第三章信息经济学的研究方法—博弈论

第三章信息经济学的研究方法——博弈论（GameTheory)本章内容：第一节概述-人生处处皆博弈第二节完全信息静态博弈-纳什均衡第三节完全信息动态搏弈-子博弈精炼纳什均衡第四节不完全信息静态博弈-贝叶斯纳什均衡第五节不完全信息动态博弈-精炼贝叶斯纳什均衡第一节概述-人生处处皆博弈人生是永不停歇的博弈过程，博弈意略达到合意的结果。作为博弈者，最佳策略是最大限度地利用游戏规则，最大化自己的利益；作为社会最佳策略，是通过规则使社会整体福利增加。一、博弈论的定义博弈论（gametheory，又译为对策论，游戏论）定义：研究决策主体的行为在直接相互作用时，人们如何进行决策、以及这种决策如何达到均衡。开始于-冯.诺曼（VonNeumann)与摩根斯坦(Morgenstern)在1944年合作的《博弈论与经济行为》（TheTheoryofGamesandEconomicBehaciour)一、博弈论的定义注意两点：1、是两个或两个以上参与者之间的对策论当鲁滨逊遇到了“星期五”石匠的决策与拳击手的决策的区别一、博弈论的定义2、理性人假设理性人是指一个很好定义的偏好，在面临给定的约束条件下最大化自己的偏好。博弈论说起来有些绕嘴，但理解起来很好理解，那就是每个对弈者在决定采取哪种行动时，不但要根据自身的利益和目的行事，而且要考虑到他的决策行为对其他人可能的影响，通过选择最佳行动计划，来寻求收益或效用的最大化。二、博弈论的基本概念参与人：博弈论中选择行动以最大化自己效用的决策主体；行动：参与人的决策变量；战略：参与人选择行动的规则；信息：参与人在博弈中的知识，特别是有关其他参与人的特征和行动的知识；支付函数：参与人从博弈中获得的效用水平；结果：博弈分析真正感兴趣的要素的集合；均衡：所有参与人的最优战略的组合。参与人、行动、结果称为博弈规则；博弈分析的目的是使用博弈规则决定均衡。三、博弈的分类非合作博弈参与人行动的先后顺序参与人对对手信息的掌握静态博弈完全信息博弈不完全信息博弈动态博弈合作博弈博弈论三、博弈的分类非合作博弈的划分：从参与人行动的先后顺序：静态博弈和动态博弈静态博弈：参与人同时选择行动或非同时行动但后行动者并不知道前行动者采取了什么具体行动；动态博弈：参与人行动有先后顺序，且后行动者能够观察先行动者选择的行动。三、博弈的分类参与人对其他参与人（对手）的特征、战略空间及支付函数的知识：完全信息博弈和不完全信息博弈。完全信息：每一个参与人对所有其他参与人的（对手）的特征、战略空间及支付函数有准确的知识，否则为不完全信息。三、博弈的划分表3.1博弈的分类及对应的均衡概念行动顺序信息静态动态完全信息完全信息静态博弈纳什均衡代表人物：纳什（1950，1951）完全信息动态博弈子博弈精练纳什均衡代表人物：泽尔腾（1965）不完全信息不完全信息静态博弈贝叶斯纳什均衡代表人物：海萨尼（1967-1968）不完全信息动态博弈精练贝叶斯纳什均衡代表人物：泽尔腾（1965）克瑞普斯和威尔逊(1982)费登伯格和泰勒尔(1991)四、博弈论的发展简述博弈论的发展1944年，冯·诺伊曼和摩根斯坦合作的《博弈论和经济行为》一书的出版50年代，合作博弈发展到鼎盛时期60年代，出现了泽尔腾,海萨尼等一些重要人物80年代，出现了几个比较有影响的人物，包括克瑞普斯和威尔逊80年代以后，博弈论逐渐成为主流经济学的一部分，甚至可以说成为微观经济学的基础表3.1博弈的分类及对应的均衡概念行动顺序信息静态动态完全信息完全信息静态博弈纳什均衡代表人物：纳什（1950，1951）完全信息动态博弈子博弈精练纳什均衡代表人物：泽尔腾（1965）不完全信息不完全信息静态博弈贝叶斯纳什均衡代表人物：海萨尼（1967-1968）不完全信息动态博弈精练贝叶斯纳什均衡代表人物：泽尔腾（1965）克瑞普斯和威尔逊(1982)费登伯格和泰勒尔(1991)五、博弈论与信息经济学博弈论是给定信息结构求均衡结果，它实际上是一种均衡理论，我们最终要找的是一个均衡的结果，博弈论是方法论导向的，它实际上是一种解决问题的方法。