護財產的金額為2萬元,而小鎮的酒館中需要保護的金額只有1萬元。那麼,警察應該如何採取巡視行動,才能將小鎮的損失降低到最小呢?
警察最好的做法是利用抽籤的方式決定去小鎮的銀行還是酒店。由於小鎮銀行中所需保護的財產是酒館的兩倍,因此用1、2號兩個籤表示小鎮的銀行,用3號籤表示酒館,這樣一來,警察去銀行巡視的機會將達到2/3,而去酒館巡視的機會將是1/3。
在小鎮警察的此種策略下,小偷的佔優策略則要與警察相反,同樣採用抽籤的方式,與警察不同的是小偷用1、2號籤表示去酒館行動,而用3號籤表示去銀行,由此一來,小偷去酒館行動的機率是2/3,而去銀行的機率僅有1/3。
在此前提下,即警察和小偷都是選擇最佳佔優策略時,我們將會獲得一個十分有趣的結果,即警察和小偷成功的機率是相等的。(此處略去計算過程)
事實上,警察與小偷的博弈需要有雙方一種混合型的策略和思路。簡單來說,警察和小偷博弈與我們生活中經常玩的「剪刀、石頭、布」遊戲更加相似。在這種遊戲中,並不存在納什均衡,因為參與此遊戲的每個人出「剪刀」「石頭」「布」的情況都是隨機的,而且遊戲的參與者不會讓對方推斷出自己的策略,甚至自己在此遊戲中的策略傾向性。因為,當對方瞭解到自己的策略傾向時,自己便會面臨極大的輸掉遊戲的風險。
其實,透過警察與小偷博弈中的混合策略均衡,可以看出博弈中的每個參與者並不會太過在意自己所做出的決策。實際上,當我們需要採取混合策略時,便要找到自己所要做出的策略方法,並且要讓對手覺得你所做出的策略不會影響到他們。
這種方式似乎非常混沌,但它是前面所講到的零和博弈的另一種隨機轉換。因為它要求參與者必須時刻保持警惕,稍微發現對方有違反規則的行動,便需要立刻採取決策並實施行動。若是對方的確做出了某種較為糟糕的行動,那便說明他們選擇了最「愚蠢」的策略。
在警察和小偷的博弈中,不論是選擇了混合還是隨機的策略,都不代表參與者在做出行動時是盲目選擇。這其中仍然包含著很強的策略性,博弈取勝的要點在於運用其中的偶然性,針對對方是否發現你的某些策略性行為做出及時應對,進而保證自己成功的機率。
海盜分金
有五個海盜(記為1、2、3、4、5號)掠得一百枚金幣,決定以抽籤的方式依次提出分金方案,並由五人共同表決。要想通過方案,必須有超半數的人同意才可以,否則這個人將會被扔進大海。這其實是一個博弈的過程,在分金的過程中,要想不被扔入大海,必須充分考慮其他人的利益,從而以最小的代價獲取最大的收益。假設五個海盜都聰明絕頂並有足夠理智的判斷力,那麼該如何進行博弈過程呢?
與其從前往後一個一個地想每個人會怎樣選擇,不如先把問題簡單化,若只剩下最後兩人的話,他們會怎麼做呢?倒推來看,若1、2、3號都被投入海中,那麼5號必定反對4號把一百枚金幣全部收入囊中。因此往前推理,4號只有同意3號的方案才有可能保命。
3號猜到這一點,就會採取(100、0、0)的分金方案,因為他清楚地知道即便4號一枚金幣也分不到,也仍然會同意他的方案。
2號猜到3號的策略,就會採取(98、0、1、1)的方案,因為2號只要稍微照顧到4、5號的利益,4、5號就會向他投贊成票,而不希望2號出局讓3號分配。因此2號最終會獲得98枚金幣。
1號同樣猜到2號的意圖,就會採取(97、0、1、2、0)或者(97、0、1、0、2)的方案。對於1號來說,只要放棄2號,再分給3號一枚金幣,給4號或5號兩枚金幣,這樣他就可以得到三票,順利通過方案拿到97枚金幣。
當然,以上的分析是建立在一個理想狀態上的,即海盜都很聰明並且可以理智分析。而在現實生活中,情況就和模型相去甚遠了。
首先,假設3號、4號或者5號有一人沒能猜到其他海盜的方案,那麼1號被投入海中的機率則大得多了。或者只要1號提出方案,2號就許諾分配給其他人的金幣比1號多一枚,這樣一來,2號就成了最大贏家。
這是在規則確定的情況下,但只要剩下的四人確定一個分配的新規則,將把握先機的1號先幹掉,而後平分一百枚金幣,所得的利益會較之前更多。因此,在現實生活中,規則意識的重要性就顯得尤為突出了。
如果我們擴大參加博弈的局中人數,同樣是一百枚金幣,由十個人來分配(記為1、2、3,……,10號),有50%以上的同意票才可通過方案,否則將被投入海中。
推理過程同上,倒推如果只剩下9號和10號,那麼無論兩人提出什麼樣的方案,按照規則都將被通過。現在把8號考慮進來,8號知道最後剩下兩人的結果,那他會選擇讓步,只要拿出一枚金幣來團結10號,他的方案就會通過,因為8號知道,只剩9號和10號時,10號會一無所得,因此10號是他理想的團結物件。因此,8號的方案就是(99、0、1)。再把7號考慮進來,既然關鍵在於50%,那麼他只要再拉一人同意即可。那麼此時,9號就成了他的最佳團結人選,7號清楚地知道,如果讓接下來的8號分配,那麼9號一枚金幣也拿不到。因此7號篤定9號會支援他。以此類推,6號也會進行同樣的推理,他會給在7號方案中得不到金幣的8號和10號各一枚金幣,來取得他們的同意票。由此,6號的方案就成了(98、0、1、0、1)。
綜上,推理到1號時,他的方案會是(96、0、1、0、1、0、1、0、1、0)。
原本最有可能出局的1號卻可以搶佔先機獲得最多的金幣,而10號相比最安全,卻也只是能剛剛保住性命罷了。
我們再改變一下規則,前提不變,即所有的海盜都無比聰明並且可以保持理性。條件不變,五人分金,共一百枚金幣,且同意的人數不少於一半時方案才可通過。
海盜們通過抽籤確定自己的號碼,推理方法同上。
首先,只剩下4號和5號時,4號的方案就已經成為最終方案,因為無論5號同意與否,方案都可以被通過。此時4號的方案必定是(100、0)。
而5號因為在4號的方案中一枚金幣也得不到,所以,只要在4號之前的人分給他的金幣大於0,5號就會投出同意票。
對於4號來說,如果3號使5號獲益,那麼4號就會一無所得,因此他會讓2號的方案通過,只要2號許諾給他大於0的收益。
到了3號這裡,如果2號給4號一枚金幣,那麼2號的方案就會順利通過,3號也就沒有任何收益了。因此,3號會考慮到1號的方案,只要1號的方案裡有3號大於0的收益,那麼1號的方案就會通過,自己也不至於落得連一枚金幣也拿不到的境地。
那麼2號呢?因為只要有50%的同意票,他的方案就會通過,所以他的方案會是(99、0、1、0),以此來實現利益最大化,所以無論1號是什麼方案他都不會投出同意票。
最後剩下1號,如他所想,2號的同意票是註定失去的,而他只給3號、5號各一枚金幣就可以拿到兩人的同意票,所以最終他的方案會是(98、0、1、0、1),獲得自己的最大利益即98枚金幣。