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第2章 Chapter 约翰·纳什(1)

数学家约翰·福布斯·纳什无疑是经济学领域最负盛名的博弈论大师,根据其传记改编的影片《美丽心灵》更使其成为了名留青史的不朽人物。1994年,约翰·纳什、约翰·查理斯·海萨尼(John C.Harsanyi)和莱因哈德·泽尔滕(Reinhard Selten)凭借他们“对非合作博弈理论均衡问题的开创性分析”而共同获得了诺贝尔经济学奖。

纳什强调了合作博弈与非合作博弈的区别:合作博弈的参与者之间可以缔结有约束力的契约,非合作博弈则不然。他还针对非合作博弈发展出了“纳什均衡”的概念:当博弈各方所采取的策略是对其他参与人策略的最优反应,且仅凭一方单独行动无法增加收益时,该策略组合即为纳什均衡。

他的研究深刻地揭示了机遇在经济学领域之外的其他复杂体系中所发挥的力量,其理论在计算机、人工智能、演化生物学、会计、政治和军事理论方面都得到了应用。作为一名数学家,纳什成就斐然,尤以代数几何见长,著名的“纳什嵌入定理”即属此列。此外,他对微分方程和奇点理论也多有研究。美国国家安全局直到2011年才解密的文件显示,早在上世纪50年代,纳什就提出了研制军事密码加密破解一体装置的方案,可谓深有远见。

纳什于1928年6月出生在西弗吉尼亚州的布鲁菲尔德。他的父母在他上学之余教授给他额外的知识(他的父亲是一名电气工程师,母亲是一名教师)。早在高中时期,纳什就在父母的安排下在当地一所大学学习高等数学。

毕业后他获得了卡内基技术学院(即如今的卡内基梅隆大学)的奖学金,赴宾夕法尼亚州的匹兹堡学习。一开始他学的是化工,后来先转到了化学专业,接着改学数学。1948年他取得学士和硕士学位,还拿到了他的导师理查德·达芬(Richard Duffin)的推荐信,信上只有言简意赅的几个字:“此人乃天才。”

凭借这些资质,纳什被哈佛大学聘任,但最终普林斯顿大学以约翰·肯尼迪奖学金(John S.Kennedy Fellowship)为条件把他请了过去。

20世纪50年代末,纳什开始表现出妄想型精神分裂的症状,并被强制送往医院治疗数月。他在清醒的时候仍然坚持工作,然而疾病却如影随形难以摆脱。60年代后期,纳什称自己仍有妄想症状,但由于他的行为渐渐不再那么狂躁,医生放松了对他的看管。他拒绝服用常规药物,而是长期通过理性思辨来摆脱妄想症的发作,他认为,首先要做的就是抛弃政治思想这种“无药可救的脑力浪费”。

近年来他的状态有很大好转,不光继续研究工作,还顺带成为了一名人气颇高的餐后演说家。一系列奖项和名誉学位也随着他的康复而纷至沓来。

1951到1958年间,纳什在麻省理工学院教授数学,后来因病症凸显而辞职。他最终又回到了普林斯顿大学,在自己的办公室里继续其研究事业。

纳什已婚,育有两个子女。

研究合作博弈问题的新方法

自冯·诺依曼与摩根斯顿的《博弈论与经济行为》于1944年问世以来,整个“合作博弈”领域作为博弈论研究的课题之一就一直备受关注。这是一个棘手的研究领域,但也不乏创造性的见解。