它是一个实证的方法。信息经济学是给定信息结构求契约的安排。它实际上是一种契约设计理论，它是问题导向的。它是一个规范的方法。信息经济学的基本模型分类：内容时间隐藏行动隐藏信息事前逆向选择模型信号传递模型信息甄别模型事后隐藏行动的道德风险模型隐藏信息的道德风险模型六、经典模型的非技术表述（一）囚徒困境（一）囚徒困境——纳什均衡-8，-80，-10-10，0-1，-1囚徒A囚徒B坦白抵赖坦白抵赖（一）囚徒困境假定：（1）每个局中人都知道博弈规则和博弈结果的支付矩阵；（2）每个局中人都是理性的（个人理性和个人最优决策）；（3）不能“串通”（一）囚徒困境——纳什均衡-8，-80，-10-10，0-1，-1囚徒A囚徒B坦白抵赖坦白抵赖-8大于-100大于-1（坦白，坦白）是纳什均衡（一）囚徒困境通俗地讲：纳什均衡的含义是：给定别人战略情况下，没有任何单个参与人有积极性选择其他战略，从而没有人有积极性打破这种均衡。案例1：鹬蚌相争渔翁得利一只河蚌正张开壳晒太阳，不料，飞来了一只鹬鸟，张嘴去啄他的肉，河蚌连忙合起两张壳，紧紧钳住鸟的嘴巴，鸟说：“今天不下雨，明天不下雨，就会有死蚌肉。”河蚌说：“今天不放你，明天不放你，就会有死鸟。”谁也不肯松口，有一个渔夫看见了，便过来把他们一起捉走了。案例2：两个寡头企业选择产量的博弈：如果两个企业联合起来形成卡特尔，选择垄断利润最大化的产量，每个企业都可以得到更多的利润。给定对方遵守协议的情况下，每个企业都想增加产量，结果是，每个企业都只得到纳什均衡产量的利润，它严格小于卡特尔产量下的利润。（一）囚徒困境同样的情形发生在：公共产品的供给美苏军备竞赛经济改革中小学生减负……（一）囚徒困境——纳什均衡-8，-80，-10-10，0-1，-1囚徒A囚徒B坦白抵赖坦白抵赖（一）囚徒困境囚徒困境的性质：个人理性和集体理性的矛盾；个人的“最优策略”使整个“系统”处于不利的状态。思考：为什么会造成囚徒困境是否由于“通讯”问题造成了囚徒困境？“要害”是否在于“利己主义”即“个人理性”？是否囚徒困境的结果就一定不利？（一）囚徒困境亚当斯密在1776年发表的经典之作《原富》中认为：我们的晚餐不是来自屠夫、酿酒的商人或面包师傅的仁慈之心，而是因为他们对自己的利益特别关注。。。每个人都会尽其所能，运用自己的资本争取最大的利益，一般而言，他不会有意图为公众服务，也不自知对社会有什么贡献，他关心的仅仅是自己的安全、自己的利益，但如此一来，他就好象被一只无形的手引领，在不知不觉中对社会改进尽力而为。。。（一）囚徒困境人类自私的天性，使他们陷入“囚徒困境”，难以自拔。解决囚徒困境问题的“出路”“解决个人理性和集体理性之间冲突的办法不是否认个人理性，而是设计一种机制，在满足个人理性的前提下达到集体理性”；“一种制度安排，要发生效力，必须是一种纳什均衡。否则，这种制度安排便不能成立”。囚徒困境的效果在不同情况下对社会而言可能是“负面”的，也可能是“正面”的。（一）囚徒困境（一）囚徒困境作为博弈者，最佳策略是最大限度地利用游戏规则，最大化自己的利益；作为社会最佳策略，是通过规则使社会整体福利增加。（二）智猪博弈（二）智猪博弈5，14，49，-10，0等待小猪大猪按等待按4大于10大于-1纳什均衡：大猪按，小猪等待各得四个单位（4，4）多劳者不多得（二）智猪博弈大猪小猪博弈股份公司中大股东小股东监督纳什均衡：大股东担当监督经理的责任，小股东搭便车村中的富人穷人修路纳什均衡：大户修路改革中得到好处多的少的改革股市的大户小户炒股纳什均衡：大户搜集信息，小户跟大户（三）性别战2，10，00，01，2芭蕾女男足球芭蕾足球纳什均衡：足球，足球；芭蕾，芭蕾先动优势（四）斗鸡博弈-3，-32，00，20，0退BA进退进独木桥纳什均衡：A进，B退；A退，B进（四）斗鸡博弈村子里有两户富户，有两种可能：一家修，另一家就不修；一家不修，另一家就得修。