Games, Strategies, and Decision Making(2nd)——博弈、策略与决策(2015年)

一、作者

Joseph E. Harrington, Jr.

二、内容简介

1.本书适用对象

        当我最初决定开设一门博弈论本科课程时,我要做的第一件事是确定目标受众。作为一名经济学教授,我显然希望这门课程能为经济学和商科专业提供有价值的工具和应用程序。同样的情况是,我的研究兴趣最近已经扩展到经济学之外,包括选举竞争和立法谈判中的问题,这让我思考,“将博弈论应用于政治不是也很有趣吗?”因此,目标受众扩大到政治学和国际关系专业。然后我思考了博弈论在历史、文学、体育、犯罪、神学、战争、生物学和日常生活中的许多迷人应用。即使是初出茅庐的企业家和政策专家,他们的兴趣也超出了他们的专业。当我考虑到这些应用程序的多样性时,越来越明显的是,博弈论会引起广泛大学生的兴趣。博弈论是一种适用于人类(甚至动物王国的其他一些成员)之间所有遭遇的推理模式,值得在普通文科教育中占有一席之地。

        经过所有这些内部争论,我开始开设一门课程(现在是一本书),它将满足经济学、商学、政治学和国际关系专业的需求——博弈论已经应用于这些传统学科——但也适合普通大学人群。经过多年的教学,这门课对我来说仍然像第一次教它时一样新鲜和刺激。将这种兼收并蓄的学生群体聚集在一起,同时将博弈论应用于各种社会环境,形成了生动而富有洞察力的智力话语。学生们对这门学科的热情仍然让我感到惊讶。这种热情可能最好地反映在一个课堂项目中,该项目让学生们在真实、历史和虚构的世界中搜索战略环境,然后使用博弈论进行分析。学生项目涉及广泛的主题,如伯罗奔尼撒战争、制药公司之间的专利竞赛、电视节目《幸存者》、会计丑闻和约会困境。这些项目的质量和广度证明了学生对博弈论兴趣的深度和多样性。这是一门能让学生们兴奋不已的学科!

        在多年的大学博弈论课程教学中,我学到了什么是可以理解的,什么是令人困惑的,什么让学生兴奋,什么能让他们补觉。这些经历——尽管有时令人谦卑——为这本书提供了素材。

2.本书如何讲授博弈论        

        讲授一门面向普通大学人群的博弈论课程,增加了应对不同学术背景的挑战。尽管许多学生都有学习战略推理的共同愿望,但他们在数学舒适区的差异很大。必须提供这些材料,使其适用于那些从高中起就避开数学的学生,同时不要在概念上妥协,以免欺骗准备更好的学生。那么,一本书既需要吸引那些能在数学方程的海洋中毫不费力地游泳的人,也需要吸引那些会淹死得最不体面的人。第二个挑战是在保持对主题的热情的同时传达这些概念。大多数学生本质上并不着迷于博弈论概念,但很少有学生在理解人类行为时不被博弈论的力量所吸引。让我描述一下这本书是如何应对这些挑战的。

3.概念是用最少的数学增量发展的

        一个章节通常从吸引读者并推动概念发展的特定战略形势开始。该概念最初是为了解决特定情况而非正式引入的。随后对概念进行了系统的分析,依次介绍了其关键组成部分,并逐步建立起概念的整体性或一般性。最后,通过一系列的例子来巩固、增强和激发学生的理解力。尽管所用的数学很简单(无非是高中代数),但内容并没有妥协。这本书不是《傻瓜的博弈论》,也不是《傻瓜战略指南》;其中包括对不完全信息博弈、不完全信息与信号博弈(包括廉价谈话博弈)的广泛处理,以及远远超出简单严厉惩罚的重复博弈。通过逐步构建结构,即使是相当复杂的设置和概念也能以最小的麻烦和挫折感传达出来。

4.该演示文稿由多种战略场景组成

        许多学生可能是经济学、商学、政治学和国际关系专业的学生,因此这些学科的例子很常见。(文本中使用的所有战略场景和例子的完整列表可以在封面内侧找到。)尽管如此,它们只占例子的三分之一左右,因为学生(甚至是经济学专业的学生)的兴趣通常远远超出了这些传统的博弈论设置。学生们对历史、小说、体育和日常生活中的例子非常感兴趣(正如他们在课堂项目中选择的例子所反映的那样)。一系列广泛的例子为每个人提供了一些东西——这一功能对于保持对主题的热情至关重要。为了进一步激发热情,例子通常以轶事(有些严肃,有些有趣)、有趣的旁白、经验证据或实验发现的形式提供丰富的背景。有趣的背景建立了理论练习的相关性,并为理论的骨架增加了现实世界的肉。在这本书中,学生们不仅学到了一个聪明的谜题答案,还获得了对人类行为的真正见解。

