博弈论与信息经济学导论

1、博弈论任课教师：南京航空航天大学 经管学院 李帮义 教授博弈论与信息经济学导论目录123博弈的概念、构成要素、分类和发展历程 信息的定义以及与决策的关系 博弈中的信息结构和基于信息的博弈分类 博弈的概念 ，game theory，是研究决策主体的行为发生直接相互作用时候的决策以及这种决策的均衡问题的，也就是说，当一个主体，好比说一个人或一个企业的选择受到其他人，其他企业选择的影响，而且反过来影响其他人、其他企业选择时的决策问题和均衡问题。 博弈在中文中的基本意思是弈棋，但博弈更强调谋略，用博弈来反映竞争性的社会现象与经济关系往往是十分贴切的。我们可以这样理解：即一些人、队组或其他组织，面对一定

2、的环境条件，在一定的规则下，同时或先后，一次或多次，从各自允许选择的行为或策略中进行选择并加以实施，各自取得相应结果的过程。 n经济学家泰勒尔说：经济学家泰勒尔说：“正如理性预期使宏观经正如理性预期使宏观经济学发生革命一样，博弈论广泛而深远地改变济学发生革命一样，博弈论广泛而深远地改变了经济学家的思维方式了经济学家的思维方式”n从从8080年代开始，博弈论迅速成为主流经济学的年代开始，博弈论迅速成为主流经济学的重要组成部分，甚至可以说是微观经济学的基重要组成部分，甚至可以说是微观经济学的基础。础。历史沿革历史沿革 n博弈理论开始于博弈理论开始于1944年由冯年由冯诺依曼（诺依曼（Von Neu

3、mann）和摩根斯坦恩（和摩根斯坦恩（Morgenstern）合作的）合作的博弈论和经博弈论和经济行为济行为（The Theory of Games and Economic Behaviour）一书的出版。）一书的出版。 n世纪年代以来，纳什、泽尔腾、海萨尼等人世纪年代以来，纳什、泽尔腾、海萨尼等人使博弈论最终成熟并进入实用。使博弈论最终成熟并进入实用。 三位大师主要的贡献n1950年和年和1951年纳什的两篇关于非合作博弈年纳什的两篇关于非合作博弈论的重要论文，彻底改变了人们对竞争和市场论的重要论文，彻底改变了人们对竞争和市场的看法。他证明了非合作博弈及其均衡解，并的看法。他证明了非合作博

4、弈及其均衡解，并证明了均衡解的存在性，即著名的纳什均衡。证明了均衡解的存在性，即著名的纳什均衡。从而揭示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。从而揭示了博弈均衡与经济均衡的内在联系。因为在现实世界中，非合作博弈要比合作博弈因为在现实世界中，非合作博弈要比合作博弈普遍得多。普遍得多。 Selten and Harsanyin泽尔腾（泽尔腾（1965）将纳什均衡）将纳什均衡的概念引入了动态分析，提的概念引入了动态分析，提出了出了“精炼纳什均衡精炼纳什均衡”概念；概念；以及进一步刻画不完全信息以及进一步刻画不完全信息动态博弈的动态博弈的“完备贝叶斯纳完备贝叶斯纳什均衡什均衡” n而海萨尼则发展了刻画不完而

5、海萨尼则发展了刻画不完全信息静态博弈的全信息静态博弈的“贝叶斯贝叶斯纳什均衡纳什均衡”（19671968）。）。总之，他俩进一步将纳什均总之，他俩进一步将纳什均衡动态化，加入了接近实际衡动态化，加入了接近实际的不完全信息条件。他们的的不完全信息条件。他们的工作为后人继续发展博弈论，工作为后人继续发展博弈论，提供了基本思路和模型提供了基本思路和模型 非合作博弈非合作博弈 n而非合作博弈则主要研究人们在利益相互影响而非合作博弈则主要研究人们在利益相互影响的局势中如何选择策略使得自己的收益最大，的局势中如何选择策略使得自己的收益最大，强调个人理性、个人最优决策，其结果是有时强调个人理性、个人最优决策

