演化博弈与福利分析

1贸易保护、演化博弈与福利分析海闻北京大学中国经济研究中心教授沈琪北京大学中国经济研究中心博士通信地址：北京大学中国经济研究中心2003级博士邮政编码：100871Email：[e-mail]电话：130219171872贸易保护、演化博弈与福利分析海闻沈琪（北京大学中国经济研究中心，北京100871）摘要：建立在规模经济和不完全竞争基础上的贸易保护理论认为，政府可以通过适当的贸易政策达到提高本国福利水平的目的。但这种贸易保护政策在具体实施过程中，却经常使博弈双方陷入囚徒困境。结合Sarim从演化博弈角度对囚徒困境的分析，本文考察了不同初始值条件对博弈结果的影响并进行了比较静态分析。通过设定线性主观评价修正方式，考察国际贸易双方博弈演进过程和福利水平。利用本文框架进行了欧美之间贸易磋商的案例分析并考察WTO对各国演化路径的影响。关键词：贸易保护囚徒困境演化博弈JEL：F11-0，F113，F114.41TradeProtection,EvolutionaryGameandWelfareAnalysisWenHai(ChinaCenterforEconomicResearch,PekingUniversity)QiShen(ChinaCenterforEconomicResearch,PekingUniversity)AbstractCountrieswithstrategictradepolicyalwaysfallintoPrisoner’sDilemma.Thispaperanalyzestheeffectofinitialvaluestotheresultofstrategictradepolicyusingevolutionarygametheories,describestheevolutionarypathofthetradepartiesandtheirwelfarebasedonlinearupdatedsubjectiveassessments.ThispaperanalyzesthetradenegotiationbetweenEuropeanandtheUnitedStatesusingtheframeworkofthemodelandtheeffectofWTOontheevolutionarypathofthepartners.KeyWords:tradeprotection,Prisoner’sDilemma,evolutionarygames3一介绍经济学家和民众对国际贸易与国家福利关系的理解随时间经历了一个演化过程。即使在WTO业已建立并且其成员国日益增加的今天，自由贸易和贸易保护之争依然存在。国际贸易会改变一个国家的福利水平和国家内部利益分配格局，因此国家在制定和改变贸易政策时，总会引发较多的关注和争论。虽然理论经济学家不断的从不同角度论证和捍卫自由贸易的优越性，但并不是所有国家都自始至终坚定不移的实行完全自由贸易。在这个存在信息不对称和充满不确定性的现实经济中，一个国家的贸易政策往往根据该政策的实施效果而不断进行修正甚至改变。大国之间的贸易政策往往不独立，一个国家实行某种贸易政策得到的福利水平不仅取决于本身决策，还可能取决于其贸易伙伴的贸易政策。特别是在战略性贸易政策下，一国实行某种贸易政策所能达到的福利水平与其贸易伙伴实行的贸易政策密切相关。在情况下，国际贸易政策不完全首先，最初人们对贸易的理解存在偏差。国家认为出口好，进口不好；顺差好，逆差不好。后来，人们对贸易的理解逐渐明晰，意识到贸易有可能是双赢的结果，因此自由贸易会提高双方的福利水平。虽然贸易会改变国家内部的利益分配。但是，战略性贸易政策指出可以以邻为壑实行贸易保护政策。