        为了帮助学生的学习过程,在整本书中使用了几种教学手段。

        ■ 检查你的理解练习有助于确保概念对学生来说是清晰的。在讨论一个重要概念后,学生有机会通过解决一个简短的“检查你的理解”练习来测试他们的理解能力。答案在书的末尾。

        ■见解简洁地传达了关键的概念要点。尽管我们在特定战略场景的背景下探索博弈论,但我们的目标往往是得出一个具有普遍相关性的教训。这些经验教训被称为真知灼见。我们也使用这个类别来陈述与博弈论的使用相关的一般结果。

        ■博弈的小插曲将理论和策略带到了生活中。《博弈》通过真实世界的例子展示了战略概念的存在,证明了博弈论在教科书之外的意义。

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        ■章节总结综合了每一章的主要经验教训。学生们会发现,章末总结不仅回顾了本章的关键概念和术语,而且提供了对全局的新见解。

        ■练习让学生有机会在各种有趣的环境中应用概念和方法。虽然一些练习重新审视了本书早些时候介绍的例子,但其他练习则介绍了新的有趣的场景,其中许多场景是基于现实生活中的情况。(有关章节练习中探讨的示例列表,请参阅封面内侧。)

5.关于修订

        第二版提供了一些新概念、一些新应用程序、更多的“检查你的理解”、更多的练习和题为“博弈”的新功能

        应导师的要求,我们增加了前瞻性归纳法和直觉准则的概念。另外两个新概念是虚拟博弈,作为实现平衡博弈的一种手段,以及一种巧妙的实验设计,用于测试不同水平的理性知识。

        为了帮助传达和说明博弈论概念,我们欢迎Woody Allen和Arthur Schopenhauer讨论极小极大博弈,欢迎Batman和the Joker讨论不完全信息博弈,欢迎埃塞俄比亚农民讨论使用正向归纳法解决土地冲突。其他新的应用包括作为双边市场的在线拍卖、与私人信息的消耗战,以及第一版中缺失的工业组织经济学家长期以来的最爱:数量竞争的库诺模型。

        第一版的一个独特功能是检查你的理解,它为学生提供了一个机会,让他们在阅读一个新概念后立即测试他们所学到的东西。事实证明,“检查你的理解”在学生中大受欢迎,我将他们的人数从42人增加到了107人。现在,学生平均可以在一章中找到六到七个机会,停下来,把他们新发现的知识带出去试驾。对于教师来说,练习的数量增加了50%以上,这使他们可以在家庭作业和练习题中选择更多的练习。

        最后,第2章到第15章有一个新的功能,叫做“博弈”。“博弈”是一个小插曲,说明了策略和博弈论是如何渗透到我们的生活中的。例子包括尼克在游戏节目《金球奖》中的一个大胆策略,Fröhlich教授的“编程导论”课程中的学生如何制定策略,让所有人都获得a,化学品如何鼓励合作博弈,以及博弈论如何被用于设计频谱拍卖,但没有被用于设计一些采购拍卖,这些拍卖的不幸副产品是消除投标人之间的竞争。        

6.本书结构

        现在介绍本书,并描述其结构背后的逻辑。

第1部分

        在第一章介绍了博弈论之后,第二章是关于利用广泛的战略形式构建博弈的。我的经验是,学生们对广泛的形式更满意,因为它通过对决策序列的描述更容易映射到现实世界。因此,我从广泛的形式开始——以绑架场景开始我们的旅程——然后是战略形式,并讨论如何在它们之间来回移动。这种演示的一个优点是,学生不仅可以快速了解战略形式博弈可以代表一系列决策,而且更普遍地了解广泛形式和战略形式是如何相关的。

        尽管广泛形式作为战略态势的模型更自然,但战略形式通常更容易解决。这并不奇怪,因为战略形式是作为一种更简洁、更易于管理的数学表示引入的。然后,我们在第2部分中从解决战略形式博弈开始,在第3部分中转向解决广泛形式博弈。

