两个人分开接受审讯。你看不到对方,也不能商量,却必须作出一个选择:沉默,还是招供?

如果只问“哪个选择对我最好”,信息还差一半。你的结果取决于对方的选择,对方的结果也取决于你。这种相互牵连,正是博弈论开始工作的地方。它的用处不只在猜人心,还在于把规则摊开:谁先行动,能知道什么,付出什么代价,还有没有下一次?

1. 囚徒困境:各自算得清,合起来却更差

设定下面这组刑期。每格先写你的刑期,再写对方的刑期;刑期越短越好。

你的选择对方沉默对方招供
沉默你1年,对方1年你10年,对方获释
招供你获释,对方10年你5年,对方5年

先分两种情况算。对方沉默,你招供可以从1年变成获释;对方招供,你招供可以从10年变成5年。无论对方怎么选,招供都让你的刑期更短。这叫占优策略。

对方也能作出同样的推理,于是两个人都招供,各判5年。偏偏两人都沉默时,各自只要1年。每个人都在给自己减刑,却一起走进了更差的格子。

这类困境由Flood和Dresher在1950年的兰德研究中提出,Tucker随后用囚徒的故事解释它。[11] 这里的具体刑期是一组说明结构的设定;真正关键的是诱惑、合作、背叛损失等结果之间的大小关系。

2. 纳什均衡:谁也不愿单独改,未必人人满意

两人都招供之后,如果只有你改成沉默,刑期会从5年增加到10年。只有对方改,也一样。这就形成了一个纳什均衡:在其他人的策略给定时,没有人能仅靠改变自己的策略,让自己得到更好的结果。

“稳定”在这里有明确含义。它不表示公平、幸福或集体最优;两人各5年,已经把这点说明白了。若能一起改变规则、作出可信承诺,问题可能发生变化,但那已经需要新的博弈设定。

Nash在1950年证明,有限博弈允许采用混合策略时,至少存在一个均衡。混合策略指按一定概率选择行动;不能删掉这个条件,再说每个有限博弈都能找到一个确定行动的均衡,也不能据此保证真实互动必然自动收敛。[1]

3. 猜平均数:你以为别人会想到第几层

现在换个游戏:每个人在0到100之间选一个数,最接近“所有人平均数的三分之二”的人获胜。

如果大家随意选,平均数大约是50,你可能选33。可是别人也会想到33,那么目标又变成22。再想一层,变成15;继续往下推,10、7、4……最后趋向0。

问题在于,你并不是独自在纸上解方程。你还要估计别人会推几层,以及别人认为别人会推几层。在共同知道彼此完全理性等条件下,可以推到0;实际实验里的有限思考层次和对他人的判断,则会让猜数呈现不同分布。Nagel在1995年研究了这类猜数行为。[2]

例如,若某一轮的平均数是32.3,目标便约为21.5。它是那一轮答案分布的结果,无法据此认定“以后永远选二十几就赢”。Keynes在1936年借报纸选美竞赛说明过类似的层层预期:猜自己喜欢谁,与猜大家认为谁会受欢迎,是不同任务。

4. 最后通牒:20元为什么可能不如0元

给一名提议者100元,由他决定分给另一人多少。对方只能接受或拒绝:接受就按提议分,拒绝则两人都拿不到。

假如你分到20元,提议者拿80元,要不要接受?只按“这一次自己收到多少钱”计算,20当然大于0。可实验中,人们有时宁愿放弃收入,也拒绝认为不公平的提议。1982年的经典研究,正把这种行为带进了实验议价的讨论。[3]

这并不等于每个人都拒绝二八分,也不等于拒绝者不会算数。公平感、对意图的判断和惩罚不公的愿望,都可能进入人的效用。若模型只留下金额,再把其他动机叫作错误,就可能漏掉真正影响选择的东西。