这为贸易保护提供了新的理论支持Dixit和Norman（1980）以及Lancaster（1980）等在前人研究的基础上，提出了除比较优势和禀赋差异外，规模报酬递增也是产生国际贸易的原因之一的观点，且认为规模报酬递增基础上产生的国际贸易将促进各国间专业化分工，提高贸易双方的福利水平。Brander和Spencer（1985）为战略性贸易政策1（新贸易干预主义）提供了理论基础。Krugman（1987）通过波音和空中客车的实例表明政府可通过适当的贸易干预政策提高本国生产者剩余（国家福利），同时指出：战略性贸易政策可能引发贸易伙伴国的报复从而引发贸易战，使战略性贸易政策得不偿失。贸易战将使贸易双方陷入囚徒困境博弈。Krugman（1987）认为一个定义清晰的简明规则（自由贸易规则）可以在某种程度上将贸易战的风险降到最低。Bagwell和Staiger（2001）研究了农产品贸易中的战略性贸易政策，指出各出口国可通过GATT中的约束条款达到逃离囚徒困境的目的。但这些研究均未分析战略性贸易政策的演化机理和过程。自由贸易和贸易保护之争由来已久。国际贸易改变国内不同利益集团收入分配状况，因此每一次推动全球自由贸易的会议都不可避免遭到反对者们的抗议和抵制。反对者并不是真正受到了伤害，而是感觉受到了伤害（主观而不是客观）。并不是所有的国家从一开始都意识到自由贸易的好处。自由贸易与贸易保护之争经历了一个不断发展演化的过程。一种对自由贸易的反对是自由贸易虽然能够从总体上提高一个国家的福利水平，但会改变一个国家内部利益分配。因此Sarin（1999）从“主观博弈”的角度阐释了囚徒困境博奕的演化路径。本文将Sarin（1999）的观点应用于对新贸易干预政策的分析，并进一步通过比较静态分析讨论博弈收益矩阵对博弈初始状态的影响。通过设定线性主观评价修正方式，考察不同初始值情况对演化路径的影响并进行相应福利分析后发现：两国政府的初始主观意愿、博弈收益矩阵、演进策略等对新贸易干预政策的动态演化结果及福利水平有显著影响。两国政府初始时越“友善”，两国福利水平就可能越高。主观合作态度可以使两国政府少走弯路，提高各自福利水平，回归自由1Brander（1995）将战略性贸易政策定义为那些影响企业（这些企业往往是垄断企业且战略上不独立）间战略关系的贸易政策。4贸易。贸易保护政策不可能长期提高一国福利，“以邻为壑”的策略在长期动态演进过程中通常很难奏效。本文主要有四点贡献：第一，将演化博弈思路应用于对新贸易干预政策的分析。第二，通过比较静态分析考察博弈收益矩阵对博弈初始状态的影响。第三，线性主观评价修正方式的设定使博弈演化过程和结果更加直观和翔实。第四，福利分析的结果表明：主观上持开放贸易政策的两国或具有“同质性”2的两国可以通过演化博弈走出囚徒困境，达到较高福利水平；抵制自由贸易（给自由贸易一个很低的主观评价）的政府将将损害本国福利。虽然自由贸易已经不像以前描述的那么完美，但是与贸易保护相比，它仍然是现实中的最优政策（巴格沃蒂（2004，P25））。本文结构如下：第二部分介绍了模型、通过比较静态分析考察博弈收益矩阵对博弈初始状态的影响；第三部分通过具体的演化设定分析演化博弈路径；第四部分为福利分析；第五部分为案例，第六部分是结论及模型可能的扩展方向。二模型假设有两个国家A和B。两国市场上均存在规模经济和不完全竞争。参照Krugman（1987），假设两国都需要在补贴和不补贴的贸易政策之间进行选择。两国支付矩阵如下：其中，cadb。不难看出，左边博弈的纳什均衡为（补贴，补贴），两国陷入囚徒困境。根据Sarin（1999），与“客观博弈”相对应，定义主观博弈为：博弈参与者给她可选择的每个策略一个先验主观评价，并根据实际结果对这个主观评价进行修正。修正值位于先验评价和实际结果构成的区间内。没有实际发生的策略的主观评价值不更新。假设参与者(,)iiAB在第零期对“不补贴”策略所能得到收益的先验主观评价为(0)ifu，且(0)(,)ifuba；对“补贴”策略所能得到收益的先验主观评价为(0)ipu，且(0)(,)ipudc。