第2部分

第2部分中解决战略形式博弈的方法首先是奠定理性行为的基础,并在参与者理性的基础上构建信念。这不仅在逻辑上很有吸引力,而且随着学生从更容易的概念转向更难的概念,它有助于更循序渐进。第三章从理性参与者的假设开始,并将其应用于解决博弈。尽管只有特殊的博弈才能在理性参与者的假设下单独求解,但它有助于向学生介绍获得解决方案的最简单方法。然后我们继续假设每个参与者都是理性的,每个参与者都相信其他参与者是理性的。这些稍微更强的假设使我们能够考虑那些不能仅仅通过假设参与者是理性的来解决的博弈。我们的下一步是假设每个参与者都是理性的,每个参与者都相信所有其他参与者都是合理的,并且每个参与者都认为所有其他参与者相信所有其他博弈参与者都是理智的。最后,我们考虑了当理性是常识时,以及严格控制策略的迭代删除方法(IDSDS)。在第3章的附录中,介绍了更先进的合理化战略概念。尽管有些书对它的介绍要晚得多,但这显然是它的逻辑家园,因为在学习了IDSDS之后,学生们有了正确的心态来掌握合理性(如果你选择报道它的话)。

        纳什均衡对研究者来说通常是一个更具挑战性的解决方案概念,因为它涉及同时解决所有参与者的问题。在第4章中,我们慢慢地从一些简单的2开始?2个博弈,然后转到允许两个参与者使用三种策略,然后允许三个参与者使用两种策略的博弈。第五章探讨了n个参与者的博弈。第5.4节审查了均衡选择的问题,其设计是独立的;读者只需要熟悉纳什均衡(如第4章所述),而不必阅读第5章的其余部分。具有连续策略的博弈在第6章中介绍,包括那些可以在不使用微积分的情况下解决的博弈(第6.2节),对于更高级的课程,可以使用微积分解决(第6.3节)。

        第二部分的最后一个主题是混合策略,这对学生来说总是一个令人生畏的主题。第7章首先介绍概率、期望和期望效用理论。考虑到使用混合策略的复杂性,本章被划分开来,以便讲师可以选择深入该主题的程度。第7.1节至第7.4节涵盖了基本材料。涉及两个以上参与者或有两个以上策略的更复杂的博弈见第7.5节,而零和博弈的安全(或最大化)策略见第7.6节。

第3部分

        第3部分处理广泛形式的博弈。(我们建议学生复习第2.2节至第2.4节中描述的这些博弈的结构;重复重要的东西永远不会有坏处。)从完美信息的博弈开始,第8章介绍了子博弈完美纳什均衡的求解概念和反向归纳算法。子博弈完全纳什均衡的定义是专门针对完全信息博弈而制定的。这样,学生们就可以在面对第9章中更复杂的定义之前,对这个更简单的概念感到满意,该定义也适用于不完美信息的博弈。提供了几个例子,特别注意等待博弈和消耗博弈。第8.5节通过后向归纳法研究了一些逻辑和实验上的争议来源,这些话题有助于课堂上的激烈讨论。第九章研究了不完全信息的博弈。在介绍了“博弈中的博弈”的概念以及如何正确地分析它之后,给出了子博弈完全纳什均衡的一般定义。第9.4节审查了承诺的概念。

第4部分

        第4部分介绍了不完全信息的博弈,这可以说是博弈论入门课中最具挑战性的主题。我的方法是放慢引入新概念的速度。三章专门讨论这个主题,它既允许实现这种增量方法,也允许广泛覆盖涉及私人信息的许多丰富应用程序。

        第10章以一个基于1938年《慕尼黑协定》的例子开始,展示了如何从不完全信息的博弈中创建不完全信息博弈。在定义了贝叶斯对策的基础上,引入了贝叶斯-纳什均衡的求解概念。第10章专门关注参与者何时同时移动,从而回避了更微妙的信号问题。第10章从只有一个参与者拥有私人信息的双人博弈开始,然后讨论两个参与者都拥有私人信息。鉴于教师和学生对拍卖都有相当大的兴趣,独立的私人价值拍卖和共同价值、第一价格、密封投标拍卖都包括在内,可选章节附录涵盖了一系列类型。后者需要微积分,是对第6章中可选的基于微积分的部分的很好的补充。(此外,第三章介绍了第二种价格密封竞拍。)