6、，其结果是有时有效率，有时则不然。有效率，有时则不然。n目前经济学家谈到博弈论主要指的是非合作博目前经济学家谈到博弈论主要指的是非合作博弈，也就是各方在给定的约束条件下如何追求弈，也就是各方在给定的约束条件下如何追求各自利益最大化，最后达到力量均衡。各自利益最大化，最后达到力量均衡。 顺序和信息顺序和信息n博弈论非常强调时间和信息的重要性，认为时间和信博弈论非常强调时间和信息的重要性，认为时间和信息是影响博弈均衡的主要因素。在博弈过程中，参与息是影响博弈均衡的主要因素。在博弈过程中，参与者之间的信息传递决定了其行动空间和最优战略的选者之间的信息传递决定了其行动空间和最优战略的选择；同时，博弈过

7、程中始终存在一个先后问题择；同时，博弈过程中始终存在一个先后问题，参与人的行动次序对，参与人的行动次序对博弈最后的均衡有直接的影响。博弈最后的均衡有直接的影响。革命(1)：博弈论成为经济学的基石博弈论与主流经济学博弈论与主流经济学思维方式的变革研究对象和内容的革命研究对象和内容的革命博弈论进入主流博弈论进入主流经济学，反映了经济学发展的三大趋势经济学，反映了经济学发展的三大趋势n1、经济学研究的对象越来越转向个体，放弃了一些没有微观、经济学研究的对象越来越转向个体，放弃了一些没有微观基础的假设，如消费函数、投资函数、销售最大化等。一切从基础的假设，如消费函数、投资函数、销售最大化等。一切从个人

8、效用函数及其约束条件开始，解约束条件下的个人效用最个人效用函数及其约束条件开始，解约束条件下的个人效用最大化问题而导出行为及均衡结果。大化问题而导出行为及均衡结果。n2、经济学越来越转向人与人之间关系的研究，特别是人与人、经济学越来越转向人与人之间关系的研究，特别是人与人之间行为的相互影响和作用，人们之间利益冲突与一致，竞争之间行为的相互影响和作用，人们之间利益冲突与一致，竞争与合作的研究。过去研究人的行为时，总是假设其他人的行为与合作的研究。过去研究人的行为时，总是假设其他人的行为都被总结在一个非人格化的参数即都被总结在一个非人格化的参数即“价格价格”里面。里面。n3、经济学越来越重视对信息

9、的研究，特别是信息不对称对个、经济学越来越重视对信息的研究，特别是信息不对称对个人选择及制度安排的影响。在某种意义下，信息经济学也可以人选择及制度安排的影响。在某种意义下，信息经济学也可以称为：非对称信息博弈论。称为：非对称信息博弈论。n传统经济学的假设及其局限性传统经济学的假设及其局限性n二基本假设：完全竞争，完美信息二基本假设：完全竞争，完美信息n局限性：交易主体的数量其实很有限；信息是不对称的局限性：交易主体的数量其实很有限；信息是不对称的n一般均衡理论是整个经济学的理论基石和道义基础，市一般均衡理论是整个经济学的理论基石和道义基础，市场机制是完美的，帕累托最优成立，平等与效率可以兼场机

10、制是完美的，帕累托最优成立，平等与效率可以兼顾。然而在以下情况不成立：顾。然而在以下情况不成立：n非完全竞争：垄断越来越普遍非完全竞争：垄断越来越普遍n外部性：市场不可能把所有的成本收益都计算在内外部性：市场不可能把所有的成本收益都计算在内n公共产品：市场无非解决公共产品：市场无非解决“搭便车搭便车”问题问题n逆向选择问题：柠檬市场逆向选择问题：柠檬市场n道德风险问题：为什么市场的交易费用比较高？道德风险问题：为什么市场的交易费用比较高？n百年来，经济学的主要发展围绕以上五方面，如垄百年来，经济学的主要发展围绕以上五方面，如垄断竞争理论、产业组织理论、企业理论、信息经济断竞争理论、产业组织理论