定理3：当)0()0(ApAfuu且)0()0(BpBfuu时，双方一直停留在策略（不补贴，不补贴）。其它情况下，演化博弈的过程可能会历经四个博弈可能结果。（补贴，不补贴）和（不补贴，补贴）都不是稳定均衡，（不补贴，不补贴）是唯一的吸点并总能以正的概率达到。在Sarin的基础上，本文进一步讨论博弈收益矩阵对博弈初始状态的影响。图1中浅色区域表示(0)ifu的取值范围，深色区域表示(0)ipu的取值范围。下面分三种情况讨论博弈收益矩阵对初始状态的影响。（一）特殊情况1如果(0)ifu服从区间),(ab上的均匀分布，)0(ipu服从),(cd区间上的均匀分布，那么2“同质性”的定义见下文3Sarin(1999)给出了这个定理的证明B国不补贴补贴A国不补贴,aa,bc补贴,cb,dd5“)0()0(ApAfuu且)0()0(BpBfuu”发生的概率为221()2()()()adpabcd。如图2所示：深色三角形面积占矩形面积的比例既是所求的概率）。不难证明：0))((2)2)(())dc)(ba(2)da((222badcbdadaap，0bp，0cp，0))((2)2)(())dc)(ba(2)da((222dcbacdadadp。博弈双方直接进入合作博弈并且将一直合作下去的概率为p。p随着a、b的增加而增加；随着c、d的增加而减少。不论对方采取补贴还是不补贴，当博弈参与者从不补贴策略中得到的收益增加时，p会增加；不论对方采取补贴还是不补贴，当博弈参与者从补贴策略中得到的收益增加时，p会减少。博弈双方在第零期给“不补贴”策略的主观评价越高，双方越容易进入（不补贴，不补贴）的永久合作均衡。（二）特殊情况2另外一种比较特殊的情况是：当(0)(b,d)ifu时，博弈将始终停留在（补贴，补贴）。“(0)(b,d)iA,Bifu”的概率为2()dbqab（如图3所示）。不难证明：0qa，22()0()qdbdababab，0qc，0qd。博弈双方将始终陷入囚徒困境的概率为q。q随着a、b的增加而减少；随着d的增加而增加；不随c的改变而改变。不论对方采取补贴还是不补贴，当博弈参与者从不补贴策略中得到的收益增加时，q会减少；不论对方采取补贴还是不补贴，当博弈参与者从补贴策略中得到的收益增加时，q不会减少。博弈双方在第零期如果给“不补贴”策略一个很低的主观评价（小于d），则双方将始终处于（补贴，补贴）的囚徒困境而无法自拔。（三）其它情况在特殊情况1和特殊情况2之外的其它情况，博弈不会始终停留在某一个结果，而是需要经过一个演化过程。其中，（不补贴，补贴）以及（补贴，不补贴）都不会是演化的长期均衡解。长期演化均衡解只能是（不补贴，不补贴）或者（补贴，补贴）。三演化路径不同初始值情况下的演化路径不尽相同。下面分四种情况讨论双方博弈的演化路径（一）第零期，A国和B国都选择不补贴为了具体讨论博弈双方的演化路径，假设博弈参与者在第t期对第t-1期主观评价的修正遵循如下公式：在第t期，实际发生策略的收益为，第1-t期对实际发生策略的主观评6价为1)-(t，则博弈参与者将该策略的主观评价更新为(t)((t1))/24；没有发生策略的主观评价不修正。命题1：当(0)(0)AAfpuu，(0)(0)BBfpuu5时，博弈必然将走向（不补贴，不补贴）的均衡结果，且lim(),lim()(0)AAAfppttutautu，lim(),lim()(0)BBBfppttutautu。命题1的证明见附录1。命题1表明：如果两国在初始状态下均倾向于不补贴（(0)(0)AAfpuu，(0)(0)BBfpuu），则双方将一直不补贴。以欧盟为例，参与国在加入欧盟初始时期在主观评价中，均认为不补贴策略的收益高于补贴策略，则博弈参与者在动态演化过程中，将不断调高对不补贴策略的主观评价，并最终达到双方不补贴所能带来的客观收益值（atutuBft