上世纪50年代初,纳什在《计量经济学》杂志上发表了三篇与此相关的文章,重点讨论了追求最优合作方案的二人博弈。首先,在《讨价还价问题》一文中,纳什用一种公理化方法得出了能够有效公断讨价还价问题的确定方案,以使双方(或博弈参与者)有可能通过达成合作而取得双赢。接下来,在《两人合作博弈》中他又从更宏观的角度重审了讨价还价理论,认识到双方参与者可以在合作之前通过采取各类举措来多方影响其福利状况(或者说“收益”)。文章以全新视角分析了合作博弈中的讨价还价问题,分析显示,在双方参与者之间的“需求博弈”中存在一种自然均衡,它能实现纳什在此前的简化版“讨价还价问题”研究中所推断出的收益分配方案。另外,纳什还提出了一种“威胁”的概念,这一概念将一般二人博弈中的竞争(或非合作)模式与合作模式联系了起来(后者通过博弈者的“需求”来加以调节)。文章还引入了一套公理作为备选,这套公理使用了一种背离《讨价还价问题》中的标准谈判解决的方式,另辟蹊径地得出了与已有博弈论相同的解决方案。

发表在《计量经济学》中的第三篇文章《双头垄断问题处理之比较》,是由梅伯里(Mayberry)、纳什和舒比克(Shubik)三人合作撰写的。这篇文章详细阐述并分析了一种情形:两个生产者生产着同一种商品。对于这种情形,文中提出的解决方案可与古诺双寡头模型进行比较。当两方垄断者同意达成某种类似卡特尔或石油输出国组织(OPEC)形式的高效合作来应对市场营销挑战时,他们所获收益将超过古诺模型。合作博弈论为参与者们示范了该如何争取更多利润,不论他们是否能在类卡特尔合作中进行“旁支付”。

两人以上博弈问题

2000年前后我启动了一个合作博弈的研究项目,试图将合作博弈约简为非合作博弈的形式,以此来有效地研究均衡策略和(博弈参与者的)持续均衡行为。

近年来,一些著名学者在这一研究课题上颇有新论。罗伊德·沙普利(Lloyd Shapley)和戴维·施迈德勒(David Schmeidler)研究得到的公式就给出了多个方案来解决“特征函数型”博弈中可能出现的仲裁者对潜在收益进行任意裁定的问题。这样一来,如果(特征函数型)合作博弈的参与者都有仲裁的意愿,那么“仲裁方案”就可以启动。(1957年鲁斯[Luce]和莱法[Raiffa]在其有关博弈论的著作中首次提出“仲裁方案”这一概念。)

然而在合作博弈中,对于一个皆大欢喜的仲裁方案,一旦我们分析其所能带来的全部理想收益便能发现,那些与这一方案有着不同博弈认定评估标准(或对合理价值仲裁的“归咎”标准不同)的其他方案会引起一种矛盾,使得所有与其相左的方案都遭到质疑。

这样看来,为所有合作博弈找到一种适当的评估理论并非易事,除非我们都愿意接受某个现存的(此类博弈的)评估标准,将它当成解决方案。

“替代合作博弈”概念

晚年,当我重新思考博弈论与合作博弈难题(我、约翰·海萨尼和沙普利曾在这一问题上有所建树),我开始产生一种想法,即有必要为这类博弈——尤其是特征函数型博弈——找到一种通用理论(引入一个术语来指称所有完全由特征函数表述的博弈,比如冯·诺依曼与摩根斯顿《博弈论与经济行为》中出现的博弈)。

但是我新近对各种可能情形展开了研究,在我发现了这些潜在的不同博弈情形与一些模型——这些模型中的行为均衡会导致博弈中的“解决方案”概念的产生——之间的关联后,我开始意识到正如在预设的非合作博弈中一样,可能还存在其他从博弈者个人理性行为这一理念中衍生出的替代性非等价均衡。简言之,这接近于一种社会或政治行为,博弈人之间的各种非等价结盟几乎同样能维持很久。(实际上,博弈参与者之间存在可替代的合作模式这一现象是在数学领域被人们发现的。在通过“斡旋”或“接纳”的方式来实现三方合作的三人博弈模型中,一旦其中的一到两组双人同盟的势力压倒了博弈三方组成的“大同盟”,那么代表着博弈参与者合作行为的平滑曲线就无法再持续下去。)

当三人博弈出现“替代合作”的情况时

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