5. 公地:多放一只羊,谁承担草变少的代价

一片共享草场,每个牧民都能放羊。多放一只羊的收益,主要归自己;它多吃掉的草,却让所有牧民一起承担。每个人都觉得“再多一只问题不大”,草场却可能越吃越秃。

Hardin在1968年把这种结构称作“公地悲剧”。不过,悲剧不是公共资源三个字自动附带的结局。Ostrom研究的实际社群表明,人们能够制定使用边界、监测办法、分级惩罚和处理争议的规则,形成持续的治理安排。[4]

所以,要问的不只是牧民够不够自觉,还要问:谁能进入?最多放多少?谁检查?违规怎么办?这些制度会改变每一次“多放一只”的成本与收益。草场恢复也需要生态条件和时间,不能靠随意规定一个羊数就保证发生。

6. 一报还一报:下一次,改变了这一次

如果囚徒困境只玩一次,和同一个人反复玩很多次,策略空间便很不一样。你今天占便宜,可能换来对方明天的拒绝;你今天释放善意,也可能给合作一个开头。

1980年,Axelrod组织计算机程序比赛,让策略在重复囚徒困境中相遇。第一届有14个提交程序,另加入随机策略;第二届有62个参赛程序。Rapoport提交的“一报还一报”两次取得很好的总体成绩:第一轮合作,此后重复对手上一轮的选择。[5][6]

轮次123456
对手本轮合作背叛合作合作背叛合作
一报还一报本轮合作合作背叛合作合作背叛

它先合作,受到背叛会回应,对方回到合作后又能恢复合作,规则也容易被理解。不过,比赛总成绩好,不等于每次一对一都获胜。噪声可能把误会变成连续报复;对局是否有已知终点、未来相遇的概率和对手构成,也都会改变策略表现。它是一种值得研究的机制,不能直接当成所有关系的最佳处方。

7. 鹰鸽博弈:强硬的好处,随强硬者变多而下降

设两只动物争夺价值V的资源。鹰坚持争斗,鸽遇到强硬者退让。若打斗成本C大于资源价值,满世界都是鹰未必划算。

取V=2、C=3,用最简模型计算一方的期望收益:

自己的策略遇到鹰遇到鸽
鹰(2−3)/2 = −0.52
鸽02/2 = 1

若群体里鹰的比例是p,鹰的期望收益为2−2.5p,鸽为1−p。两式相等时,p=2/3。鹰更少时,强硬能获得相对优势;鹰太多时,争斗成本又让它吃亏。

鹰与鸽的平均收益在三分之二处相交理论收益计算,V等于2、C等于3。鹰平均收益2减2.5p,鸽平均收益1减p,在p等于三分之二时相等。实线鹰,虚线鸽;不是生态实测。-0.500.511.5200.52/31鹰鸽平均收益种群中鹰的比例 p
按V=2、C=3的简化鹰鸽模型计算;交点为鹰的比例2/3。表示模型内的收益比较,不是对真实动物种群比例的测量。

Maynard Smith和Price在1973年讨论动物冲突及演化稳定策略。这里的“稳定”关心一种策略或组合能否抵抗少量变异策略的入侵,与每个个体经过深思熟虑后作决定,是不同层次的解释。改变资源、成本和互动方式,稳定比例也会改变。[7]

8. 选学校:稳定不等于人人拿到第一志愿

五个学生A到E,五所学校1到5,每校一个名额,双方都有严格的偏好顺序。先把偏好真正写出来,问题才能算。

学生学生的学校顺序学校学校的学生顺序
A5、3、2、1、41E、C、D、A、B
B1、3、4、2、52B、E、A、D、C
C5、1、2、4、33B、A、E、C、D
D4、3、5、2、14A、E、C、B、D
E4、5、2、1、35E、C、A、D、B