11、、企业理论、信息经济学、新制度经济学、不确定下的决策学、新制度经济学、不确定下的决策( (投资理论投资理论),),宏观经济学宏观经济学。n传统微观经济学的工具是数学传统微观经济学的工具是数学( (微积分、线性代数、统微积分、线性代数、统计学计学) )，而博弈论是一种新的数学。，而博弈论是一种新的数学。博弈论研究的是：博弈论研究的是：当成果无法由个体完全掌握，而结局须视群体共同决策当成果无法由个体完全掌握，而结局须视群体共同决策而定时，个人为了取胜，应该采取什么策略。而定时，个人为了取胜，应该采取什么策略。n博弈论成为通用方法论，经济学、政治学、管理、军事、博弈论成为通用方法论，经济学、政治学、

12、管理、军事、外交、国际关系、公共选择、犯罪学中都有广泛的运用。外交、国际关系、公共选择、犯罪学中都有广泛的运用。n博弈论在经济学中的应用最广泛、最成功；博博弈论在经济学中的应用最广泛、最成功；博弈论的许多成果也是借助于经济学的例子来发弈论的许多成果也是借助于经济学的例子来发展的，特别是在应用领域。展的，特别是在应用领域。n经济学家对博弈论的贡献越来越大，特别是在经济学家对博弈论的贡献越来越大，特别是在动态分析和不完全信息引入博弈论之后。动态分析和不完全信息引入博弈论之后。n最带根本性意义的原因是经济学和博弈论的研最带根本性意义的原因是经济学和博弈论的研究模式是一样的，即强调个人理性，也就是在究

13、模式是一样的，即强调个人理性，也就是在给定约束条件下追求效用最大化。给定约束条件下追求效用最大化。博弈论之“数学”的特征n博弈论的数学方法只是数学思维、数学符号博弈论的数学方法只是数学思维、数学符号, ,有些符号怪模怪样有些符号怪模怪样, ,甚至不会读甚至不会读, ,但很少有什但很少有什么艰深的数学。么艰深的数学。n这里的符号比较麻烦，因为它和代数中的纯这里的符号比较麻烦，因为它和代数中的纯粹抽象而无意义的符号不同，在脑子里要时粹抽象而无意义的符号不同，在脑子里要时刻记得它们的实际意义。刻记得它们的实际意义。n但要熟悉这种简捷、抽象的思维方式，记住但要熟悉这种简捷、抽象的思维方式，记住这些符号

14、的代表意义。这些符号的代表意义。n所以，一个比较有效的学习方法是重复。所以，一个比较有效的学习方法是重复。3、博弈论的学习特征博弈论研究对象的根本不同博弈论研究对象的根本不同n通常的学问或理论体系都以通常的学问或理论体系都以“系统内系统内”为研究对象为研究对象, ,如如果研究多个主体之间的关系，也须纳入一个框架之中。果研究多个主体之间的关系，也须纳入一个框架之中。每个学科都有自己的每个学科都有自己的“整体观整体观”显然，这里有明显的显然，这里有明显的传统科学理性的风味。传统科学理性的风味。n博弈论根本不同，它直接研究几个在逻辑层次上并列博弈论根本不同，它直接研究几个在逻辑层次上并列的主体之间的

15、关系。看似简单的方法，其实开创了一的主体之间的关系。看似简单的方法，其实开创了一个思路。个思路。n它之所以不被广泛应用的一个猜测是：人们目前还不它之所以不被广泛应用的一个猜测是：人们目前还不熟悉、不适应这种多维的思维方式。熟悉、不适应这种多维的思维方式。博弈论在思维方式上的特点n习惯的思维方式：习惯的思维方式：q还原论：整体可无穷拆分为不同级别的个体还原论：整体可无穷拆分为不同级别的个体q目的论：事物的发展有其目标目的论：事物的发展有其目标q其他事物不变其他事物不变n博弈论思维方式博弈论思维方式历史理性历史理性q多元化、相对化、历史化多元化、相对化、历史化q事物并不存在一种内在的、永恒的、抽象

16、的事物并不存在一种内在的、永恒的、抽象的“本质本质”，而只有一，而只有一种在特定历史框架中的建构。种在特定历史框架中的建构。q对传统经济学的启发对传统经济学的启发：将研究对象转向个体，放弃一些没有微观：将研究对象转向个体，放弃一些没有微观基础的假设，如消费函数及其投资函数，而在给出个人的支付函基础的假设，如消费函数及其投资函数，而在给出个人的支付函数及战略空间的条件下，研究每个人都选择其最优战略以最大化数及战略空间的条件下，研究每个人都选择其最优战略以最大化个人支付函数时将发生什么。个人支付函数时将发生什么。主要思想n博弈论并不是经济学的一个分支，它只是一种方法，博弈论并不是经济学的一个分支，

