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賽局理論(博弈論)之囚徒困境模型(Prisoner's Dilemma)

Hikari Aoi 藍光 | 2025-05-24 02:25:17 | 巴幣 6 | 人氣 96


Dilemma就是困境的意思。
囚徒困境可以簡寫為"PD game"。


囚徒困境是賽局理論中最有名的模型,王業立說後續還會教膽小鬼賽局、零和賽局。
不過其實後面那些賽局含非零和賽局(可能雙贏可能雙輸)我都略知一二。

今天聽了台大開放式課程(三)還是睡不著覺,簡單介紹一下這個非常著名的模型:

要素:
(一)你

(二)他人(視為一者)

(三)支配策略=優勢策略(從個人理性選擇途徑出發,必然會選擇的,偏好價值最高的選案)

(四)奈許均衡點:只有雙方都背叛,才能達到奈許均衡點。奈許因此獲頒諾貝爾經濟學獎。
   該理論建立於:當對方選擇背叛時,你必須也選擇背叛(與對方做出一樣的動作),否則將形成"零和賽局",即對方獲得所有的利益,而你一無所有。

(五)背叛的可能:只要個人有獲得效用最大化的選擇,就會選擇背叛而非合作。(而這必須建立在人的行動邏輯是理性的,也就是其偏好排序的遞移性不會發生重複。)

(六)通常會有四種結果:有兩個人,分別的選項有合作與不合作,因此2x2成為矩陣。

(七)個人選擇全是理性的,但是最後導致的結果為集體的不理性。(兩人若合作,就都不必關、兩人若背叛彼此,就必須都關,因此前者雙贏,後者雙輸)。

(八)老師會在此介紹亞羅的不可能定律,前文我已詳細描述過。
   簡單來說:所有投票的選民都是理性的(有屬於自己的價值偏好排序)。
   有1/3的人支持賴清德(A)>侯友宜(B)>柯文哲(C),有1/3的人支持侯友宜(B)>柯文哲(C)>賴清德(A),有1/3的人支持柯文哲(C)>侯友宜(B)>賴清德(A)。
最後投票結果就會變成:賴清德(A)>侯友宜(B)>柯文哲(C)>賴清德(A)。(價值偏好的遞移性會發生循環,形成不理性的結果。)
   且:這三人中,不論隨機抽出哪兩個人出來捉對廝殺,其中一方都可能會獲勝。(因為集體偏好的價值遞移性是無法被表現的。)

(九)參賽的雙方選手(game player)必然會有四種價值偏好的排序,從最簡單的經典模型來舉例,分別是:無罪釋放>輕判>重判>死刑(這是我的一個偷懶,因為我不想寫關幾年那種)。

(十)雙方無法合作的原因,通常是基於不知道對方究竟會不會與自己合作,且不論對自己,或是對對方而言,背叛都是唯一的支配策略。


(十一)這個模型通則化的話,就會導出:"人們總是傾向於搭便車。"的假定。(以最低的成本,得到最高的回報)

老師的舉例是,有一村莊已經因為居民超抽地下水而地層下陷,或許再一年就沉進海裡。

村長於是召開會議,命令所有的村民不准再超抽地下水。

鳴人覺得其他人一定會照做,不會超抽,所以半夜打算去偷抽地下水,結果發現燈火通明,全村的人都來偷抽地下水。(奧爾森的集體行動邏輯,社會困境。)

  • P.S:(諾獎得主,老公搞民主行政的)伊莉諾.歐斯壯主張不會發生這種共有財悲歌(公地悲劇),不過她談的是社區(網絡治理的其中一名行動者)與網絡治理,管理共有資源的當地住民,通常具有(功利性的)相互信賴感以及(普特南, Putnam的)社會資本,而且合作很可能基於志願主義
  • 跟囚徒困境這種"你知道對方的策略,對方知道你知道他的策略"這種黑暗森林法則差異頗大,所以在此就不多贅述了。



經典囚徒困境模型:

鳴人與佐助一起被抓。在進警局訊問前,兩人都互相答應彼此,絕對合作、不會背叛對方。

而後,兩人被分開偵訊。

檢察官告訴鳴人,佐助已經招了。你只要招了,就無罪釋放。
鳴人會開始想:
(一)假如佐助遵守約定,不招,而我招了,那我就無罪釋放,佐助死刑。
(二)假如佐助比我先招,我卻不招,那就他無罪釋放,我死刑。
(三)因為知道對手的支配策略為背叛,故鳴人選擇背叛(招供)。

檢察官來到下一間偵訊室,告訴佐助,鳴人已經招了。
佐助內心可能有以下考量:
(一)或許檢察官在騙我,鳴人其實沒有招,但假如他沒招,而我招了,那他就死刑,我無罪釋放。
(二)或許檢察官沒有騙我,鳴人確實招了,在這種前提下,假如我不招,那就是我死刑,他無罪釋放。

結果:兩個人全招了,一起被判重罪。(達到奈許均衡點)

通常這種賽局可能會有以下四種結果:
(一)鳴人招了,佐助沒招:鳴人無罪,佐助死刑。(零和賽局)
(二)鳴人沒招,佐助招了:鳴人死刑,佐助無罪。(零和賽局)
(三)兩人選擇合作,同時向檢察官保持緘默:兩人均判緩刑,或可易科罰金。(非零和賽局,雙贏)
(四)兩人都不合作:雙方一起被判最低本刑十年以上的重罪,可以適用國民法官法的那種。(非零和賽局,雙輸)

而對於鳴人與佐助,從理性選擇途徑而言,他們的價值偏好會是同樣的:
無罪釋放>輕判>重判>死刑。

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