        第11章假设参与者按顺序移动,第一个移动的参与者拥有私人信息。信号随后出现,这意味着,响应于第一个参与者的动作,移动第二个贝叶斯的参与者更新她对第一个参与者类型的信念。附录介绍了贝叶斯规则及其使用方法。在定义了序列理性和一致信念的概念后,引入了完美贝叶斯-纳什均衡。这条分析线继续到第12章,重点是廉价的谈话博弈。在第12.4节中,我们还借此机会探讨了传达一个人的意图,而不是传达信息。尽管不涉及不完整信息的博弈,但传达意图的问题自然符合本章对沟通的关注。关于意向信号的材料是对第9章和第7章的有益补充,因为这是一个不完美信息的博弈,因为它使用了混合策略,并且可以在不使用第4部分材料的情况下进行覆盖。

第5部分

        第5部分专门讨论重复博弈,同样,处理的长度使我们能够逐渐接近这个主题,并深入研究各种应用程序。在第一次世界大战堑壕战的背景下,第13章侧重于传达通过重复来维持合作的基本机制。我们展示了如何构建重复博弈,并从研究有限重复博弈开始,在有限重复博弈中,我们发现合作是无法实现的。然后,博弈被扩展到无限或无限的地平线,这一特征确保了合作的出现。本章的关键是提供一种操作方法,用于确定策略概况是否是具有无限移动次数的广泛形式博弈中的子博弈完美纳什均衡。该方法以动态编程为基础,以用户友好的方式呈现,并附有附录以进一步解释基本思想。第13.5节提供了实验和市场上的经验证据,与囚犯反复困境中的合作有关。最后,附录激励并描述了如何计算收益流的现值。


        第14章和第15章通过一系列例子探讨了重复博弈的丰富性。每一个例子都向学生介绍一个新的战略情景,目的是就维持合作的机制上一堂新的一般课。第14章考察了不同类型的惩罚(如短暂、强烈的惩罚和不对称的惩罚),包括轮流帮助对方的合作(互惠利他主义),以及在行为监控不完善时的合作。第15章考虑了不适合维持合作的环境——参与者生活有限或参与者很少互动的环境。然而,在实践中,合作是在这种不友好的环境中观察到的,第15章说明了如何做到这一点。对于有限寿命的参与者,合作可以在世代重叠的情况下持续下去。如果合作发生在共享信息的参与者群体中,也可以通过不频繁的互动来维持。

第6部分

        本书最后在第6部分介绍了进化博弈论。第16章是围绕进化稳定策略(ESS)的概念构建的,这是一种基于寻找休息点的方法(因此类似于基于寻找纳什均衡的方法),并以第7章对混合策略的覆盖为前提。第17章采用了明确的动态方法,使用复制器动态(并避免使用混合策略)。第6部分的设计使讲师可以涵盖ESS或复制器动态或两者。对于ESS的覆盖范围,应使用第16章。如果只涉及复制器动态,那么学生应该阅读第16.1节——它提供了进化博弈论的一般介绍——和第17章(不包括第17.4节,它将复制器动态下的稳定结果与ESS相关)。

7.本书如何根据您的课程量身定制?

        课程指南(见下页的表格)旨在为选择适合您课程的章节提供一些一般性帮助。核心处理包括每门博弈论课程都应该涵盖的章节。广义社会科学处理涵盖了适用于社会科学的博弈论的所有主要领域。特别是,它超越了核心处理,包括了关于不完全信息博弈和重复博弈的精选章节。课程指南中还为想要强调私人信息或重复互动的讲师提供了推荐章节。

        如果课程侧重于某一特定专业,如经济学或政治学,讲师可以用他或她想要包含的概念来加强核心或广泛社会科学的处理,然后专注于相关的应用程序。内封面上提供了按学科或主题细分的应用程序列表。生物学课程承认了一门课程的独特元素,该课程侧重于使用博弈论来理解动物王国。

        任何课程的另一个设计维度是分析水平。尽管这本书是在考虑所有大学生的情况下写的,但导师仍然可以根据不同的治疗深度。简单处理避免了使用概率、微积分(仅在第6章和第10章附录中)和最具挑战性的概念(特别是不完全信息的混合策略和博弈)。希望让学生为更高要求的课程做好准备的讲师可以选择提供使用微积分的高级治疗。大多数选择高级治疗的导师会根据自己的兴趣选择涵盖不同的章节。例如,对于以微积分为先决条件的高级经济学课程,讲师可以通过第10章(包括附录)、第11章和第13章以及第14章和第15章中的选择来加强高级处理

(未完,待续)

三、书籍目录

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