17、它只是一种方法，这也是为什么许多人将其看成数学的一个分支的缘故。这也是为什么许多人将其看成数学的一个分支的缘故。博弈论已经在政治、经济、外交和社会学领域有了广博弈论已经在政治、经济、外交和社会学领域有了广泛的应用，它为解决不同实体的冲突和合作提供了一泛的应用，它为解决不同实体的冲突和合作提供了一个宝贵的方法。个宝贵的方法。 n在对参与者行为研究这一点上，博弈论和经济学家的在对参与者行为研究这一点上，博弈论和经济学家的研究模式是完全一样的。经济学越来越转向人与人关研究模式是完全一样的。经济学越来越转向人与人关系的研究，特别是人与人之间行为的相互影响和相互系的研究，特别是人与人之间行为的相互影响和

18、相互作用，人与人之间利益和冲突、竞争与合作，而这正作用，人与人之间利益和冲突、竞争与合作，而这正是博弈论的研究对象。是博弈论的研究对象。 博弈的构成要素1234，即在所定义的博弈中究竟有哪几个独立决策、独立承担结果的个人或组织。，即规定每个博弈方在进行决策时，可以选择的方法、做法或经济活动的水平、量值等。 。不同的行动次序意味着不同的博弈 。 。对应于各博弈方的每一组可能的决策选择，用一个数量的结果或可以量化为数量的结果表示该策略组合下各博弈方的所得或所失 。博弈的分类（1）从不同的角度划分，博弈的分类是不同。 根据博弈中博弈方数量的不同，可以把博弈分为和。 根据博弈方策略的数量是有限个还是无

19、限多个，可以把博弈分为和。 根据博弈中，所有博弈方的得益情况，可以把博弈分为、和。（若所有博弈方的得益为零，称为零和博弈；若所以博弈方的得益为某个确定的常数，称为常和博弈；若所有博弈方的得益为不确定的变量，称为变和博弈） 根据博弈中，博弈方行动的次序，可以把博弈分为和。（若博弈中所有博弈方的行动是同时的，可以把博弈称为静态博弈；若博弈中各个博弈方的行动有先有后，可以把博弈称为动态博弈） 根据博弈中信息结构的不同，可以把博弈分为和。 根据博弈中博弈方的理性和行动逻辑差别，可以把博弈分为和。 根据博弈中博弈方是追求所有博弈方构成的集体利益最大化还是追求自身利益最大化，可以把博弈分为和。 博弈的分类

20、（2）有限理性博弈 静态博弈非合作博弈完全信息博弈动态博弈完全理性博弈静态博弈不完全信息博弈动态博弈合作博弈 根据各种分类对博弈分析方法影响程度的大小大致排出下图所示的结构次序： 博弈的分类（3） 合作博弈与非合作博弈之间的区别主要在于人们的行为相互作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议。 合作博弈强调的是团体理性，强调的是效率、公正、公平。 非合作博弈强调的是个人理性，个人最优决策，其结果可能是有效率的、也可能是无效率的。博弈论的发展历程博弈论发展史： 1944年 冯诺伊曼和摩根斯坦恩 博弈论和经济行为 50年代 合作博弈鼎盛期 非合作博弈开始创立 1950、1953年 纳什和夏普里 “讨价还价”模型 1953年 吉利斯和夏普里 关于合作博弈中的“核”的概念 1950、1951年 纳什 关于非合作博弈的文章 1950年 塔克 定义了“囚徒困境” 60年代 泽尔腾 精炼纳什均衡 海萨尼 把不完全信息引入博弈论 80年代 克瑞普斯和威尔逊 关于动态不完全信息博弈信息与决策 信息性是决策的一个基本特征。信息是物质运动的普遍属性，是事和物运动状态的直接或间接表达。所谓决策，就是泛指做出决定。人们在采取一项行动之前，反复比较和权衡各种方案的优劣，然后做出决定。在现代