冷战期间美苏抢占地盘：一方抢占一块地盘，另一方就占另一块。夫妻吵架，一方厉害，另一方就出去躲躲。注意：在混合战略纳什均衡条件下，也可能两败俱伤。（五）市场进入阻挠40，50-10，00，3000，300斗争在位者进入者进入不进入默许纳什均衡：进入，默许；不进入，斗争（六）求爱博弈100，100-50，00，00，0不接受求爱博弈：品德优良者求爱求爱者进入不进入接受100，-100-50，00，00，0不接受你求爱者进入不进入接受求爱博弈：品德恶劣者求爱你100x+（-100）（1-x）﹥0当x大于1/2时，接受求爱（七）黔之驴-驴虎博弈黔无驴，有好事者船载以入。至则无可用，放之山下。虎见之，庞然大物也，以为神，蔽林间窥之。稍出近之，慭慭然，莫相知。他日，驴一鸣，虎大骇，远遁；以为且噬已也，甚恐。然往来视之，觉无异能者；益习其声，又近出前后，终不敢搏。稍近，益狎，荡倚冲冒。驴不胜怒，蹄之。尽其肉，乃去。人生是永不停歇的博弈过程，博弈意略达到合意的结果。作为博弈者，最佳策略是最大限度地利用游戏规则，最大化自己的利益；作为社会最佳策略，是通过规则使社会整体福利增加。第一节概述-人生处处皆博弈分析：上述博弈属于何种类型的博弈？-8，-80，-10-10，0-1，-1囚徒A囚徒B坦白抵赖坦白抵赖参与人支付函数均衡行动案例1：囚徒困境完全信息静态博弈纳什均衡纳什（1950，1951）5，14，49，-10，0等待小猪大猪按等待按4大于10大于-1案例2：智猪博弈支付函数行动完全信息静态博弈纳什均衡纳什（1950，1951）案例3：市场进入阻挠40，50-10，00，3000，300斗争在位者进入者进入不进入默许行动支付函数完全信息动态博弈子博弈精炼纳什均衡不完全信息静态博弈贝叶斯纳什均衡海萨尼（1967-1968）100，100-50，00，00，0不接受求爱博弈：品德优良者求爱求爱者进入不进入接受100，-100-50，00，00，0不接受你求爱者进入不进入接受求爱博弈：品德恶劣者求爱你100x+（-100）（1-x）﹥0当x大于1/2时，接受求爱对手特征、战略空间行动案例4：求爱博弈不完全信息动态博弈精练贝叶斯纳什均衡泽尔腾（1965）老虎通过不断试探来修正对毛驴的看法，每一步行动都是给定它的信念下最优的。最终将毛驴吃掉。对手特征、支付函数、战略空间未知行动有先后案例5：黔之驴-驴虎博弈第二节完全信息静态博弈——纳什均衡一、博弈的基本概念及战略表述二、占优战略均衡三、重复剔除的占优均衡四、纳什均衡五、混合战略纳什均衡六、纳什均衡存在性与相关讨论一、博弈的基本概念及战略表述（一）博弈论的基本概念包括：参与人：博弈论中选择行动以最大化自己效用的决策主体。行动：参与人的决策变量。战略：参与人选择行动的规则。信息：参与人在博弈中的知识，特别是有关其他参与人的特征和行动的知识。支付函数：参与人从博弈中获得的效用水平。结果：博弈分析真正感兴趣的要素的集合。均衡：所有参与人的最优战略的组合。参与人、行动、结果称为博弈规则；博弈分析的目的是使用博弈规则决定均衡。（一）博弈的基本概念代表自然代表参与人博弈的参与人集合：Nini),,2,1(,参与人（players）：博弈论中选择行动以最大化自己效用的决策主体。可以是自然人，也可以是团体，如企业、国家甚至由若干国家组成的集团（OPEC、欧盟等）。（一）博弈的基本概念虚拟参与人（pseudo-players）：指以一种纯机械的方式来采取行动的个体。自然是一种虚拟参与人，它在博弈的特定时点上以特定的概率随机选择行动。自然：指决定外生的随机变量的概率分布的机制。为分析方便引入，自然作为虚拟参与人没有自己的支付和目标函数（即所有结果对它是无差异的）。参与人决策的后果依赖于自然的选择。在不完全