采用学生提出申请的延迟接受算法。尚未暂录取的学生,向还没申请过的最喜欢学校申请;学校把原先暂留者与新申请者一起比较,只暂留自己最喜欢的一人,其余拒绝。

  1. A和C申请5,学校5暂留C;B申请1并被暂留;D和E申请4,学校4暂留E。A、D被拒绝。
  2. A和D继续申请3,学校3暂留A,拒绝D。
  3. D申请5,学校5仍更喜欢C,因此拒绝D。
  4. D申请2并被暂留。得到A—3、B—1、C—5、D—2、E—4。

A没拿到第一志愿,D也没拿到前三志愿,但结果仍然稳定。检查的是有没有一对学生和学校,彼此都宁愿换到对方,也不愿保留现在的匹配。这样的一对称为阻挡对;这组结果没有阻挡对。偏好与逐轮计算可以复核全过程。

Gale与Shapley在1962年提出这类算法。2012年,因稳定配置理论和市场设计实践获诺贝尔经济学奖的是Roth与Shapley。稳定是一个明确的约束,不能把它翻译成所有人都最满意,或所有人的幸福之和最大。[8]

9. 第二价格拍卖:报91,为什么只付85

四个人密封报价:A报72,B报85,C报64,D报91。最高报价者D获胜,但成交价按第二高报价算,所以付85。

这个规则有什么特别?设某件东西在你心里值80。若为了“确保赢”报100,遇到别人最高报90,你确实赢了,却要付90,净损失10。若为了压价只报60,遇到别人最高报70,本来可以用70买到、获得10收益的机会,又会从手中溜走。

在单件物品、私人估值、收益按估值减付款计算等条件下,如实报出80是一种弱占优策略。你报得更高或更低,改变的主要是自己何时赢,而不是在已经胜出时由别人报价决定的付款。Vickrey在1961年研究了这种机制。[9]

条件仍然重要:关联估值、多个物品、预算约束和串谋等情形,需要重新分析。拍卖设计的妙处,是让规则有机会把“诚实报价”变成符合自身利益的行动,而不是仅靠劝人诚实。

10. 把人放到网格上,合作会怎样生长

再把参与者放到一张网格。每个格子只与附近格子互动,采用合作或背叛策略;一轮结束后,比较自己和邻居的总收益,再模仿其中表现最好的策略。空间结构让“我的邻居是谁”也成为规则的一部分。

背叛者挨着合作群体时,可能短期获利;可合作伙伴互相邻接,也能形成相互支持的区域。边界推进、退缩、分裂,画面像一场不断变化的棋局。Nowak与May在1992年的模型研究中展示了空间结构下复杂的合作演化。[10]

局部互动中,合作与背叛的边界不断变化独立计算的80乘80周期网格示例,包含自身在内的九格互动;合作对合作收益1,背叛对合作收益1.8,其余为0。同步模仿最高收益者,平局保持先前最优;颜色分别为稳定合作、稳定背叛、刚转合作、刚转背叛。结果依赖所列参数与初始种子。合作背叛刚转为合作刚转为背叛第0代 · 合作90.7%第5代 · 合作32.9%第15代 · 合作40.9%第30代 · 合作42.4%
独立计算的80×80周期网格演示,含周围八邻居及自身互动,背叛收益参数b=1.8,同步模仿局部最高收益者,随机种子20261020。深青与棕色分别为持续合作、持续背叛;浅青与黄色标记本轮新转为合作、背叛的位置。表示指定模型的一次演化。

本例初始合作比例约90.7%,第5代约32.9%,第15代约40.9%,第30代约42.4%。它们来自这一组明确参数的计算,规则、状态与时间序列均保留。它说明合作在某些空间条件下可以留存;不能因此保证合作在任何环境都获胜,也不能把格子比例当成细菌、蚂蚁或人类社会的实测比例。

从审讯室到草场,从一轮报价到长久相处,改变规则,就可能改变选择。下次遇到“理性的人究竟该怎么做”时,可以先把问题多问完整一点:对谁理性,依据什么收益,知道多少信息,会不会再次相遇,以及谁有权改变这套规则?